船舶設(shè)計(jì)原理(第一章)-2016-C

1、v船舶設(shè)計(jì)原理 課課 號：號：001-(2016-2017-1) 教學(xué)班：教學(xué)班：NA420 第第 一一 章章 船舶設(shè)計(jì)概要船舶設(shè)計(jì)概要 封面 第一章第一章 船舶設(shè)計(jì)概要船舶設(shè)計(jì)概要 1.1 1.1 船舶設(shè)計(jì)特點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)特點(diǎn) 系統(tǒng)性系統(tǒng)性 一艘船舶是由許多部分組成的一個(gè)大系統(tǒng)。通常，自航運(yùn)輸船舶至一艘船舶是由許多部分組成的一個(gè)大系統(tǒng)。通常，自航運(yùn)輸船舶至 少有以下各部分組成：少有以下各部分組成： 船體與結(jié)構(gòu)；船體與結(jié)構(gòu)； 主機(jī)與控制；主機(jī)與控制； 舵裝置；舵裝置； 電站；電站； 助航和通信；助航和通信； 船體開口的關(guān)閉裝置；船體開口的關(guān)閉裝置； 貨物裝卸和配載；貨物裝卸和配載； 消防；消防；

2、救生；救生； 錨泊和系泊；錨泊和系泊； 防污染設(shè)備；防污染設(shè)備； 生活設(shè)施。生活設(shè)施。 1.1 船舶設(shè)計(jì)的特點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)性 船舶設(shè)計(jì)是分專業(yè)，分部門協(xié)船舶設(shè)計(jì)是分專業(yè)，分部門協(xié) 調(diào)完成的。通常，船舶設(shè)計(jì)分為船調(diào)完成的。通常，船舶設(shè)計(jì)分為船 體、輪機(jī)、電氣三大專業(yè)（不包括體、輪機(jī)、電氣三大專業(yè)（不包括 各種通用設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)），其中各種通用設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)），其中 船體又分為總體、結(jié)構(gòu)和舾裝設(shè)計(jì)船體又分為總體、結(jié)構(gòu)和舾裝設(shè)計(jì) 三大部分。以上各專業(yè)和部分的設(shè)三大部分。以上各專業(yè)和部分的設(shè) 計(jì)工作相互間的關(guān)系如圖所示，其計(jì)工作相互間的關(guān)系如圖所示，其 中總體設(shè)計(jì)與其他各部分的設(shè)計(jì)都中總

3、體設(shè)計(jì)與其他各部分的設(shè)計(jì)都 有密切的關(guān)系。有密切的關(guān)系。 船舶設(shè)計(jì)必須要協(xié)調(diào)好各部門船舶設(shè)計(jì)必須要協(xié)調(diào)好各部門 的工作，既要使船舶的各部分充分的工作，既要使船舶的各部分充分 發(fā)揮自身功能，又要使相互關(guān)系達(dá)發(fā)揮自身功能，又要使相互關(guān)系達(dá) 到最佳的配合。到最佳的配合。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 舾裝 設(shè)計(jì) 輪機(jī) 設(shè)計(jì) 電氣 設(shè)計(jì) 總體 設(shè)計(jì) 專業(yè)分工與聯(lián)系專業(yè)分工與聯(lián)系 1.2 船舶設(shè)計(jì)的基本要求 新船設(shè)計(jì)的基本要求：新船設(shè)計(jì)的基本要求： 經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 船舶的經(jīng)濟(jì)性涉及三個(gè)基本要素，即建造成本、營船舶的經(jīng)濟(jì)性涉及三個(gè)基本要素，即建造成本、營 運(yùn)開支和營運(yùn)收入。設(shè)計(jì)中的技術(shù)措施是否恰當(dāng)，決策運(yùn)開

4、支和營運(yùn)收入。設(shè)計(jì)中的技術(shù)措施是否恰當(dāng)，決策 是否正確，對船舶的經(jīng)濟(jì)性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。設(shè)計(jì)工是否正確，對船舶的經(jīng)濟(jì)性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。設(shè)計(jì)工 作中必須把經(jīng)濟(jì)性放在十分重要的地位來考慮。作中必須把經(jīng)濟(jì)性放在十分重要的地位來考慮。 綜觀現(xiàn)代船舶的發(fā)展、新船型的出現(xiàn)和新技術(shù)的采綜觀現(xiàn)代船舶的發(fā)展、新船型的出現(xiàn)和新技術(shù)的采 用，無一不是受經(jīng)濟(jì)因素的刺激。經(jīng)濟(jì)是技術(shù)發(fā)展的基用，無一不是受經(jīng)濟(jì)因素的刺激。經(jīng)濟(jì)是技術(shù)發(fā)展的基 礎(chǔ)和動(dòng)力，技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目的的手段和工具，兩者相礎(chǔ)和動(dòng)力，技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目的的手段和工具，兩者相 互滲透，相互推動(dòng)?；B透，相互推動(dòng)。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.2 船舶設(shè)計(jì)的基本要

5、求 新船設(shè)計(jì)的基本要求新船設(shè)計(jì)的基本要求 適用適用 適用是指船舶能滿足預(yù)定的使用要求適用是指船舶能滿足預(yù)定的使用要求 。對運(yùn)輸船舶。對運(yùn)輸船舶 而言，主要是保證運(yùn)輸能力和提高運(yùn)輸質(zhì)量，如裝載能而言，主要是保證運(yùn)輸能力和提高運(yùn)輸質(zhì)量，如裝載能 力、航速、裝卸效率、航海性能等力、航速、裝卸效率、航海性能等 保證新船的適用性是設(shè)計(jì)中處理各種矛盾時(shí)首先要保證新船的適用性是設(shè)計(jì)中處理各種矛盾時(shí)首先要 考慮的因素考慮的因素。 安全安全 船舶的安全是關(guān)系到人命和財(cái)產(chǎn)以及環(huán)境污染的重船舶的安全是關(guān)系到人命和財(cái)產(chǎn)以及環(huán)境污染的重 大問題。因此，安全性是船舶的一項(xiàng)基本質(zhì)量指標(biāo)。大問題。因此，安全性是船舶的一項(xiàng)基本

6、質(zhì)量指標(biāo)。 船舶設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格遵守法規(guī)和規(guī)范的規(guī)定，滿足船舶設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格遵守法規(guī)和規(guī)范的規(guī)定，滿足 法規(guī)和規(guī)范的各項(xiàng)要求。法規(guī)和規(guī)范的各項(xiàng)要求。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.2 船舶設(shè)計(jì)的基本要求 新船設(shè)計(jì)的基本要求新船設(shè)計(jì)的基本要求 可靠可靠 船舶使用周期長，船上重要設(shè)備和部件的可靠性對船舶使用周期長，船上重要設(shè)備和部件的可靠性對 安全性和經(jīng)濟(jì)性影響很大。某些設(shè)計(jì)或設(shè)備雖然能滿足安全性和經(jīng)濟(jì)性影響很大。某些設(shè)計(jì)或設(shè)備雖然能滿足 有關(guān)要求，但其可靠性仍可能有很大差別。因此在設(shè)計(jì)有關(guān)要求，但其可靠性仍可能有很大差別。因此在設(shè)計(jì) 方案的優(yōu)選和設(shè)備的選用中對可靠性問題要給予充分的方案的優(yōu)選和設(shè)備的選

7、用中對可靠性問題要給予充分的 重視。重視。 先進(jìn)、美觀先進(jìn)、美觀 設(shè)計(jì)的船舶要具有先進(jìn)性，設(shè)計(jì)的結(jié)果要追求完美設(shè)計(jì)的船舶要具有先進(jìn)性，設(shè)計(jì)的結(jié)果要追求完美 性。先進(jìn)是指性能優(yōu)良、技術(shù)和裝備先進(jìn)；完美是指矛性。先進(jìn)是指性能優(yōu)良、技術(shù)和裝備先進(jìn)；完美是指矛 盾處理恰當(dāng)、問題考慮周到、布置有序、造型美觀。盾處理恰當(dāng)、問題考慮周到、布置有序、造型美觀。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.2 船舶設(shè)計(jì)的基本要求 航區(qū)和航線航區(qū)和航線 船型船型 用途與裝載能力用途與裝載能力 船級與船籍船級與船籍 動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置 航速航速 續(xù)航力與自持力續(xù)航力與自持力 船體結(jié)構(gòu)與材料船體結(jié)構(gòu)與材料 總體布置總體布置 主要設(shè)備主要

8、設(shè)備 生活設(shè)施生活設(shè)施 限制條件限制條件 船東的設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書船東的設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書 船東對設(shè)計(jì)的要求是通過設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書的形式給出的。船東對設(shè)計(jì)的要求是通過設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書的形式給出的。 一般運(yùn)輸船舶的設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書包括以下基本內(nèi)容：一般運(yùn)輸船舶的設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書包括以下基本內(nèi)容： 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 2010.1 LmaxBmaxTmaxDW Max. TEU Max. mmmt 巴拿馬運(yùn)河294.13 32.31 12.04 650004000 巴拿馬運(yùn)河(2014年后)427.00 55.00 18.00 12000 蘇伊士運(yùn)河20.12 24000017000 馬六甲海峽21.00 30

9、000018000 船級標(biāo)志： CSA Cutter Suction Dredger, Dredging Within R2, Non-propulsion, FTP 1.3 船舶設(shè)計(jì)的工作方法 用船部門的意圖和要求。用船部門的意圖和要求。 航線、航道，港口、碼頭，建造、維修等條件。航線、航道，港口、碼頭，建造、維修等條件。 型船的技術(shù)資料型船的技術(shù)資料 ，如主要要素、載重量、艙容、航速、，如主要要素、載重量、艙容、航速、 主機(jī)參數(shù)、重量重心、總布置圖、型線圖、船模及實(shí)船主機(jī)參數(shù)、重量重心、總布置圖、型線圖、船模及實(shí)船 試驗(yàn)資料等等。試驗(yàn)資料等等。 1.3.1 調(diào)查研究、搜集設(shè)計(jì)資料 調(diào)查研究

10、、搜集設(shè)計(jì)資料 1.3.2 綜合分析、合理解決 綜合分析、合理解決 設(shè)計(jì)工作中矛盾是不可避免的，但矛盾之間也存在互相設(shè)計(jì)工作中矛盾是不可避免的，但矛盾之間也存在互相 依存、互相轉(zhuǎn)化的統(tǒng)一關(guān)系，要在綜合分析的基礎(chǔ)上，依存、互相轉(zhuǎn)化的統(tǒng)一關(guān)系，要在綜合分析的基礎(chǔ)上， 抓住主要的矛盾，有側(cè)重、有兼顧地考慮問題，從而找抓住主要的矛盾，有側(cè)重、有兼顧地考慮問題，從而找 出解決問題的合理途徑。出解決問題的合理途徑。 特別要強(qiáng)調(diào)綜合分析的重要性。特別要強(qiáng)調(diào)綜合分析的重要性。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.3 船舶設(shè)計(jì)的工作方法 現(xiàn)有船舶是人們造船和用船經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，也現(xiàn)有船舶是人們造船和用船經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，也 是科學(xué)

11、技術(shù)不斷發(fā)展的成果。某一類型船舶是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的成果。某一類型船舶 的發(fā)展和演變過程，存在著由它們的使用任的發(fā)展和演變過程，存在著由它們的使用任 務(wù)和要求所決定的共性問題，這就決定了這務(wù)和要求所決定的共性問題，這就決定了這 類船舶必然具有許多相近的技術(shù)特征和內(nèi)在類船舶必然具有許多相近的技術(shù)特征和內(nèi)在 規(guī)律，這些特征和規(guī)律也是人們合理解決船規(guī)律，這些特征和規(guī)律也是人們合理解決船 舶設(shè)計(jì)中眾多矛盾的結(jié)果。合理地吸取和利舶設(shè)計(jì)中眾多矛盾的結(jié)果。合理地吸取和利 用這些經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，可以減少盲目性，使新用這些經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，可以減少盲目性，使新 船設(shè)計(jì)有較可靠的基礎(chǔ)。船設(shè)計(jì)有較可靠的基礎(chǔ)。 1.3.3 母

12、型改造、推陳出新 母型改造、推陳出新 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.3 船舶設(shè)計(jì)的工作方法 母型改造的多樣性。母型改造的多樣性。 用母型改造法設(shè)計(jì)新船要突出一個(gè)改造，即在用母型改造法設(shè)計(jì)新船要突出一個(gè)改造，即在 參考母型的過程中要有所改進(jìn)和創(chuàng)新。母型改參考母型的過程中要有所改進(jìn)和創(chuàng)新。母型改 造設(shè)計(jì)方法不是一種簡單的拼拼湊湊，而是設(shè)造設(shè)計(jì)方法不是一種簡單的拼拼湊湊，而是設(shè) 計(jì)者根據(jù)新船的特點(diǎn)和要求，在熟練掌握船舶計(jì)者根據(jù)新船的特點(diǎn)和要求，在熟練掌握船舶 設(shè)計(jì)原理和方法基礎(chǔ)上的創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)原理和方法基礎(chǔ)上的創(chuàng)造性的工作。 1.3.3 母型改造、推陳出新 母型改造、推陳出新 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要

13、 1.3 船舶設(shè)計(jì)的工作方法 船舶設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，涉及到許多方面和因船舶設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，涉及到許多方面和因 素，它們相互交叉，相互影響，設(shè)計(jì)者對新船的認(rèn)識有素，它們相互交叉，相互影響，設(shè)計(jì)者對新船的認(rèn)識有 一個(gè)由表及里，由淺而深的過程。因此，船舶設(shè)計(jì)工作一個(gè)由表及里，由淺而深的過程。因此，船舶設(shè)計(jì)工作 也有一個(gè)與其相適應(yīng)的工作方法和程序。也有一個(gè)與其相適應(yīng)的工作方法和程序。 設(shè)計(jì)工作是分階段完成的。不同設(shè)計(jì)階段中所考慮的問設(shè)計(jì)工作是分階段完成的。不同設(shè)計(jì)階段中所考慮的問 題是有所重復(fù)的，但重點(diǎn)和詳細(xì)程度不同，考慮因素的題是有所重復(fù)的，但重點(diǎn)和詳細(xì)程度不同，考慮因素的 多少不

14、同，工作的深度和側(cè)重不同。多少不同，工作的深度和側(cè)重不同。 在不同設(shè)計(jì)階段中對同一方面的工作不是簡單的重復(fù)，在不同設(shè)計(jì)階段中對同一方面的工作不是簡單的重復(fù)， 而是一個(gè)逐步近似和完善的過程。而是一個(gè)逐步近似和完善的過程。 1.3.4 逐步近似、螺旋上升 逐步近似、螺旋上升 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 Evans, J. H., “Basic Design Concepts,” （1959）Andrews (1981) 1.4 1.4 船舶設(shè)計(jì)階段的劃分船舶設(shè)計(jì)階段的劃分 根據(jù)現(xiàn)代造船的特點(diǎn)，船舶設(shè)計(jì)通常分為初步設(shè)根據(jù)現(xiàn)代造船的特點(diǎn)，船舶設(shè)計(jì)通常分為初步設(shè) 計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)和完工文件四個(gè)階段完成。

15、計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)和完工文件四個(gè)階段完成。 1.4.1初步設(shè)計(jì)階段 初步設(shè)計(jì)階段 這一階段的主要工作，是在深入分析任務(wù)書和調(diào)查研究這一階段的主要工作，是在深入分析任務(wù)書和調(diào)查研究 的基礎(chǔ)上，從全局出發(fā)，提出船體、輪機(jī)、電氣不同專的基礎(chǔ)上，從全局出發(fā)，提出船體、輪機(jī)、電氣不同專 業(yè)方面的各種可性方案，進(jìn)行分析比較，得出一個(gè)能滿業(yè)方面的各種可性方案，進(jìn)行分析比較，得出一個(gè)能滿 足船東要求的合理的設(shè)計(jì)方案。足船東要求的合理的設(shè)計(jì)方案。 初步設(shè)計(jì)階段中，船舶總體設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的。與此同初步設(shè)計(jì)階段中，船舶總體設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的。與此同 時(shí)，在船體基本結(jié)構(gòu)，主要舾裝設(shè)備、機(jī)艙布置、電力時(shí)，在船體基本結(jié)構(gòu)，

16、主要舾裝設(shè)備、機(jī)艙布置、電力 負(fù)荷及電站配置、機(jī)電設(shè)備選型等方面開展初步設(shè)計(jì)。負(fù)荷及電站配置、機(jī)電設(shè)備選型等方面開展初步設(shè)計(jì)。 初步設(shè)計(jì)階段涉及全船主要技術(shù)形態(tài)的參數(shù)和指標(biāo)應(yīng)該初步設(shè)計(jì)階段涉及全船主要技術(shù)形態(tài)的參數(shù)和指標(biāo)應(yīng)該 保證是比較可靠的，技術(shù)措施是合理的。保證是比較可靠的，技術(shù)措施是合理的。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.4 1.4 船舶設(shè)計(jì)階段的劃分船舶設(shè)計(jì)階段的劃分 1.4.1初步設(shè)計(jì)階段主要技術(shù)文件 初步設(shè)計(jì)階段主要技術(shù)文件 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 船體說明書； 總布置圖； 型線圖； 中剖面結(jié)構(gòu)圖及構(gòu)件計(jì)算書； 航速、穩(wěn)性、艙容、干舷等估算書或計(jì)算書； 機(jī)艙布置圖； 電力負(fù)荷估算書； 主

17、要設(shè)備規(guī)格和廠商表。 1.4 1.4 船舶設(shè)計(jì)階段的劃分船舶設(shè)計(jì)階段的劃分 1.4.2詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 該階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容是在上一階段的總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)該階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容是在上一階段的總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 上，對各個(gè)局部的技術(shù)問題進(jìn)行深入分析，開展各上，對各個(gè)局部的技術(shù)問題進(jìn)行深入分析，開展各 個(gè)分項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)和計(jì)算，調(diào)整和解決船、機(jī)、個(gè)分項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)和計(jì)算，調(diào)整和解決船、機(jī)、 電各方面具體的問題和矛盾，最終確定新船全部的電各方面具體的問題和矛盾，最終確定新船全部的 技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、各種設(shè)備、材料以及訂貨的技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、各種設(shè)備、材料以及訂貨的 技術(shù)要求等等技術(shù)要求等等 。 在詳細(xì)

18、設(shè)計(jì)階段中，還要進(jìn)行設(shè)計(jì)送審工作，即將在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段中，還要進(jìn)行設(shè)計(jì)送審工作，即將 設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件送法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和所入船級社設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件送法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和所入船級社 審查。審查通過后還需根據(jù)審圖意見對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)審查。審查通過后還需根據(jù)審圖意見對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn) 行修改行修改 。 。 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 1.4 1.4 船舶設(shè)計(jì)階段的劃分船舶設(shè)計(jì)階段的劃分 1.4.1詳細(xì)設(shè)計(jì)階段主要技術(shù)文件 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段主要技術(shù)文件 第一章 船舶設(shè)計(jì)概要 船體說明書；總布置圖；型線圖； 靜水力曲線和各種裝載情況下的穩(wěn)性和浮態(tài)計(jì)算書； 干舷計(jì)算書、噸位計(jì)算書、液艙艙容圖； 航速計(jì)算書、螺旋槳設(shè)計(jì)圖及強(qiáng)度計(jì)算書； 船體構(gòu)件規(guī)范計(jì)算書和總強(qiáng)度計(jì)算書； 典型橫剖面圖、基本結(jié)構(gòu)圖、外板展開圖、肋骨型線圖； 機(jī)艙結(jié)構(gòu)圖、首部結(jié)構(gòu)圖（包括首柱）、尾部結(jié)構(gòu)圖（包 括尾柱）、主要艙壁結(jié)構(gòu)圖、上層建筑結(jié)構(gòu)圖； 防火控制圖； 錨泊、起貨、舵、救生等設(shè)備的計(jì)算書和布置圖； 各系統(tǒng)原理圖； 艙室內(nèi)部舾裝圖； 詳細(xì)的設(shè)備、材料規(guī)格明細(xì)表； 規(guī)范和法規(guī)有特殊要求的計(jì)算書以及試驗(yàn)報(bào)告等。 1.4 1.4 船舶設(shè)計(jì)階段的劃分船舶設(shè)計(jì)階段的劃分 1.4.3生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段 生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段 生產(chǎn)設(shè)計(jì)是在確定總的建造方針前提下，以詳細(xì)設(shè)生