设计原理

巡山小妖精
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2021年02月22日 23:16
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2021年2月22日发(作者:蚂蚁斗大象)



容量图的绘制依据是


:总布置图,帮戎曲线图 ,型线图,肋骨型


线图


8


登记吨位设计 时注意的要点


:注意控制吨位的档次,注意


国际航线上的吨位差 别。


9


下限值是


保证船的安全和使用要 求所


需的最低初稳性值。


10 B B



T CW


增大,


D


减小对


增加


GM

< p>
值有好处




11


在大倾角情况下,


保证船抵抗外力作用能力的是


静稳性曲线。



12


耐波性一般从< /p>


适居性,安全性,使用性加以考虑。


13


影响横


摇幅值


¢a


的因素:


T¢ B



T Cw Cb 14


纵摇与升沉


运动的主要影响因素:


航向角,波长,调谐因素,主尺度及船型


特征。


15

< p>


Cb



L


增大


V


减小


甲板淹湿性减小



16


改善船舶失速

< br>的措施:


减小船舶在风浪中阻尼的增加;改善在恶劣海况中的运

< br>动,以求被迫减速的幅值不大。



17

< br>规定最小干舷考虑的因素:


减小甲板上浪;保证有一定的储


备浮力。


18


甲板上浪影响的因素:


纵摇及升沉运动的幅度,舷


弧的大小,上建的地位和大小。


19


储备浮力的影响因素


:丰满



Cb


,上建,舷弧。


20


A


型船舶载运液体货物的船舶最小干舷


量裕度


:


在船舶设计中,


为了确保设计船的载重量,


避免超重,



常在分别估算

< br>WhWf



Wm


的基础上将


LW


预加一定的裕度称


为排水量裕度。(原 因:估算误差;采用待用设备和材料;设备


增加)


货物的积载因 素:


每吨货物装船时所占的货舱容积。


型容


:指按型线图计算所得到的舱内容积。


快速性:


指船舶消耗较


小的功率而获得较高航速的能力。


稳性:


当船舶受到歪理的作用


而偏离原平衡位置发生倾侧,当外 力消除后能自动恢复到原平衡


位置的能力。


大倾角的稳性


:


指船舶在外力作用下,横倾角超过


10



15


时的稳性。


抗沉性


:指船舶一舱或数舱破损进水后,仍


能保证一定浮性和稳 性的能力。


耐波性:


指船舶在风浪中遭受外

力干扰而产生各种摇摆运动,以及砰击上浪失速飞车等时,仍能


维持一定航速在水面 上安全航行的性能。


甲板淹湿性:


指船舶在

波浪中的纵摇与升沉运动异常激烈时,在船首柱,船与波浪相对


运动的幅值大于船首 柱处的干舷,波浪涌上甲板的现象。


干舷甲


板:


即用以计算干舷的甲板,通常为上甲板,也可选取较低一层


甲板作为干舷甲板, 但要符合规范的有关规定。


最小干舷船:


量不一定增加或增加甚微,甚至减少。对于小船,其强度不是主


因此


D


增加要使船体钢料重量增加。


6

固定加载所用的材料及目


的是什么?


生铁块,石头,水泥块 ,矿渣块等。目的:降低重心


7


装载压载水的理由是什么?



保证必要的浮态。空载返航时,吃水太小,桨叶不能充分浸在水< /p>


中,螺旋桨的推进效率和推力就会减小,且桨叶交替出水会引起


以 至损坏首部结构,而且极度尾纵倾会缩小驾驶的视野,在横向


风浪中会引起操舵困难。空 载返航过程中,油水和备品的消耗,


使船舶重心提高,初稳性高度降低,为了保证稳性也 必须加压载


水。


8


设计中保证快速性的 措施有哪些?


选取合适的尺度系数:


选择合适的优秀的节能船型 和节能动力装置;对于高速小艇,应


尽量减小排水量;采用大直径,低转速螺旋桨,一获 得较高的敞


水效率;减小附体阻力,附体应与船体有良好的配合;减小迎面


要影响因素,


结构构件的尺度主要取决于工艺和建造方面的要求,

< p>
以提高稳性,


增大重量以加大吃水,


也可以用来调 整船舶的纵倾。


桨叶的严重振动;


压载时首吃水太小,


船舶在海浪中易引起抨击,


可低一些。


21


操纵性包括以下内容


:


航线稳定性,回转性 ,转首



22


船舶的排水量,主要尺度


(LBDT)


以及船型系数



CbCpCwCm


)称为


船舶的主要要素。


23


诺曼系数


N


表 示载


重量增加


1t


时排水量的增量,< /p>


N


越大表示载重量增加时


LW

< p>


加越多。载重型船


N


较 小,布置地位型船


N


较大。


24


布置地位


型船的主尺度主要取决于


所需的船主 体容积及上层建筑甲板面


积。


25


横剖 面积曲线:


面积等于排水体积,


丰满度系数等于棱形

< p>
系数,面积的形心横坐标等于浮心纵向位置,最大纵坐标值等于


最大横剖面 面积。


26


p


的选择必须与


Cm


的选择一起来考虑,


低速时


Cm


大,


Cp



Cb


相差不大,


中速时实际所取的

< br>Cp


值一


般比剩余阻力最佳时的大,高速时


Cb


一定时取较大的


Cp



27


浮心纵坐标


Xb

< br>的选择主要考虑



阻力,


布置方 面。


28


浮心位置


向后移动

< p>
,相当于前半体丰满度系数减小,后体丰满度增大,形


状阻力由小变大,而 兴波阻力由大变小。


29


横剖面两端的形状


Fr



0.2

< br>—


0.22


直线型的首端



Fr=0.22



0.28


凹形或微凹型


Fr



0 .28


微凹型或直线型,


尾端微凹型或直线型

< br>30


设计水线的


特征参数包括:


水线面系数


Cw,


前后半段的丰满度系数


Cwf



Cwa,


平行中段长度


,


端部形状


,


半进 流角以及尾部的纵向斜度等。


31


从耐波性方面来看,


设计首段适当


丰满一些较为有利,


而成


S


型的不利。


32


设 计水线尾段的形状,


从阻力上看主要影响的是


形状阻力,尾段线 型应以直线型为佳,而不易成凹形。



33

设计中


Cw


的选取主要从


快速性着 眼,然后校核稳性,总布


置及型线配合等方面。


34

< p>
球鼻首可以减小


:


兴波阻力,

舭涡阻力,


破波阻力。


35


确定上 建尺度应考虑的因素


;


甲板面积需求,浮态

与稳性,驾驶视线,其它尺度限制因素。


36


货船纵倾的调 整方




a


满 载出港状态:改变油舱淡水舱的布局;中机型及中尾机


型可适当改变机舱的位置;改变浮 心位置。


B


压载出港状态:重


新分配压 载舱。


37


涡尾的五种作用:


形成假尾 ,


消减尾浪,


提高


推进效率,


回收螺旋桨尾流中的旋转能量,


消减振动。


38


平头涡


尾船型首部设计参数


:


纵流角,首压浪长度。


39


双尾船型的线型



中央隧道的纵剖面形状和尾轴间距作为主要参数。


40


隧道型船


尾为了


增大螺旋 桨直径,获得较高的敞水效率。


41


反应鳍节能


机理


是形成和螺旋桨尾流方向相反的预旋流,减小了螺旋桨尾流


旋转能量损失的作用。



一.



名词解释



施工设计

< br>:技术设计被审查批准之后,根据建造厂的具体生产技


术条件和船舶各项标准文件 ,应制定该船所需的船机电三方面的


全部图纸和技术文件,称为施工设计。


试航速度


:一般指满载试


航速度,即主机发出额定功 率的新船在静深水中,不超过三级风


二级浪时满载试航所测得的速度。

< br>服务航速


;指船平时营运所适


用的试航速度,

< p>
一般取主机功率的


85%



90%


续航力


:


在规定的

< p>
主机功率和航速下,穿上所携带的燃油可供船连续航行的距离或


连续航行的 时间。


自持力:


指穿上所带淡水食品等能供人员在海

< p>
上维持的天数,也称自己力。


母型改造法:


与新船 在主要方面相


近的实船或设计好的船,将其各项要素按设计船的要求用适当的

< p>
方法加以改造变换,即可得到新船的相应要素。


逐步近似:


由于


船舶的内在矛盾错综复杂,设计工作不可能一次完成,而是循着

< p>
一个逐步近似的过程。初步近似只考虑少数主要因素,二后一次


近似则计入 更多的因素,后一次近似是前一次近似的修正补充和


发展。进过几次近似后,最终得到符 合各项要求的设计结果。



载重量:


货 物,船员及行李,旅客及行李,燃油滑油炉水,食品


淡水,备品及供应品等的重量称为载 重量。


空船排水量:


指新船


竣工交船是 的排水量


湿重:


新船竣工交船时,动力装置管系中有

< p>
可供主机动车的油和水,这部分重量包含在机电设备重量内,相


应的机电设 备重量称为湿重。


满载排水量:


船舶装满了预定的全

< p>
部载重量的载况称为满载,相应的排水量即为满载排水量。


排水

< p>


于货船,如载运积载因素小,可按《载重线规范》来决定最小干


舷,


从而确定出船的型深


D,

< br>这种船称为最小干舷船。


富裕干舷船:


当设计积载因素较 大的货船时,按载重线求得的最小干舷所决定


的型深,往往不能满足货舱容积的的要求, 型深


D


需根据舱容确


定,船的实际干舷 大于最小干舷,这种船称为富裕干舷船。


结构


吃水:

< p>
对于富裕干舷船,在设计时可根据规范核算最小干舷,求


得最大装载吃水< /p>


Tmax


,并使船体结构设计符合


Tma x


的要求,


此时的


Tmax

< p>
又称结构吃水。


变吃水船:


在一般情况下,船装载


至满载吃水,而在装重货时船吃水达到


Tmax


。根据这种要求设


计的船称为变吃水船。


操纵性:


指船舶能根据驾驶者的意图保持


或改变航线航速的性能。

< p>
经济船长


:


综合船长


L< /p>


对船价和燃料开支


的不同影响,民用运输船从船舶经济性角度常选 取一个最有利的


船长称为经济船长。


经济方形系数:

< p>


Fr


一定的情况下,


存 在一


个阻力最低的


Cb


和一个引起阻力 急剧增加的临界


Cb


,实船的


Cb


常大于阻力最佳的


Cb


而接近于临界


Cb


,这时船舶尺寸小,


重量轻,船价较低, 同时阻力增加亦不大,油耗较为节省,实船


的这一


Cb


值称为经济方形系数。



富裕水深:

< p>
为避免船舶搁浅,船底与河床之间应留有一定的间隙


称为富裕水深。


载重型船;


载重量与排水量比值较大较稳定的船


舶。


布置地位型船:


指为了布置各种用途的舱室需要较大舱容 或


较大甲板面积的船舶。


载重量系数:


载重量与排水量的比值称为


排水量系数。


可行方案:

< p>
每一组主尺度的组合都可构成一个船型


方案,但并非每一个船型方案都能满 足约束条件,称满足约束条


件的方案为可行方案。


可行域:


新船主尺度在某一范围内取值就


能满足约束条件,称这个范围为新船 主尺度的可行域。


平行中体


长:


丰满船 的横剖面面积曲线的中部有一平行段称为平行中体长。


平行中体前后的两段长度分别称为 进流段长和去流段长。


舷弧线



甲板边 线在中纵剖面的投影线。


脊弧线:


甲板面与中纵剖面的交


线。


总布置设计:


是以满足船东提出的使用要 求和航行性能为前


题,合理整体的确定新船的整体布置工作。


总 体区划:


根据船的


技术特点及使用要求,参考有关船型资料,对 全船空间进行合理


的区划,


船主体:


船 的露天连续甲板以下的部分。


上建:


上甲板

以上各种围蔽建筑物的统称。


纵倾调整:


在完成了总体布局 区域


后即要对船的浮态进行计算,根据计算结果调整总布置,直到浮

态满足要求为止。这种浮态计算与调整的过程称为纵倾调整。


能船型:


就是在相同功能下所需功率比常规船舶更小的船型。换

句话说,节能船型就是阻力小,推进效率高的船舶。


最佳纵倾节

能:


船舶利用压载水舱调整纵倾,使船舶处于最佳状态下航行,

从而达到节能的目的。



二.



判断问答



设计人员在设计中必须注意 什么?设计的新船应达到什么要


求?


认真贯彻国家的技术政策< /p>


;


熟悉并遵守各项规范和公约


;


认真


做好调查研究


;


注 重在借鉴与继承的基础上创新


;


采用逐步近似的


方法


,


逐步深化,最终使设计结果接近最佳组合。要求 :适用经济


安全可靠美观。


生产设计的主要特点是什么?


把船舶设计造船生


产和生产管理通过设计文件有机的体现出来,并以此 作为组织生


产的依据。把船机电纵向的专业系统,进行横向融合沟通,构成


纵横结合的综合系统,使各工种各专业个施工阶段能协调平衡,


均衡生产,提 高综合生产能力。



设计任务书的主要内容是什么?

< p>
航区航线,用途,船型,船级,


动力装置,航速续航力自持力,结构,设备 ,性能,船员,尺度


限制。


5


简述型深 对船体钢料重量的影响。


从构件几何尺度和数


量来看,


型深


D


对舷侧板肋骨支柱等构件有影响,


型深


D


增加要


引起它 们重量的增大;但从强度方面分析,


D


增大,则船体梁的


剖面模数增大,可使纵向构件断面尺寸减小,从而减小它们的重


量。从 上述两方面综合考虑,对于大船,


D


增加,其船体钢料重


受风面积,以减小空气阻力。


9


提高稳性的措 施有哪些?


降低船


舶重心高度是改善船舶稳性的根本措施;提高 横稳心高度使


GM


值增大:减少上建的受风面积。


10


影响抗沉性的主要因素及改


善方法?

< p>
因素:主尺度,船型要素,分舱甲板的型深,首尾舷弧,


分舱的合理性。措 施:采取分舱的方法;增加干舷可增加型深或


将水密舱壁延伸到更高一层甲板

< p>
;


当型深不变时增加吃水相当于


增加了干舷;


增大舷弧以及使横剖面外倾均可增大储备浮力。


11


为保证操纵性设计中应考虑的因素?


舵螺旋桨与船体尾部线型

< br>应有良好的配合


;


受航道限制时,


应特别注意船的回转性能,


这时


应选取较小的船长和较大的舵 面积为宜;推拖船都要求回转性能


好,


以利于作业时灵活,


故采用较小的船长和较大的舵面积系数


;


有 的船舶,为了更好的控制航向和缩短靠离码头的时间,或节约


拖船费用,分析是否有采用 首部侧推装置的必要性;从航向稳定


性来看,


L



B



Cb

< br>及


B



T


大的船是不利的。肥大型船可能存


在操纵性异常的现象,即在小舵角的情况下可能是稳 定的也可能


是不稳定的。


12


确定船舶 的主要要素应满足哪些基本要求?



足浮力要求,即新船设计吃 水时的浮力应等于设计排水量;满足


容量要求,即满足新船所需的舱容和甲板面积;满足 新船的各项


技术性能,包括快速性稳性操纵性耐波性和强度等;满足用船部


门对新船的使用要求;满足客观条件对新船主要要素的限制;努


力提高新船的 经济性。


13


确定船舶主要要素的特点是什么?



题的综合性,求解的灵活性与多解性;求解过程的逐步近似。



14


选取


L


时应考虑哪些因素?


主尺度限制,浮力,快速性,总


布 置,


经济性,


耐波性


(纵摇与升沉运动 缓慢,


还可以改善失速)



操纵性(< /p>


L


增大,稳定性改善但回转性变差)抗沉性(

L


增加有


利于抗沉性)



15


选取


B


时应考虑哪 些因素


?


主尺度限制,


稳性与横摇



B


增大


对稳性有 利对横摇不利),总布置,浮力与经济性(从保证浮力


降低船价考虑,以减小

< p>
L


加大


B


为有利),快速 性


16


选取


T



应考虑哪些因素


?


主尺度限制,浮力 (增加


T


对增大浮力最为方


便有效)经 济性与快速性(


T


增大,螺旋桨直径可增大,提高推

< p>
进效率,改善快速性)



17

选取


D


时应考虑哪些因素


?


舱容与总布置(对于载重型船,


型深


D


是影响货舱舱容的而主要因素,


增大


D


对增大货舱容积最


为有效,对于小型船舶


D< /p>


的选取主要取决于机舱高度的要求)甲


板的上浪与抗沉性;稳性(


D


增加船舶重心升高


GM


下降对稳性


不利);强度与经济性(增加


D


,船体等值梁的剖面模数显著增


大,有利于船体总纵强度和刚度。对于强 度要求高的大型船舶,


D


增加可减小纵向构件尺寸,因而船体重 量变化不大甚至有所下


降,从而有利于降低经济性。对于小船,


D


增加船体重量增加,


经济性降低)


1 8


选取


Cb


时应考虑哪些因素


?


浮力,快速性与耐


波性(

Cb


减小,


Rr


减小,同时减缓船 舶在海浪中的纵摇与升沉


运动),经济性,总布置(增大


Cb< /p>


有利于增大货舱容积,也有


利于机舱和船端舱室的布置与建造)< /p>


19


型线设计时应注意什


么?

< p>
保证新船具有良好的快速性;满足总布置要求;考虑船体结


构的合理性和施 工维修的方便。


20


首尾部横剖型线形状


U


型及


V


型的特点?


U


型:排水量沿吃水高度比较均匀分布,使设计水


线削 瘦,半进流角小,有利于减小兴波阻力;在尾部,


U


型剖面


使伴流比较均匀,


有利于提高船身效率,


改 善螺旋桨的工作条件,


降低螺旋桨的激振力。


但对于

< p>
V



U


型剖面的湿面积较 大,


摩擦


阻力大一些;耐波性也差一些。(大型运输船或中高速 船舶)


V


型:


V


型剖面的面积分布偏于上部,湿面积较小,对降低摩擦阻


力有利。在尾部


V


型剖面使去流段水流顺畅,可减小漩涡阻力。


V< /p>


型剖面可增加纵摇和升沉的阻尼,对耐波性有利。


21

< p>
为什么


大量船舶采用前倾首?


< br>使设计水线以上的首部水线较为尖瘦,


减小了首部的激浪


;


并使设

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