課件第六章 船舶型線設(shè)計

1、第六章第六章 船舶型線設(shè)計船舶型線設(shè)計 2 本章學(xué)習(xí)目標本章學(xué)習(xí)目標 1.能正確敘述橫剖面面積曲線的特征參數(shù)及影能正確敘述橫剖面面積曲線的特征參數(shù)及影 響因素響因素 2.能正確敘述設(shè)計水線的特征參數(shù)及影響因素能正確敘述設(shè)計水線的特征參數(shù)及影響因素 3.能正確敘述橫剖線的特征參數(shù)及影響因素能正確敘述橫剖線的特征參數(shù)及影響因素 4.能正確敘述首尾輪廓線和船底線的特征參數(shù)能正確敘述首尾輪廓線和船底線的特征參數(shù) 及影響因素及影響因素 5.能正確敘述甲板線的特征參數(shù)及影響因素能正確敘述甲板線的特征參數(shù)及影響因素 6.簡單敘述特種型線的主要種類、特點和運用簡單敘述特種型線的主要種類、特點和運用 7.能正確

2、敘述型線圖的設(shè)計原理及繪制方法能正確敘述型線圖的設(shè)計原理及繪制方法 3 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 船體型線的影響因素船體型線的影響因素 （1 1）橫剖面面積曲線；）橫剖面面積曲線； （2 2）設(shè)計水線和甲板線；）設(shè)計水線和甲板線； （3 3）橫剖線形狀；）橫剖線形狀； （4 4）側(cè)面輪廓線）側(cè)面輪廓線 4 型線圖的作用型線圖的作用 （1 1）型線與阻力關(guān)系重大）型線與阻力關(guān)系重大 （2 2）型線與穩(wěn)性、操縱性、橫搖阻尼、船在）型線與穩(wěn)性、操縱性、橫搖阻尼、船在 波浪中的運動有關(guān)波浪中的運動有關(guān) （3 3）型線影響布置和艙容）型線影響布置和艙容 （4 4）型線影響建造的施工工藝）型線影響建造的施工

3、工藝 5 設(shè)計型線中應(yīng)注意的問題設(shè)計型線中應(yīng)注意的問題 u保證設(shè)計船具有良好的航海性能保證設(shè)計船具有良好的航海性能 u滿足總布置要求滿足總布置要求 u考慮船體結(jié)構(gòu)的合理、簡易以及施工、維考慮船體結(jié)構(gòu)的合理、簡易以及施工、維 修的方便修的方便 u外觀造型外觀造型 6 型線設(shè)計方法型線設(shè)計方法 母型改造法母型改造法 船模系列資料法船模系列資料法 常見的系列船模：常見的系列船模： 美國的陶德美國的陶德6060系列；英國的系列；英國的BSPABSPA系列；瑞典的系列；瑞典的SSPASSPA 系列；我國長江客貨船系列系列；我國長江客貨船系列 7 第二節(jié)第二節(jié) 橫剖面面積曲線橫剖面面積曲線 橫剖面面積曲線

4、是以船長為橫坐標、設(shè)計水線以橫剖面面積曲線是以船長為橫坐標、設(shè)計水線以 下橫剖面面積為垂向坐標所繪制的曲線。下橫剖面面積為垂向坐標所繪制的曲線。 8 橫剖面面積曲線的特征橫剖面面積曲線的特征 橫剖面面積曲線下的面積相當(dāng)于船的型排橫剖面面積曲線下的面積相當(dāng)于船的型排 水體積水體積 面積的豐滿度系數(shù)等于船的縱向棱形系數(shù)面積的豐滿度系數(shù)等于船的縱向棱形系數(shù) 面積形心的縱向位置等于船的浮心縱向坐面積形心的縱向位置等于船的浮心縱向坐 標標 豐滿船的橫剖面面積曲線的中部平行段，豐滿船的橫剖面面積曲線的中部平行段， 稱為船的平行中體，平行中體前后段稱為稱為船的平行中體，平行中體前后段稱為 進流段和去流段。進

5、流段和去流段。 無平行中體的最大橫剖面位置無平行中體的最大橫剖面位置 曲線兩端端部形狀曲線兩端端部形狀 9 一、平行中體的長度和位置，最大橫剖一、平行中體的長度和位置，最大橫剖 面位置面位置 1 1、平行中體的長度和位置、平行中體的長度和位置 阻力方面阻力方面 將排水體積適當(dāng)?shù)叵蛑胁考?，采用將排水體積適當(dāng)?shù)叵蛑胁考?，采?一段平行中體，對于前體可使進流段尖瘦一段平行中體，對于前體可使進流段尖瘦 些，降低興波阻力；對于后體，可削瘦去些，降低興波阻力；對于后體，可削瘦去 流段的船體形狀，有利于改善形狀阻力。流段的船體形狀，有利于改善形狀阻力。 平行中體是不是越長越平行中體是不是越長越 好，會造

6、成哪些問題好，會造成哪些問題 10 船舶使用方面船舶使用方面 由于平行中體一段的橫剖面形狀完全相同，由于平行中體一段的橫剖面形狀完全相同， 使得中部的船艙方整，便于裝載貨物。設(shè)使得中部的船艙方整，便于裝載貨物。設(shè) 置平行中體還簡化了工藝，降低了建造成置平行中體還簡化了工藝，降低了建造成 本。因此，希望平行中體的長度取長些，本。因此，希望平行中體的長度取長些， 但應(yīng)不引起阻力性能惡化為限。但應(yīng)不引起阻力性能惡化為限。 11 ebprBP LL,LL目前及相應(yīng)的平行中體長度和位置 主要是根據(jù)試驗資料得出的規(guī)律決定的。按貝克 理論，最短的去流段長度 12 2 2、最大橫剖面位置、最大橫剖面位置 13

7、 二、橫剖面面積曲線的端部形狀二、橫剖面面積曲線的端部形狀 典型的端面形狀如下圖典型的端面形狀如下圖 a-a-直線型；直線型；b-b-凹形；凹形；c-c-微凹形微凹形 14 貝克通過對面積曲線兩端形狀對剩余阻力的貝克通過對面積曲線兩端形狀對剩余阻力的 影響做詳盡的船模試驗，得出面積曲線兩端形狀，影響做詳盡的船模試驗，得出面積曲線兩端形狀， 見下表見下表 棱形系數(shù)棱形系數(shù)傅汝德數(shù)傅汝德數(shù)兩端形狀兩端形狀 0.7850.785兩端均值線兩端均值線 0.750.780.750.780.1820.1820.182 兩端均值線兩端均值線 前微凹后直線前微凹后直線 0.700.750.700.750.23

8、80.2380.238 前微凹后直線前微凹后直線 兩端均微凹兩端均微凹 0.650.700.650.700.1640.2530.1640.253 0.2680.268 前微凹，后直或微凹前微凹，后直或微凹 前直線，后直或微凹前直線，后直或微凹 0.650.32, 當(dāng)時，由凸形到直線形 當(dāng)時，直線形或微凹形 當(dāng)時，微凹形 當(dāng)時直線形 26 設(shè)計水線的半進流角對船首形狀起決定作用，對設(shè)計水線的半進流角對船首形狀起決定作用，對 興波阻力有重要影響。根據(jù)船模試驗得下圖興波阻力有重要影響。根據(jù)船模試驗得下圖 27 三、設(shè)計水線尾端形狀三、設(shè)計水線尾端形狀 設(shè)計水線尾端的形狀與船的穩(wěn)性、布置設(shè)計水線尾端的

9、形狀與船的穩(wěn)性、布置 及尾部型線特征有關(guān)。從阻力來，尾端形及尾部型線特征有關(guān)。從阻力來，尾端形 狀主要影響形狀阻力，它的作用僅次于首狀主要影響形狀阻力，它的作用僅次于首 端形狀。為避免尾端水流發(fā)生分離形成漩端形狀。為避免尾端水流發(fā)生分離形成漩 渦，一般以直線為佳，而不宜成凹形。渦，一般以直線為佳，而不宜成凹形。 設(shè)計水線在尾端的寬度應(yīng)能蓋住螺旋槳設(shè)計水線在尾端的寬度應(yīng)能蓋住螺旋槳 和舵，對槳和舵形成一定保護。和舵，對槳和舵形成一定保護。 28 第四節(jié)第四節(jié) 橫剖線的設(shè)計橫剖線的設(shè)計 典型船中剖面形狀典型船中剖面形狀 29 中剖面系數(shù)的確定中剖面系數(shù)的確定 brm pbm b m CFC CCL

10、 BC C C 對于中低速船，若 與 配合偏大，則應(yīng)盡量采用較大的 以降低 ；隨著 和的減小， 也適當(dāng)降低。 對于高速船，由于 較小，型線較瘦，為了使中部不致過分 凸起而造成明顯的突肩，宜采用較小的 30 二、端部橫剖線形狀二、端部橫剖線形狀 圖圖6-76-7所示為四種常規(guī)船型的橫剖型線，其所示為四種常規(guī)船型的橫剖型線，其 形狀特征可分為：形狀特征可分為：V V形、中形、中V V形、中形、中U U形、形、 U U形形 lU U形形- -大型運輸大型運輸 船及中、高速船及中、高速 船舶船舶 lV V形形-小型船小型船 舶舶 l中中V V形或中形或中U U形形 - -中型船舶中型船舶 31 第五節(jié)

11、第五節(jié) 首尾部輪廓線及船底線首尾部輪廓線及船底線 一、首輪廓線一、首輪廓線 32 二、尾輪廓線二、尾輪廓線 33 三、船底線三、船底線 34 第六節(jié)第六節(jié) 甲板線甲板線 甲板線在型線圖的縱剖線圖上用舷弧線甲板線在型線圖的縱剖線圖上用舷弧線 和脊弧線來反映，在半寬水線圖中用甲板和脊弧線來反映，在半寬水線圖中用甲板 平面輪廓線來反映。平面輪廓線來反映。 35 一、舷弧線和脊弧線一、舷弧線和脊弧線 定義定義 舷弧線：是甲板邊線在中線面上的投影線舷弧線：是甲板邊線在中線面上的投影線 脊弧線：是甲板中心線在中線面上的投影線脊弧線：是甲板中心線在中線面上的投影線 影響因素影響因素 首舷?。杭装迳侠撕透稍镄?/p>

12、；首舷弧：甲板上浪和干燥性； 尾舷弧：首舷弧的一半，考慮甲板上浪及小型船舶舵尾舷弧：首舷弧的一半，考慮甲板上浪及小型船舶舵 機艙的高度機艙的高度 確定步驟確定步驟 脊弧線脊弧線梁拱值梁拱值舷弧線舷弧線 36 二、甲板平面輪廓線二、甲板平面輪廓線 定義定義 甲板平面輪廓線是指甲板邊線在基平面上的甲板平面輪廓線是指甲板邊線在基平面上的 投影。投影。 決定因素決定因素 總布置圖；甲板使用要求；與橫剖面形狀總布置圖；甲板使用要求；與橫剖面形狀 的協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào) 三、梁拱三、梁拱 梁拱一般取型寬的梁拱一般取型寬的1/501/501/1001/100；對于海船對于海船 常取常取1/50,1/50,對于內(nèi)河船常

13、取對于內(nèi)河船常取1/1001/100 37 第七節(jié)第七節(jié) 特種型線特種型線 一、球鼻首一、球鼻首 1、常見球鼻首、常見球鼻首 38 球鼻首的減阻機理球鼻首的減阻機理 減小高速船舶的興波阻力減小高速船舶的興波阻力 鼻首產(chǎn)生波系與船體波系之間產(chǎn)生有利干擾鼻首產(chǎn)生波系與船體波系之間產(chǎn)生有利干擾 減小低速肥大型船舶的破波阻力減小低速肥大型船舶的破波阻力 壓載航行時，船首延伸，改變首柱附近的水壓力壓載航行時，船首延伸，改變首柱附近的水壓力 滿載航行時，降低舭渦阻力和減少埋首現(xiàn)象。滿載航行時，降低舭渦阻力和減少埋首現(xiàn)象。 39 二、特種尾型二、特種尾型 球尾：雪茄形球尾和同心球尾球尾：雪茄形球尾和同心球尾

14、 40 渦尾及不對稱尾渦尾及不對稱尾 41 雙尾雙尾 42 第八節(jié)第八節(jié) 型線圖的設(shè)計與繪制型線圖的設(shè)計與繪制 一、型線繪制的基本要求一、型線繪制的基本要求 繪制格子線繪制格子線 手工時的精度，上墨等手工時的精度，上墨等 光順性光順性 凹凸度，曲率，均勻性，切點的位置凹凸度，曲率，均勻性，切點的位置 投影一致性投影一致性 高度，寬度的對應(yīng)，各交點和交接線的投影高度，寬度的對應(yīng)，各交點和交接線的投影 43 二、型線生成的方法二、型線生成的方法 自行設(shè)計法自行設(shè)計法 根據(jù)新船的具體要求，按型線設(shè)計的基本原根據(jù)新船的具體要求，按型線設(shè)計的基本原 則和規(guī)律，參考相近母型船的優(yōu)良型線資料，經(jīng)則和規(guī)律，參

15、考相近母型船的優(yōu)良型線資料，經(jīng) 設(shè)計者分析思考，并對新船型線特征有所把握后，設(shè)計者分析思考，并對新船型線特征有所把握后， 自行設(shè)繪型線圖自行設(shè)繪型線圖 改造母型法改造母型法 利用與新船相近的母型船的型線資料，應(yīng)用利用與新船相近的母型船的型線資料，應(yīng)用 適當(dāng)?shù)男薷姆椒ǎ瑢⑵涓脑斐煞显O(shè)計要求的新適當(dāng)?shù)男薷姆椒?，將其改造成符合設(shè)計要求的新 船型線船型線 44 系列型線系列型線 選擇與新船特征相近的系列船型，直接利用選擇與新船特征相近的系列船型，直接利用 系列船型的型線資料，查得設(shè)計水線以上的船體系列船型的型線資料，查得設(shè)計水線以上的船體 型值，需要時做局部的修改。型值，需要時做局部的修改。 數(shù)學(xué)型

16、線數(shù)學(xué)型線 應(yīng)用數(shù)學(xué)函數(shù)來表達水線橫剖線或船體曲面，應(yīng)用數(shù)學(xué)函數(shù)來表達水線橫剖線或船體曲面， 控制形狀特征參數(shù)，由計算機程序完成型線生成控制形狀特征參數(shù)，由計算機程序完成型線生成 工作。工作。 45 三、自行繪制法三、自行繪制法 1 1、繪制格子線、繪制格子線 2 2、繪制橫剖面面積曲線、繪制橫剖面面積曲線 3 3、繪制側(cè)面輪廓線、設(shè)計水線和甲板平面輪廓線、繪制側(cè)面輪廓線、設(shè)計水線和甲板平面輪廓線 4 4、繪制橫剖線圖、繪制橫剖線圖 5 5、繪制半寬水線圖、繪制半寬水線圖 6 6、繪制縱剖線圖、繪制縱剖線圖 46 橫剖線圖的繪制橫剖線圖的繪制 （1 1）中橫剖面圖的繪制）中橫剖面圖的繪制 豐滿

17、的中剖面豐滿的中剖面中剖面系數(shù)大的直壁式橫剖中剖面系數(shù)大的直壁式橫剖 面線形狀面線形狀 47 48 中剖面系數(shù)較小的中剖面中剖面系數(shù)較小的中剖面 49 繪制其余各站橫剖線繪制其余各站橫剖線 A i iy1、根據(jù)從半寬水線圖上量取第 站設(shè)計水線半寬值 ， 得圖中 點 i 2A UV 、從橫剖面面積曲線圖上量取第i站橫剖面面積， 作出該站的等面積矩形如下圖，分別適用于橫剖 面形狀為 、 和中間型 50 3AB ACB B P 、仿照母型船對應(yīng)站的橫剖面形狀，過 點及 點作 曲線，使圖中兩塊陰影部分面積相等，同時使 曲線在 點與底升線相切 4、從甲板平面圖和側(cè)面輪廓圖中量取該站甲板半寬及 甲板邊線距

18、基線的高度定出 點，與水下部分光滑連接 5、橫剖線檢驗 51 四、母型改造法四、母型改造法 母型改造法是：利用與新船相近的母型船的母型改造法是：利用與新船相近的母型船的 型線資料，應(yīng)用適當(dāng)?shù)匦薷姆椒?，將其改造成型線資料，應(yīng)用適當(dāng)?shù)匦薷姆椒?，將其改造?符合設(shè)計要求的新船型線。符合設(shè)計要求的新船型線。 1.1. 主尺度改造（船長、船寬及吃水）主尺度改造（船長、船寬及吃水） 52 2 2、橫剖面面積曲線的改造（作圖法）、橫剖面面積曲線的改造（作圖法） （1 1）修改型線的橫剖面面積曲線的棱形系數(shù)。）修改型線的橫剖面面積曲線的棱形系數(shù)。 53 （2 2）修改橫剖面面積曲線的）修改橫剖面面積曲線的x xb b( (遷移法）遷移法） 54 3 3、其他參數(shù)的改造及型值的產(chǎn)生、其他參數(shù)的改造及型值的產(chǎn)生 面積曲線改造后型值的產(chǎn)生面積曲線改造后型值的產(chǎn)生 （1 1）從母型船的橫剖面面積曲線上，找出與設(shè)計船）從母型船的橫剖面面積曲