哈工程大二實(shí)習(xí)專題報(bào)告：船體

船體專題摘要：主要介紹了船體的制造過程，以及船體各部分特點(diǎn)。正文內(nèi)容：通過對各個(gè)船廠的參觀使我對船體的知識有了進(jìn)一步的了解，特別是船舶設(shè)計(jì)和船舶制造方面的知識。船舶總體設(shè)計(jì)（一）概述1.船舶設(shè)計(jì)特點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：船舶是由許多子系統(tǒng)組成一個(gè)大系統(tǒng)，船舶設(shè)計(jì)需要要兼顧多方面互相沖突的要求。船舶一般至少包括以下子系統(tǒng)：1)船體——提供用來裝載和安裝船舶設(shè)備的密閉容積，既是提供支持船舶全部重量的浮力，又是影響船舶主要性能（如穩(wěn)性、快速性、操縱性、耐波性等）的重要因素。2)結(jié)構(gòu)——維持密閉容積的水密完整性，保證裝載物和船用設(shè)備不受靜力的損害，保證船體的強(qiáng)度和剛度，并且避免發(fā)生有害振動。3)貨物裝卸和配載（僅貨船有）——把貨物從碼頭裝進(jìn)和卸出貨艙。4)主機(jī)和控制——以不同船速推動船舶航行。5)操舵——控制船舶的航向。6)助航——船在航途中確定船位，保持船在正確的航線上；確定其他船舶的位置以及使其他船舶發(fā)現(xiàn)本船，以避免發(fā)生碰撞。7)無線電通信——船舶與港口之間和本船與其他船舶之間相互交換信息。8)生活設(shè)施——保護(hù)和維護(hù)人員生活的艙室和設(shè)備。9)電站——發(fā)電和配電，向船上各種用電設(shè)備供電。10)防火——防火分隔限制火災(zāi)蔓延；火警探測及滅火。11)救生——船舶失事時(shí)船上人員自救和營救落水人員。12)錨泊和系泊——船舶在錨地和碼頭邊停泊時(shí)保持船位。13)船體開口的關(guān)閉設(shè)備——保證船體開口能處于關(guān)閉狀態(tài)，以確保船舶或船上人員的安全。14)防污染——控制油類和化學(xué)品，以及污水和生活污水對海上環(huán)境的污染。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)注意：1)設(shè)計(jì)者應(yīng)將船舶作為一個(gè)大系統(tǒng)來考慮，反復(fù)權(quán)衡船舶各種主要功能和次要功能的要求，使子系統(tǒng)的相互關(guān)系達(dá)到最佳狀態(tài)，從而最有效和最經(jīng)濟(jì)地達(dá)到船舶一切應(yīng)有的功能。2)設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合運(yùn)用多種科學(xué)和技術(shù)，尤其應(yīng)注意掌握船舶使用環(huán)境的知識，特別是營運(yùn)業(yè)務(wù)方面的知識，并不斷發(fā)展新概念和不斷推進(jìn)船舶科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。3)在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者要與船東和船廠經(jīng)常聯(lián)系和協(xié)商，以使設(shè)計(jì)工作保持實(shí)用性和減少失誤。歸納起來，船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)多參數(shù)、多目標(biāo)、多約束的求解和優(yōu)化過程，是一個(gè)反復(fù)迭代校驗(yàn)和修正的逐步近擬的過程，通常按螺旋線進(jìn)行。2.船東要求船東使用要求是船舶設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，除非它與公約、規(guī)范、規(guī)則、法規(guī)等相抵觸，或在設(shè)計(jì)上是非常不合理的，或因生產(chǎn)條件的限制不能制造，原則均應(yīng)予以滿足。如果發(fā)生任何不能滿足的情況，應(yīng)及時(shí)同船東協(xié)商，取得一致意見。船東使用要求是以合同、設(shè)計(jì)說明書（主要技術(shù)規(guī)格書）或設(shè)計(jì)圖樣等形式得到保證，并且通常在合同中列入罰款條例，在運(yùn)輸船舶中主要的罰款技術(shù)指標(biāo)是載重量、航速和油耗。在合同中通常寫明具體數(shù)量，設(shè)計(jì)者必需予以充分注意，在設(shè)計(jì)上要適當(dāng)留有余裕，以確保圓滿交船。這里提出一點(diǎn)是有時(shí)為了設(shè)計(jì)競標(biāo)，技術(shù)指標(biāo)往往提得較高。這就給設(shè)計(jì)帶來了一定風(fēng)險(xiǎn)，要適度把握。以運(yùn)輸船舶為例，船東使用要求通常包括下列幾個(gè)方面：(1)航區(qū)和航線。(2)應(yīng)滿足的公約、規(guī)范、規(guī)則、船級和船藉。(3)船型。(4)用途：例油船的載重量、油艙容積、油品；集裝箱船的載箱數(shù)、實(shí)箱數(shù)；客滾船的乘客數(shù)、車輛數(shù)、客艙等級；特種貨物的規(guī)格、重量、危險(xiǎn)程度……等等。(5)動力裝置、主機(jī)類型、臺數(shù)、燃油品種、推進(jìn)方式等。(6)航速和續(xù)航力。(7)船體結(jié)構(gòu)：船體材料、結(jié)構(gòu)型式、冰區(qū)加強(qiáng)等級、載荷、高強(qiáng)度鋼使用比例和等級。(8)各種設(shè)備：例如起重設(shè)備能力和型式；泵型式和排量；側(cè)推裝置類型；減搖裝置類型；特種專用設(shè)備等等。(9)生活設(shè)施：例如船員人數(shù)、住艙標(biāo)準(zhǔn)、公共艙室種類和要求。(10)各種限制條件：例如主尺度船長、船寬、吃水的限制，過運(yùn)河、船閘、港口的限制以及其他特殊要求。3.設(shè)計(jì)階段劃分現(xiàn)代造船技術(shù)的特征是，根據(jù)成組技術(shù)原理，實(shí)行船體建造、舾裝和涂裝一體化。與之相適應(yīng)的設(shè)計(jì)階段劃分如下。(1)初步設(shè)計(jì)（合同設(shè)計(jì)）這一階段應(yīng)根據(jù)船東使用要求，從船舶總體設(shè)計(jì)的全局出發(fā)，對船舶尺度、總布置、主要性能、船體結(jié)構(gòu)、舾裝、內(nèi)裝、輪機(jī)、電氣、空調(diào)、遙控和自動化等各個(gè)主要方面，通過計(jì)算、繪圖及多方案的分析比較，得出一個(gè)能滿足船東使用要求或比船東要求更合理的設(shè)計(jì)方案。主要的是提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書（又稱主要技術(shù)規(guī)格書）、總布置圖、舯剖面圖、機(jī)艙布置圖、主要設(shè)備廠商表、房間布置圖、電力負(fù)荷估算書、主要系統(tǒng)原理圖等。主要圖樣和技術(shù)文件應(yīng)取得船東的認(rèn)可，作為下階段設(shè)計(jì)的依據(jù)。主要技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格是交船驗(yàn)收的依據(jù)。當(dāng)洽談合同需要且有足夠的技術(shù)把握時(shí)，這一階段可稱為合同設(shè)計(jì)，當(dāng)船的技術(shù)復(fù)雜程度較高或進(jìn)行船型開發(fā)時(shí)，初步設(shè)計(jì)之前可增加方案設(shè)計(jì)（或基本設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)）階段；當(dāng)以技術(shù)設(shè)計(jì)的技術(shù)資料作為簽訂建造合同的依據(jù)時(shí)，可用方案設(shè)計(jì)取代初步設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì)一般只出較少的圖紙。為了對船東的詢價(jià)要求迅速作出反應(yīng)，可提出概要的技術(shù)規(guī)格書、簡明的總布置圖和主要設(shè)備廠商表，這些工作通常稱為報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)，不屬于正式設(shè)計(jì)階段，只起初步報(bào)價(jià)作用。(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)這一階段應(yīng)對設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)深入進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪制詳圖、編制計(jì)算書，有的項(xiàng)目還需進(jìn)行模型試驗(yàn)并編制試驗(yàn)報(bào)告，完成準(zhǔn)確而完備的圖樣和技術(shù)文件。這個(gè)階段的主要圖樣和技術(shù)文件，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范、規(guī)則的規(guī)定和船東的要求，提交船級社、主管機(jī)關(guān)和船東審查認(rèn)可，并按退審意見進(jìn)行修改。最終完成的設(shè)計(jì)資料是生產(chǎn)設(shè)計(jì)的建造交驗(yàn)的依據(jù)。這一階段完成內(nèi)容的深度和廣度較淺時(shí)，稱為技術(shù)設(shè)計(jì)。(3)生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)是結(jié)合建造廠的具體工藝條件，繪制建造所需的全部施工圖紙，編制具體的施工工藝規(guī)程等技術(shù)文件。(4)完工文件這一階段應(yīng)按照建造的實(shí)際情況（包括布置、材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備的修改）繪制完工圖紙，編制各項(xiàng)試驗(yàn)、試航報(bào)告。一般完工圖紙由建造廠繪制，但大多數(shù)情況其總體專業(yè)的完工文件由設(shè)計(jì)室承擔(dān)、設(shè)計(jì)室按照實(shí)際船體型線值以及傾斜試驗(yàn)結(jié)果（或載重量測定結(jié)果）編制完工文件，并根據(jù)航行和操作需要編制有關(guān)使用手冊和操作手冊。涉及穩(wěn)性、強(qiáng)度和航行安全的項(xiàng)目需提交船級社審查批準(zhǔn)。近幾年來，出于對安全的重視和公約、規(guī)范、規(guī)則的修正要求，對提交審查批準(zhǔn)的項(xiàng)目越來越多，現(xiàn)需提交審查批準(zhǔn)的項(xiàng)目大致有以下幾項(xiàng)：傾斜試驗(yàn)報(bào)告、載重線標(biāo)志、裝載手冊、防火控制圖、壓載水管理手冊、破損控制圖、安全撤離圖……等。不同船型項(xiàng)目會有所增減。完工技術(shù)資料是使用和維修的重要依據(jù)，也是科研和設(shè)計(jì)工作借鑒的寶貴資料，應(yīng)做到準(zhǔn)確和完整。（二）總體設(shè)計(jì)工作考慮要點(diǎn)總體設(shè)計(jì)主要考慮的工作如下：主尺度及系數(shù)的選擇、排水量和重量的平衡；船體型線設(shè)計(jì)；船舶總布置；船舶主要性能計(jì)算：航速計(jì)算及主機(jī)選型；靜水力性能計(jì)算；艙容計(jì)算；完整穩(wěn)性與破艙穩(wěn)性計(jì)算；干舷計(jì)算；噸位估算；耐波性計(jì)算；操縱性估算；靜水彎矩和剪力計(jì)算；主要技術(shù)規(guī)格書的編制；防火區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域的劃分。下面就上述問題一一進(jìn)行簡單闡述。1.主尺度及系數(shù)的選擇、排水量和重量的平衡對船舶性能和使用影響最大的便是船舶的主要尺度及系數(shù)。船長L、型寬B、型深D（H）、吃水d（T）、方形系數(shù)Cb。此外還有水線面系數(shù)Cw，舯剖面系數(shù)CM，棱形系數(shù)Cp。排水體積▽=Lpp·B·d·Cb排水量△=·k·r（k—船殼系數(shù)1.003~1.006，r海水比重1.025）(1)船長L總長LOA，垂線間長（兩柱間長）Lpp，水線長LWL計(jì)算船長L，在載重線規(guī)范中定義為在85%型深處的水線長度LW'L'96%LW'L'≤L≤97%LW'L'。(2)型寬B少數(shù)船型，船寬在水線之上外飄，因此水線寬BWL＜型寬B(3)型深D舯處上甲板至船底的距離。首尾處許多船型都有首舷弧和尾舷弧。(4)吃水d設(shè)計(jì)吃水dd結(jié)構(gòu)吃水（又稱夏季吃水、最大吃水ds）。根據(jù)船東要求，一般用設(shè)計(jì)吃水考核航速指標(biāo)，但船舶的穩(wěn)性（包括完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性）、船體強(qiáng)度、干舷均要用結(jié)構(gòu)吃水來校核是否滿足規(guī)范要求。(5)方形系數(shù)bLppBdC=?，其中船長L在民用船舶中：L一般均用垂線間長Lpp來計(jì)算。在軍用船舶中：L較多地用水線間長LWL來計(jì)算，它與快速性指標(biāo)有較密切關(guān)系。(6)排水量△與重量P平衡△=LW+DWLW—空船重量，DW—載重量載重量等于載貨重量加燃油、清水、人員重量再加壓載水重量。載貨重量是技術(shù)指標(biāo)。燃油、清水、人員重量分為消耗品重量和固定重量，與續(xù)航力有關(guān)。壓載水重量是某些船型（例客船）由于穩(wěn)性需要而增加的壓載水重量。船舶總體設(shè)計(jì)的第一步就是排水量與重量的平衡，由于設(shè)計(jì)之初船舶的空船重量是一個(gè)未知數(shù)，所以大多數(shù)情況下是要收集母型船資料，從已知的母型船資料估算（或推算出）設(shè)計(jì)船的重量?？沾亓恳话惴譃槿箜?xiàng)：船體結(jié)構(gòu)重量、舾裝設(shè)備重量和機(jī)電設(shè)備重量（特殊船型還需加特種設(shè)備重量）。在我們708所一般是由各個(gè)專業(yè)的重量疊加而成空船重量。如計(jì)算錯(cuò)誤將可能導(dǎo)致該船舶載重量的不足，是船舶罰款乃至棄船的主要技術(shù)指標(biāo)，因此請各專業(yè)務(wù)必注意這個(gè)問題。特別是船體結(jié)構(gòu)專業(yè)，在整個(gè)空船重量中結(jié)構(gòu)專業(yè)所占的比重是最大的，當(dāng)然管系和主要設(shè)備的重量也占了相當(dāng)大的比例。(7)主尺度選擇前考慮的限制條件①蘇伊士運(yùn)河的航行限制船長無限制；船寬74.671m(245ft)；船寬大于74.672m時(shí)，須專案申請，船寬大于64.005m時(shí)，橫向風(fēng)速不大于10kn，吃水船寬不大于47.546m時(shí)，17.068m(56ft)，船寬大于47.546m時(shí)，按表格所列限制吃水。對于超級油船（ULCC），經(jīng)蘇伊士運(yùn)河管理局特別批準(zhǔn)，船寬最大允許值為70.101m至71.015m。巨型油船（VLCC）可以在蘇伊士港部分卸載，北向通過運(yùn)河后在塞得港重裝。②巴拿馬運(yùn)河的航行限制：船寬32.31m；；船長294.13m；吃水12.04m；水面上高度57.91m；總長超過274.32m的船舶，必須事先將圖紙送審，在首次通過時(shí)接受檢查。③圣勞倫斯航道及其通航限制尺度限制如下：總長不大于222.5m；最大船寬（包括固定護(hù)舷材）不大于23.8m，最大船寬超過23.2m時(shí)須經(jīng)航道主管部門審批。水面以上高度不超過35.5m吃水不大于7.92m④基爾運(yùn)河的航行限制基爾運(yùn)河，或稱北海運(yùn)河，通過船舶的限制長度為235m、寬32.5m、水面上的高度限制為40m。(8)船舶主尺度選擇時(shí)考慮的主要因素：船長：航道、港口的限制條件；裝載能力；布置需要；快速性；耐波性；造價(jià)；規(guī)范規(guī)則許多特定條件的規(guī)定：如散貨船的150m，貨船的80m。船寬：運(yùn)河的限制條件；裝載能力；穩(wěn)性；耐波性等。型深：艙容；大傾角穩(wěn)性；破艙穩(wěn)性；船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；載重線等。吃水：港口、航道的水深條件；快速性；耐波性等。方形系數(shù)：浮力與重量的平衡；快速性等。2.船體型線設(shè)計(jì)船體型線是關(guān)系船舶技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能的全局性設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一，它包括水線以下和水線以上兩部分型線，即船舶主船體的形狀。在構(gòu)思設(shè)計(jì)方案時(shí)需結(jié)合各方面的因素對型線特征加以考慮，在型線設(shè)計(jì)時(shí)必需研究以下幾個(gè)方面：1)保證船舶具有良好的航海性能。型線對船的快速性、耐波性、穩(wěn)性、操縱性等都有重大影響。型線設(shè)計(jì)時(shí)，除某些對耐波性有特別要求的船外，一般都把快速性放到首位來考慮，所以通常型線需要按照船模試驗(yàn)結(jié)果來最后確定。所謂快速性是指阻力和推進(jìn)因子的結(jié)合，要選擇阻力低而推進(jìn)因子高的型線。但在保證設(shè)計(jì)航速的同時(shí)，又要使船舶具有良好的耐波性，適宜的穩(wěn)性和靈活的操縱性。2)滿足總布置要求?？偛贾眯枰募装宓匚?、船艙尺度、貨艙的尺度、機(jī)艙設(shè)備的布置、浮態(tài)的調(diào)整等要求都要在型線設(shè)計(jì)對有所體現(xiàn)。在總布置與快速性的矛盾處理上，往往是為了總布置的要求，往往以適當(dāng)犧牲快速性來照顧布置上的適宜性或使用上的要求。明顯的例子是集裝箱船的線型在水下是尖瘦的，而水線之上外飄是非常大的，這是為了高航速和布置箱位的需要。一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的優(yōu)良型線是船舶性能、總布置、結(jié)構(gòu)、工藝等矛盾的統(tǒng)一體。一般情況是參照優(yōu)秀的母型型線，用適當(dāng)方法加以修改完成。型線設(shè)計(jì)的方法有以下四種：①母型船型線變換；②系列船型型線變換；③人工逐步繪制和計(jì)算機(jī)輔助型線組合生成；④以數(shù)學(xué)船型為基礎(chǔ)的型線生成。最常用的也是最可靠的方法是母型船型線變換法，但這主要是水線以下的型線，水線以上的型線較多的是人工和計(jì)算機(jī)輔助繪制。型線的形狀特征和主要參數(shù)是：側(cè)面輪廓線——首尾輪廓線、甲板線、龍骨線。橫剖面型線和參數(shù)以及橫剖面面積曲線。水線和參數(shù)。3.船舶總布置總布置設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)極為重要的一項(xiàng)，是影響全局的設(shè)計(jì)工作，船體結(jié)構(gòu)、舾裝設(shè)備、內(nèi)裝設(shè)計(jì)、輪機(jī)、電氣、空調(diào)通風(fēng)、冷藏等各個(gè)專業(yè)都要依據(jù)總布置圖來開展本專業(yè)的工作，總布置圖也是建造合同的主要附件，是體現(xiàn)船舶技術(shù)狀態(tài)和使用要求的圖面資料。總布置圖的設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合運(yùn)用各種專門知識，包括制造工藝和建筑美學(xué)，使船舶及其各個(gè)組成部分都能充分發(fā)揮應(yīng)有的功能?？偛贾迷O(shè)計(jì)的主要工作包括：(1)總體布局的區(qū)劃①主船體內(nèi)部船艙的劃分主船體內(nèi)部船艙的劃分涉及到公約、規(guī)范、規(guī)則、“法規(guī)”的規(guī)定；各種裝載下的浮態(tài)和穩(wěn)性（包括完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性）；船體結(jié)構(gòu)的總縱強(qiáng)度（靜水彎矩和剪力）和局部強(qiáng)度；使用要求的船艙大小。根據(jù)各種要求的綜合考慮，將主船體分為首、尾尖艙、機(jī)艙、貨艙、燃油艙、清水艙、壓載水艙以及雙層底艙，最主要的是確定各主橫艙壁的合適位置、縱艙壁的位置和雙層底、各層平臺的高度。②上層建筑的形式和布置（客船還包括上層建筑的外觀造型）上層建筑的布置主要包括船員及旅客艙室的布置；公共艙室（餐廳、休息室、會議室等）及服務(wù)處所（廚房、儲藏室、冷庫等）的布置；工作艙室包括駕駛室、海圖室、應(yīng)急發(fā)電機(jī)室、應(yīng)急消泵控制室、CO2室等的布置。(2)艙面設(shè)備的布置包括錨泊設(shè)備及系泊設(shè)備的布置；救生設(shè)備的布置，裝卸設(shè)備的布置（起貨設(shè)備、油船輸油接頭、油管吊、雜物吊等）。(3)通道及扶梯布置，這布置需要十分關(guān)注，涉及到人員的安全。①貨艙區(qū)域的扶梯及通道，包括檢修通道。②舷梯及室外梯的布置③室內(nèi)扶梯及通道的布置④脫險(xiǎn)通道的布置(4)其他設(shè)備的布置①舷墻及橫桿的布置②桅及信號設(shè)備的布置③通風(fēng)筒的布置4.主要性能計(jì)算(1)航速計(jì)算及主機(jī)選型航速是船舶最主要的性能，也是罰款指標(biāo)之一，是設(shè)計(jì)者最重視的一個(gè)數(shù)據(jù)。航速計(jì)算又稱為快速性予報(bào)，有兩種情況，一是達(dá)到船東要求的航速計(jì)算主機(jī)功率，二是在船東選下的主機(jī)型號和功率情況下，計(jì)算能達(dá)到多大的航速。在初步設(shè)計(jì)中，應(yīng)用型船資料可用圖譜或計(jì)算方法作粗略估計(jì)，適用于主機(jī)初步選型或航速初估，較精確的快速性予報(bào)應(yīng)通過船模試驗(yàn)得到。平時(shí)統(tǒng)稱的航速實(shí)際上有兩種情況，一是試航速度，一是服務(wù)航速。試航速度是指在輕載情況下（通常貨船是在20%載重量的情況下）主機(jī)發(fā)出最大的持續(xù)功率MCR，在風(fēng)平浪靜（一般在蒲氏風(fēng)級3級以下）深水，新船時(shí)所達(dá)到的速度，以節(jié)計(jì)（即每小時(shí)航行的海里數(shù)）。服務(wù)航速是指在主機(jī)發(fā)出常用功率CSR（可以是MCR的90%或85%）且?guī)в幸欢ǖ暮Ｉ显６龋梢允?5%SM或10%SM）所達(dá)到的確良速度，以節(jié)(kn)計(jì)。航速是在試航時(shí)進(jìn)行測定。船舶快速性優(yōu)良是指阻力低(PE↓)和推進(jìn)因子高(QPC↑)這樣所需的主機(jī)功率是最小的，但往往PE低的型線其QPC不一定最氏，要設(shè)計(jì)者平衡。船舶推進(jìn)主機(jī)的選型是在航速計(jì)算以后，從總體要求出發(fā)，船、機(jī)、槳合理匹配，并進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后選定。主機(jī)在選型時(shí)要考慮的主要因素是：類型：根據(jù)主要功能選擇主機(jī)類型，包括選擇低速機(jī)、中速機(jī)和高速機(jī)。功率：取決于航速和船舶阻力與推進(jìn)性能。轉(zhuǎn)速：考慮螺旋槳的效率，一般低轉(zhuǎn)速，螺旋槳直徑大，效率高及齒輪箱減速比的選用。外形尺寸和重量：考慮機(jī)艙布置和載重量的需要。油耗：是追求的目標(biāo)，直接涉及營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性。振動、噪聲、操作、可靠性、可維修性及價(jià)格。(2)靜水力性能靜水力性能計(jì)算是船舶總體性能的最基本計(jì)算，是穩(wěn)性計(jì)算的基礎(chǔ)。目前均在型線確定以后通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出各項(xiàng)靜水力要素?cái)?shù)值，靜水力主的要素如下：排水體積▽(m3)及排水量△(t)；浮心縱向位置LCB(m)（浮態(tài)計(jì)算有用）；浮心垂向位置KB(m)；橫穩(wěn)心垂向位置KM(m)；水線面面積AW(m2)；每厘米縱傾力矩MCT(t?m/cm)；漂心縱向位置LCF(m)；每厘米尾縱傾排水量變化Dzj(t/cm)；各船形系數(shù)：方形系數(shù)CB=▽/LBd；舯剖面系數(shù)Cm=Am/Bd；水線面系數(shù)CW=Aw/LB；棱形系數(shù)Cp=CMCB除此之外，還要計(jì)算出邦氏曲線：橫剖面面積曲線、橫剖面面積矩曲線；形狀穩(wěn)性力臂曲線——不同橫傾角時(shí)排水體積與形狀穩(wěn)性力臂的關(guān)系曲線；進(jìn)水角曲線和可浸長度曲線。(3)艙容散貨船、油船、液化氣體船、化學(xué)品船等船舶其貨艙容積是船東十分關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)予以精確計(jì)算。除了貨艙容積計(jì)算以外，還需計(jì)算各油水艙的容積，包括燃油艙、滑油艙、淡水艙、壓載水艙等，其計(jì)算目的是為船舶各種裝載情況的浮態(tài)穩(wěn)性計(jì)算提供基礎(chǔ)資料，以及營運(yùn)中船員進(jìn)行配載和控制船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性提供基礎(chǔ)資料。艙容計(jì)算是計(jì)算船艙的艙容和形心位置，包括垂向，縱向位置，某些情況下還要計(jì)算橫向位置。目前都用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果是型容積，計(jì)算凈容積要考慮骨架系數(shù)，油艙還要考慮膨脹容積。(4)完整穩(wěn)性與破艙穩(wěn)性完整穩(wěn)性按照規(guī)范、規(guī)則要求進(jìn)行校核，國外船舶以及掛中國國旗的國際航行船舶按國際海事組織A749(18)“關(guān)于IMO文件包括的所有船舶的完整穩(wěn)性規(guī)則”要求進(jìn)行校核。國內(nèi)航行船舶按中國海事局2004“國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則”（簡稱“法規(guī)”）要求進(jìn)行校核。完整穩(wěn)性計(jì)算主要是大傾角穩(wěn)性計(jì)算，它的衡指標(biāo)是：各種典型的裝載工況下經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度GM，最大靜穩(wěn)性力臂的對應(yīng)橫傾角，最大靜穩(wěn)性力臂值，突風(fēng)和橫搖衡準(zhǔn)數(shù)等。此外不同船型還有不同的衡準(zhǔn)要求。在穩(wěn)性校核中，我國的“法規(guī)”與“IMO”穩(wěn)性規(guī)則有較大的區(qū)別，一般來說“法規(guī)”的要求更嚴(yán)于“IMO”要求。法規(guī)還對航區(qū)作了劃分，分遠(yuǎn)海航區(qū)（I類）、近海航區(qū)（II類）、沿海航區(qū)（III類）和遮蔽航區(qū)，不同的航區(qū)其風(fēng)壓值，橫搖角都是不相同的。除此之外，裝谷物的散貨船還要進(jìn)行散裝谷物穩(wěn)性計(jì)算。破艙穩(wěn)性即船舶破損以后船舶的殘存能力和水線位置是否滿足有關(guān)公約、規(guī)則和規(guī)范的要求。涉及破艙穩(wěn)性要求的公約、規(guī)則和文件很多，其假定的破損范圍、破損部位、殘存能力和計(jì)算辦法都各不相同。(5)干舷型深與結(jié)構(gòu)吃水之差稱之為干舷。它是衡量船舶儲備浮力大小和甲板上浪機(jī)會的技術(shù)參數(shù)。裝載過重，干舷不足常是海損事故的一個(gè)重要原因，并且早就引起人們的重視。國際載重線公約規(guī)定了最小干舷的標(biāo)準(zhǔn)。最小干舷的數(shù)值與下述因素有關(guān)。船長，國際載重線公約按船長大小定出了基本干舷F。數(shù)值。船體豐滿度（在0.85型深處的方形系數(shù)）、船舶上層建筑或第一層甲板室的長度、首和尾舷弧的大小、型深的大小都對最小干舷產(chǎn)生影響，經(jīng)過這四個(gè)因素的修正后才得到載重線公約規(guī)定的最小干舷值。按載重線公約要求，船舶分A型、B型、B-60、B-100型船。A型船是散裝液體的船（例油船），它的最小干舷值可以小些。B-60、B-100型船同樣最小干舷值可以小一些，即吃水可大些，可多裝貨，但它們的破艙穩(wěn)性要求則更嚴(yán)了。由于雙底雙殼油船的出現(xiàn)，為了滿足油艙容積的需要，型深都比較大，從而干舷也比較大，所以目前大多數(shù)油船已不是A型船，而是B型船了。此外還根據(jù)季節(jié)區(qū)分為冬季北大西洋區(qū)、冬季區(qū)、夏季區(qū)、熱帶區(qū)、夏季淡水區(qū)、熱帶淡水區(qū)。冬季區(qū)風(fēng)浪大要求干舷大，熱帶區(qū)要求干舷小。船舶季節(jié)區(qū)的劃分，反映在載重線標(biāo)志上。此外，載重線公約還對船舶首部的最小高度也作了規(guī)定。__(6)噸位船舶噸位包括總噸位GT和凈噸位NT。商船的總噸位大體代表了它的總?cè)莘e，它表示船舶的大小。而凈噸位大體代表了船舶能用于營利的有效容積，它表示船舶的營運(yùn)能力。是船舶尺度的基本參數(shù)。注意噸位是容積的概念，不是重量的概念。它不同于載重噸，載貨噸或者排水量。噸位的作用有以下三條：船舶噸位是稅收和各類收費(fèi)的基準(zhǔn)。例如向港口交納的停泊費(fèi)、引水費(fèi)、燈塔費(fèi)、碼頭費(fèi)、進(jìn)塢費(fèi)及海關(guān)稅、檢驗(yàn)費(fèi)等。此外，在造船、買賣船舶以及船舶保險(xiǎn)時(shí)也以總噸位的大小來計(jì)算費(fèi)用。在一些規(guī)范和國際公約中常用總噸位來劃分船舶大小等級，以此來規(guī)定設(shè)備配備的標(biāo)準(zhǔn)。例如，液貨船消防設(shè)施的配置按2000總噸以上，500~2000總噸，500總噸以下，三種不同標(biāo)準(zhǔn)配置。船舶總噸位是各類船舶統(tǒng)計(jì)的一種常用衡準(zhǔn)。噸位計(jì)算的辦法歷經(jīng)了多次演變，目前民用船舶統(tǒng)一用“1969年國際船舶噸位丈量公約”規(guī)定的方法進(jìn)行。我國是該公約的締約國，也基本按此方法進(jìn)行。該公約采用摩遜體制，其核心是計(jì)算型容積，然后再對某些處所進(jìn)行免除。但是蘇伊士運(yùn)河當(dāng)局不執(zhí)行69年公約，它對噸位丈量仍按它規(guī)定的辦法計(jì)算。此外船舶總噸位，凈噸位的數(shù)值最終由船級社驗(yàn)船師丈量確定，船舶設(shè)計(jì)單位，建造工廠計(jì)算的數(shù)字僅供參考。(7)耐波性耐波性定義為船舶在規(guī)定的海洋環(huán)境條件下能夠完成任務(wù)的能力；或相反定義為不能勝任的能力。耐波性指標(biāo)受諸多因素的影響，是一個(gè)綜合性指標(biāo)，它同海洋環(huán)境條件有關(guān)，并隨任務(wù)不同而異。耐波性衡準(zhǔn)要素可以歸納為4類12個(gè)要素絕對運(yùn)動振幅：橫搖角、縱搖角、飛行甲板上某點(diǎn)的垂直位移；絕對速度及加速度：垂直加速度、水平加速度、暈船MSI、砰擊加速度；相對于波面運(yùn)動：砰擊（首部出水且其落向波面的速度超出閥值）概率、聲吶罩出水頻率、甲板淹濕（上甲板首部入水）頻率、螺旋槳出水概率；飛機(jī)的相對運(yùn)動：飛機(jī)相對于飛行甲板的垂向速度。耐波性的運(yùn)動值是一個(gè)概率值，一般以1/3有義值來表示，而不是平均值。不同的裝載工況，不同的重心高度，其耐波性的運(yùn)動值是不同的。不同的海況（不同的波浪等級、浪高、周期、浪向）其耐波性的運(yùn)動值也是不同的。耐波性計(jì)算比較復(fù)雜，通常用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算或進(jìn)行耐波性試驗(yàn)測定。一般的商船是不進(jìn)行耐波性計(jì)算的，但特種船舶耐波性計(jì)算又是非常重要的。為了要增加作業(yè)天數(shù)，或者予先知道作業(yè)率，要進(jìn)行各種工況的耐波性計(jì)算或試驗(yàn)。耐波性計(jì)算后可能還要采取減搖措施。需要指出的是耐波性與穩(wěn)性往往是一對矛盾，穩(wěn)性好的船舶其GM值（初穩(wěn)性高度）較大，橫搖周期較短，其耐波性較差。國此如何合適控制GM值的大小是設(shè)計(jì)者需要把握的。(8)耐波性船舶操縱性是指船舶用其控制裝置（例如舵）來改變或保持其運(yùn)動速率、姿態(tài)和方向的能力。船舶操縱性的優(yōu)劣關(guān)系到舵運(yùn)安全及船的經(jīng)濟(jì)性和快速性。良好的操縱性應(yīng)具備：足夠的航向穩(wěn)定性；中小舵角有良好的應(yīng)舵性能；大舵角的回轉(zhuǎn)性能，例如在全速航行時(shí)操35°舵角時(shí)的回轉(zhuǎn)直徑回轉(zhuǎn)時(shí)間。適中的主機(jī)停車和主機(jī)逆轉(zhuǎn)的停船性能。1993年11月4日IMO第18次大通過了“船舶操縱性暫行標(biāo)準(zhǔn)”對特種船型來說，除了上述在航行時(shí)船舶的操縱性能外還有進(jìn)入港區(qū)以且船舶在低速或者再依靠側(cè)推裝置時(shí)船舶的回轉(zhuǎn)性能以及在惡劣天氣條件下（有大的離岸風(fēng)或吹岸風(fēng)）船舶的靠泊性能。對可能航行于特殊航道的船還有在狂小彎曲航道內(nèi)船舶的操縱性能。(9)靜水彎矩和剪力對于大型船舶來說，影響船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或者說影響船體縱向構(gòu)件尺寸的一個(gè)重要參數(shù)是靜水彎矩的剪力的大小。在總布置設(shè)計(jì)時(shí)，然后在穩(wěn)性計(jì)算的同時(shí)根據(jù)空船重量的分布及船內(nèi)移種裝載的布置計(jì)算出不同裝載工作下的靜水彎矩和剪力值，船體結(jié)構(gòu)專業(yè)依據(jù)其中最大一種裝載工況下的靜水彎矩剪力值進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、船體制造船舶由成千上萬種零件構(gòu)成,幾乎與各個(gè)工業(yè)部門都有關(guān)系.除特有的船體建造技術(shù)外,造船還涉及到機(jī)械,電氣,冶金,建筑,化學(xué)以至工藝美術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域.因此,造船是以全部工業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合技術(shù),反映一個(gè)國家的工業(yè)技術(shù)水平.

由于船舶的航區(qū),任務(wù)和要求不同,船舶產(chǎn)品具有品種多,生產(chǎn)批量小的特點(diǎn).為了有節(jié)奏地生產(chǎn),縮短制造周期,造船廠從接受訂貨至完工交船為止,都必須有周密的生產(chǎn)管理和技術(shù)管理.造船生產(chǎn)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)造船向現(xiàn)代造船的演變，現(xiàn)代造船模式是按區(qū)域，階段，類型一體化組織生產(chǎn)的造船模式?，F(xiàn)代造船模式有以下特點(diǎn)：對生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行變革，生產(chǎn)設(shè)計(jì)的過程是在圖面上完成“模擬造船”的過程。

2.以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)分段區(qū)域化制造。

3.在分段制造過程中，最大限度的實(shí)現(xiàn)殼，舾，涂一體化作業(yè)。

4.作業(yè)者的專業(yè)分工逐漸消失，向一專多能方向發(fā)展。

5.資料，設(shè)備的采購，供應(yīng)實(shí)現(xiàn)納期管理，托盤化管理。

6.造船生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)行有條件的集成化，模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化。

7.由船廠制造廠向總裝廠發(fā)展。隨著造船技術(shù)的不斷發(fā)展，精益造船、標(biāo)準(zhǔn)造船、數(shù)字造船、綠色造船將成為船廠的努力方向。

現(xiàn)代船舶制造是按模塊劃分區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)都要完成“殼，舾，涂”的生產(chǎn)任務(wù)，常規(guī)的建造與工藝程序?yàn)椋轰摬念A(yù)處理:在號料前對鋼材進(jìn)行的矯正,除銹和涂底漆工作.船用鋼材常因軋制時(shí)壓延不均,軋制后冷卻收縮不勻或運(yùn)輸,儲存過程中其他因素的影響而存在各種變形.為此,板材和型材從鋼料堆場取出后,先分別用多輥鋼板矯平機(jī)和型鋼矯直機(jī)矯正,以保證號料,邊緣和成型加工的正常進(jìn)行.矯正后的鋼材一般先經(jīng)拋光除銹,最后噴涂底漆和烘干.這樣處理完畢后的鋼材即可送去號料.2.放樣和號料

船體外形通常是光順的空間曲面.一般由設(shè)計(jì)部門提供型線圖是

按1:50或1:100的比例繪制.由于縮尺比大,存在一定的誤差,故不能按型線圖直接進(jìn)行船體施工,而需要在造船廠的放樣臺進(jìn)行1:1的實(shí)尺放樣或者是1:5,1:10的比例放樣,以光順型線,取得正確的型值和施工中所需的每個(gè)零件的實(shí)際形狀尺寸與位置,為后續(xù)工序提供必要的施工信息.船體放樣是船體建造的基礎(chǔ)性工序.

號料是將放樣后所得的船體零件的實(shí)際形狀和尺寸,利用樣板,樣料或草圖劃在板材或型材上,并注以加工和裝配用標(biāo)記.

在船舶生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了多中的放樣和號料方法，目前隨著計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)放樣的應(yīng)用，船體型線設(shè)計(jì)，三向光順，肋骨型線放樣，結(jié)構(gòu)放樣和展開，號料等工序大部分工作都由計(jì)算機(jī)完成，只有船體首尾部分特別復(fù)雜的型線才由手工進(jìn)行放樣光順和加工放樣板樣箱的制作。

3.船體零件加工

包括邊緣加工和成形加工.邊緣加工就是按照號料后在鋼材上劃出的船體零件實(shí)際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割,等離子切割進(jìn)行剪割.部分零件的邊緣還需要用氣割機(jī)或刨邊機(jī)進(jìn)行焊縫坡口的加工.

對于具有曲度,折角或折邊等空間形狀的船體板材,在鋼板剪割后還需要成形加工,主要是應(yīng)用輥式彎板機(jī)和滾壓機(jī)進(jìn)行冷彎;或采用水火成形的加工方法,隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,已使用數(shù)字控制肋骨冷彎機(jī),并進(jìn)而研制數(shù)字控制彎板機(jī).船體零件加工已從機(jī)械化向自動化進(jìn)展.

4.船體裝配和焊接

將船體結(jié)構(gòu)的零部件組裝成整個(gè)船體的過程.普遍采用分段建造方式,分為部件裝配焊接,分段裝配焊接和船臺裝配焊接3個(gè)階段進(jìn)行①部件裝配焊接:又稱小合擾.將加工后的鋼板或型鋼組合成板列,T型材,肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內(nèi)裝焊平臺上進(jìn)行.

②分(總)段裝配焊接:又稱中合攏.將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段,如艙壁,船底,舷側(cè)和上層建筑等分段;或組合成在船長方向橫截主船體而成的環(huán)形立體分段,稱為總段,如船首總段,船尾總段等.分段的裝配和焊接均在裝焊平臺或胎架上進(jìn)行.分段的劃分主要取決于船體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和船廠的起重運(yùn)輸條件.

③船臺(塢)裝配焊接:即船體總裝,又稱大合攏.將船體零部件,分段,總段在船臺(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬噸以上的大型船舶,為保證下水安全,多在造船塢內(nèi)總裝.常用的總裝方法有:

(1)以總段為總裝單元,自船中向船首,船尾吊裝的稱總段建造法,一般適用于建造中小型船舶;

(2)先吊裝船中偏尾處的一個(gè)底部分段,以此作為建造基準(zhǔn)向船首,船尾和上層吊裝相鄰分段,其吊裝范圍呈寶塔狀的稱塔式建造法;設(shè)有2～3個(gè)建造基準(zhǔn),分別以塔式建造法建造,最后連接成船體的稱島式建造法;

(3)在船臺(或船塢)的末端建造第一艘船舶時(shí),在船臺的前端同時(shí)建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,將第二艘船的尾部移至船臺末端,繼續(xù)吊裝其他分段,其至總裝成整個(gè)船體,同時(shí)又在船臺前端建造第三艘船舶的尾部,依此類推,這種方法稱為串