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船舶设计基础知识

中船重工船舶设计研究中心有限公司

China Ship Design&Research Center Co.,Ltd.

汇报人：强兆新

兴船报国创新超越

船舶设计过程

船舶总体设计

轮机工程概要

船舶电气系统概要海洋工程概要

?船舶设计应广泛吸收经验教训和科学技术最新成就，不断提高船舶各项性能。而不是简单的重复。

舶各项性能而不是简单的重复

生产设计施工完工文件编制交船

指船体与上层建筑的材料，船体结构型式、甲板负荷、特殊加强等要求。

要求

巴拿马运河限制：货船长度274.3，对客船和集装箱船：289.6x32.3x12.0

布置图、典型横剖面图、主要设备及材料选型、厂商表等。这些文件连同协商一致的修改意见均作为造船合同的附件。

通报：一种统一的解释MEPC：400多条MSC：1100多条?通报：一种统一的解释。MEPC：400多条，MSC：1100多条。?建议案：推荐性的，供各国参考。

?RS ?KR

船舶总体设计

轮机工程概要

船舶电气系统概要海洋工程概要

船舶设计的依据

?主尺度确定及空船重量初估

?总布置

?线型设计及航速预报(包括主机选型)

?初步的性能计算

?技术说明书

?方案的可行性,经济性和先进性分析

?合同文件的整理及专业间工作的协调

主力船型－集装箱船主力船型集装箱船

基于三维建模的船舶管系设计

基于三维建模的船舶管系设计摘要：三维建模技术的崛起以及虚拟现实技术的出现，为生产设计和创新提供了一种非常好的工作平台。设计人员可以直接从三维概念和构思入手，通过模型仿真来分析和评价设计方案的可行性与可靠性。本文介绍了NUPAS-CADMA TIC在船舶管系设计中的应用，并以一个实际案例阐述了三维建模的整个流程，同时探究了其存在的必要性与优势。关键字：三维建模模型仿真管系设计优势引言船舶管系的设计, 首先必须进行原理设计, 然后根据原理图进行管系的布置设计。管系原理图没有说明管系的具体位置, 因此利用原理图无法进行管系的制造及安装。传统的管子制造是按“样棒弯管”法进行。由于该方法制造的管子安装质量差、劳动强度大、船舶建造周期长,所以现在已不再使用。现在的管子制作都是通过计算机布置管路、放样及出零件图, 然后在车间按零件图预制好。船舶管系三维建模国内外现状随着科学技术的发展，船舶设计手段不断更新，当今船舶的三维建模设计应用越来越普遍。船舶三维建模技术是一种新型的船舶设计手段，它是对传统的以二维平面设计（AUTOCAD 为平台）为主的船舶管系放样方式的突破。改变了传统管系放样模式，将计算机三维建模技术与现代船舶管系放样紧密结合，能够准确的反应设计者的意图，直观真实地呈现在设计者面前，使得船舶管系放样与建造有机地结合在一起，对于减少劳动强度，防止返工现象是一种行之有效的方法，从而达到提高生产效率和经济效益，减少建造周期的目的[1]。目前三维建模在国外的发展要领先于国内。在国外，三维技术已经是比较成熟的技术，但是在国内，由于知识产权等因素的制约，加上起步较晚，国内的三维软件与国际水平还有一定的差距，目前国际常用船舶设计软件主要有Tribon 、NUPAS 、NAPA、Catia 等，国内的软件有东欣、沪东等，从上世纪90 年代起，上海沪东开始研发自己的三维放样软件，经过十几年的发展，已经形成了较为完善的系统，同时被国内很多厂家采用，目前在国内应用最广泛的是Tribon[2]。下面就三维建模软件NUPAS-CADMATIC为例，从建模到输出管系透视图ISOS 和管道图SPOOLS，如何识别图纸探讨三维建模在船舶管系设计中的应用与优势。

船舶设计基础B

船舶设计基础一、基本概念（20分，每题4分） 1、吃水d 2、型深D 3、续航力 4、休止角 5、货物积载因数二、简答题（20分，每题5分） 1、尺度系数L/B、B/d代表什么? 其值对船舶的哪些性能有影响？ 2、船舶设计的基本要求？ 3、气象衡准 4、型线设计的主要方法有哪些？三、论述题（30分，每题10分） 1、总布置设计应遵循的一般原则? 2、选择主尺度时考虑的主要因素（船长L）? 3、解释防火等级中A-30与B-30的含义。四、计算题（30分）某船静水力值如下表所示，请计算该船在排水量△=186.9t，重心纵向座标Xg=—0.28m时艏艉吃水值。（该设计船水线长60m，宽8m）吃水（m）排水量（t）浮心纵坐标（m）漂心纵坐标（m）每厘米纵倾力矩（t·m） 0.92177.550-1.5 11.23 0.94182.220-1.511.29 0.96186.90-1.511.35 0.98191.590-1.511.4 1196.290-1.5 11.46 1.02200.990-1.511.52 1.04205.710-1.511.57 1.06210.440-1.511.63 1.08215.180-1.5 11.68 1.1219.930-1.511.74

一、基本概念（20分，每题4分） 1、吃水d 在船长中点处由平板龙骨上缘量至满载水线的垂直距离。 2、型深D 在船长中点处由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。 3、续航力在规定的航速与主机功率下，船上所带燃料储备量可供连续航行的距离 4、休止角休止角—货物由于自身的摩擦产生的堆积角度。 5、货物积载因数积载因数—每吨货物所需的货舱容积。二、简答题（20分，每题5分） 1、尺度系数L/B、B/d代表什么? 其值对船舶的哪些性能有影响？长宽比，其值与船舶快速性有关。宽吃水比，其值与船舶稳性、操纵性、快速性有关。 2、船舶设计的基本要求？适用性：较好的完成规定的使用任务；安全性：满足规范等对船舶安全性的有关规定；经济性：在满足安全、使用性的前提下，尽可能降低造价、航运成本、维修成本；美观。 3、气象衡准也称突风和横摇衡准，该衡准规定船舶所受风浪等外力，计算出倾侧力矩与船舶的复原力矩如果复原力矩大于等于倾侧力矩，则认为船舶满足稳性要求。 4、型线设计的主要方法有哪些？改造母型法、自行设计法、数学船型法三、论述题（30分，每题10分） 1、总布置设计应遵循的一般原则? 提高船舶的使用性能，对船舶安全性能、航海性能、结构性能的把握，结构的合理性，便于建造、维修等，造型美观、大方。 2、选择主尺度时考虑的主要因素（船长L）? 阻力影响；使用条件建造条件的影响；总布置要求；操纵性、耐波性、抗沉性的影响；重量和造价影响；浮力要求。 3、解释防火等级中A-30与B-30的含义。由钢或其他等效材料制造、有适当的防挠加强、应用认可的不然材料，在30分钟内其背火面的平均温度较初始温度升高不超过140o C，且包括任何接头在内的任何一点温度较初始温度升高不超过180o C。由认可的不然材料制成、其具有的隔热值使之在30分钟内其背火面的平均温度较初始温度升高不超过140o C，且包括任何接头在内的任何一点温度较初始温度升高不超过225o C。四、计算题（30分）某船静水力值如下表所示，请计算该船在排水量△=186.9t，重心纵向座标Xg=—0.28m时艏艉吃水值。（该设计船水线长60m，宽8m）吃水（m）排水量（t）浮心纵坐标（m）漂心纵坐标（m）每厘米纵倾力矩（t·m）

船舶结构设计基础作业1

1波浪包括哪些要素？并叙述在实际计算时各个波浪要素的选取方法。答：波浪要素包括波形、波长与波高。在实际计算时，波形为坦谷波, 取计算波长等于船长，波高随船长变化，并且规定按波峰在船舯和波谷在船舯两种典型状态进行计算。 2试简述浮力曲线的绘制方法答：浮力曲线是指船舶在某一装载状态下(一般为正常排水量状态)，浮力沿船长分布状况的曲线。浮力曲线的纵坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力值，其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心纵向坐标即为浮心的纵向位置。通常根据邦戎曲线求得浮力曲线。下 . 图为邦戎曲线及获得的浮力曲线浮态第一次近似计算根据静水力曲线去确定相应与给定排水量时的平均吃水dm、浮心纵向坐标xb、水线面漂心坐标xf 以及纵稳心半径R。由于实船的R远大于KC，所以确定了首尾吃水之后，利用邦戎曲线求出对应于该吃水线时的浮力分布，同时计算出总浮力及浮心纵向坐标。如果求得的这两个数值不满足精度要求，则应作第2次近似计算。浮态第二次近似计算 1

A-水线面面积若浮心与重心的纵向坐标之差不超过船长L 的0.1%，排水量与给定的船舶重量之差不超过排水量的0.5%，则认为调整好了,由此产生的误差不超过5%M max ，应根据最后一次确定的首尾吃水求出浮力分布曲线。 3若被换算构件的剖面积为ai ，其应力为σi ，弹性模量为Ei ；与其等效的基本材料的应力为σ，弹性模量为E ，根据变形相等且承受同样的力P ，则与其等效的基本材料的剖面积为a 为多少？答：aE P E a P E E i i i i ====εσσε或所以E E a a i i ?= 4按照纵向构件在传递载荷过程中产生的应力种类和数目，将纵向强力构件可分为哪几类？答：只承受总纵弯曲的纵向构件，称为第一类构件，如不计甲板横荷重的上甲板纵向构件。同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向构件，称为第二类构件，如船底纵桁、内底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向构件，或者同时承受总纵弯曲、板架弯曲及板格弯曲（横骨架式）的纵向构件，称为第三类构件，如纵骨架式中的船底纵骨或横骨架式中的船底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板格弯曲的纵向构件，称为第四类构件，如纵骨架式中的船底板。 5已知纵骨架式船底外板的板架弯曲应力为σ2=+-300, 欧拉应力为σE=800 总纵弯曲应力为σ1=-1000, 试计算该板的折减系数φ 答： 1.11000 30080012=+=+=σσσ?E 实取1=? 5.0100030080012=-=-= σσσ?E 实取5.0=?

船舶总体设计任务书

一、总体 1、概述本船为单桨、单舵、长艏楼中型渔政船。作为我国沿海各省市渔政执法公夯船，其主要任务是担负我国200海里专属经济区管理任务和渔业法所赋予的渔政渔港监督任务。本船性能指标，结构强度，设备配备均满足CCS对无限航区船舶的要求，并符合有关国际公约的规定。为适应渔政船的特殊使命，有效进行海上监督检查，维护海上渔业生产秩序，执行海难救助和登临、紧追违规船舶的任务，保证本船具有优良的快速性、操纵性和适航性等各项船舶性能指标是本船设计的关键。本船双机并车设可调螺距桨，可适应巡航和追踪等不同航速的要求，在各种航速情况下均可获得最佳的机桨匹配。本船设减摇鳍和舭龙骨改善了适航性能，增强了恶劣海况下有效执行任务的能力。作为代表国家行使渔业执法权力的专用船舶，本船在外观建筑造型上进行了精心设计，力求体现美观、威武、壮重的风格。全船舱室布置既考虑合理利用船舶空间，又充分顾及船上人员工作便利有效，居住舒适实用。全船主甲板以上设三层甲板室，驾驶室具有良好的环视视野，以适应执行任务时高度警戒能力的要求。本船各类船舶设备和特种功能设备的配备和选型以满足设计任务书要求和规范规定为原则，注重设备先进性、可靠性、合理性和经济性的有机结合。 2、主尺度要素总长55.00 m 垂线间长49.20 m 型宽 7.80 m 型深 3.90 m

设计吃水 3.00 m(原始尾纵倾0.5m) 排水量 599 t 甲板间高主甲板至艏楼甲板 2.30 m 艏楼甲板至驾驶甲板 2.30 m 驾驶甲板至罗径甲板 2.30 m 定员(床位) 24 人 3、主要技术性能 (1) 航速主机功率1250kW(1700PS)×2 在风力不超过蒲氏3级，海浪不超过2级，潮流平稳、深水海区试航。最大持力航速17.0 kn 经济航速(双机70％ MCR) 16.0 kn (2) 稳性满足中华人民共和国船舶检验局《船舶与海上设施法定检验技术规则非国际航行海船法定检验技术规则》(2004)对远海航区船舶的完整稳性要求。 (3) 干舷满足中华人民共和国船舶检验局《船舶与海上设施法定检验规则非国际航行海船法定检验技术规则》(2004)B型船舶的规定。(4) 适航性在5级海况下，平均剩余横摇角不大于5o。 (5) 续航力 2000海里(按经济航速计算)。 (6) 自持力30天

船舶三维模型参数化设计技术开发及应用研究

船舶三维模型参数化设计技术开发及应用强兆新摘要：本文介绍了船舶三维模型参数化设计中船型生成系统、船舶参数化分舱和稳性计算系统、船体结构参数化生成、有限元模型快速生成系统、船舶模型在各系统间无缝传递的实现等功能。给出了船舶三维模型参数化设计的应用案例，并展望其对我国数字化造船起到的推动作用及积极意义。关键词：三维模型，参数化设计，技术开发 Ship 3D Parametric Design Technology Development and Application QIANG Zhao-xin （China Ship Design & Research Center Co., Ltd, Beijing 100081, China） Abstract: In this paper, 3D model of the ship design parameters of the system to generate ship, ship parameters of the subdivision and stability calculation, the parameters of the hull structure of production, rapid finite element model generation systems, ships models in the seamless delivery systems such as the realization of the Function. Gives three-dimensional model of the ship design parameters of the application of the case and its outlook on China's Digital Shipbuilding and play a role in promoting positive. Key words: 3D model, Parametric Design, Technology Development 1 引言三维参数化设计是提高产品设计质量和效率的重要手段，目前已在航空、航天、汽车工业等行业的研发设计全过程中得到广泛应用。由于船舶产品的相对复杂性，其三维参数化设计的应用程度相对落后。虽然目前国内各大造船企业均采用了如TRIBON、CADDS5等软件来进行三维的生产设计，在提高设计质量上取得了显著的成效，然而这仅仅是在设计后期三维设计技术的基本应用。为减少重复劳动和保证设计的一致性和连贯性，船舶三维设计技术正在向详细设计拓展。 “船舶三维模型参数化设计技术应用开发研究”科研项目是国防科工委批准的国家重点科技攻关项目，旨在对现有三维设计系统进行消化、吸收的基础上，通过技术引进、自主开发、二次开发等手段，对三维设计系统进行整合，将船舶三维设计技术向详细设计拓展。通过一个多专业共用的参数化模型，实现船舶设计的并行协同和众多设备、系统的集

船舶设计基础知识(轮机)

船舶轮机设计基础知识服务对象：在校大学生及刚入行那不久的船舶技术设计人员概述：作为一名船舶专业的人员在从事这方面的工作时需要储备好以下知识：船舶专业基础、船舶英语、船舶规范。船舶基础知识就是在平常的课堂上、船厂参观实习及阅读专业书籍。对于大多数的人来说课堂上了解到的基本上就是自己整个船舶专业知识的全部了，有这样的基础储备也不错。船舶英语：沟通是桥梁，不能沟通就无法进入下一步的工作并且会让自己在船检船东的沟通或谈判中处于极不利的位置。国内的船大多数都是国外船东监造的，船入级一般都是如国外船级社，主要的设备资料也基本上都是英文。在工作中避免不了需要用到英文，专业英语好得到的机会也是很多的。船舶规范：作为在校生或是刚入行的人来说，对船舶规范因为没有经历过很难有很深刻的印象但又不得不去了解它。它是今后你碰到问题为了减少造船成本说服船东、船检的主要工具。如果不了解船舶规范就等于没有了造船的工具。刚入行前对规范规则需要有些了解，了解的越多越好。船舶规范知识很广泛，边学便用会伴随一个船人的始终。上面提到的三个方面在实际的工作中会有深刻的了解，在校如果能打好基础毕业后不管船舶市场像现在这么差都将是前途一片光明，这一点是肯定的。对于船舶学子必须要有这样的一个信心。具体轮机专业方面：

1.规格书：船东需要造船会起草或让专业的咨询公司代理起草一份船舶规格书，现在船舶市场已经很成熟绝大多数的规格书都有一些范本，一般只需要船东根据自己的实际需要进行一些修改即可，船舶规格书都是作为商务合同的附件。一旦商务合同生效，规格书就是船舶设计或技术人员从事工作的基础，一般在160到200页左右用的都是英文。规格书主要分为概述、结构、舾装、轮机和电气五个方面，开展项目前必须要认认真真的将规格书看完，需要注意的就做好笔记。作为轮机专业人员概述及轮机需要仔仔细细看完看懂，其他专业的也需要认真看下，有时候船东习惯不一样可能在电气或是舾装里面也有些轮机方面需注意的东西。规格书不熟悉会直接影响设备订货和图纸审核，出现失误就需要拿钱和时间去弥补。船舶不同于一般的制造业，出现失误造成的损失动不动就是几千几万几十万还有买不到的建造时间，要命的是大大小小的失误在国内的造船行业都是避免不了的。如现在船舶市场如此惨淡，作为技术设计人员减少造船成本的最好办法就是认真仔细，如同走钢丝需要时刻提醒自己。入行就这么5年我就见过好几十个因为一个简单的失误造成巨大损失而被公司扫地出门。设计公司稍微好些山高船厂远，作为船舶技术人员尤其在船厂工作是极为考验人的工作。总之规格书是造船人员的立足之本。 2.熟悉完规格书就需要编号详设图纸目录，一般都会在与设计院谈合同的时候附在合同里面。作为详细设计就是原理性设计，一般是根据母型船，对图纸进行小修小改。将做好的图纸文件给船级社、船东、

先进船型与船体结构设计技术综述

先进船型与船体结构设计技术 1 概述 1.1船型与船体结构设计技术的概念与内涵船型，通常指船舶的类型，按不同的分类标准可以划分为许多种不同的船型。例如按载货方式可分为散货船、油船、集装箱船，其中散货船又有灵便型、巴拿马型、超巴拿马型、好望角型等系列；按航行姿态可分为排水量船、滑行艇、水翼船、气垫船、地效翼船等；按推进器型式可分为螺旋桨推进船、喷水推进船、明轮船等；按动力装置种类可分为柴油机推进船、电力推进船、燃气动力装置船、核动力装置船等。船体结构设计是在满足船舶总体设计的要求下，解决船体结构的形式、构件的尺度与连接等设计问题，保证船体具有恰当的强度和良好的技术经济性能。船体结构设计应考虑以下几方面：1）安全性，结构设计应保证船舶在各种外力作用下，具有一定的强度和防振性能。2）适用性，结构的布置与构件尺度的选用应符合营运的要求。3）整体性，结构设计必须与船舶性能、轮机、没备、电气及通风等设计密切配合，确保船舶在各个方面都具有良好的工作性能。4）工艺性，结构形式与连接形式的选择应便于施工，选用结构材料应适当减少规格，根据船厂的设备情况和生产组织管理等特点，采用先进、高效、经济的工艺措施。5）经济性，考虑上述方面条件下，力求减少结构的重量，材料选用恰当，使船舶具有更好的经济性能。 1.2 重要性在国防工业领域，采用新的结构形式、新材料、新型推进方式等新技术开发先进船型，是改善海军舰船总体性能、提高作战效率的重要手段。近十几年来，随着科技的进步，海军对舰船的航行性能、隐身性能、负载能力等要求不断提高；在对近海作战能力的不断重视下，舰船在浅水海域作战需要小吃水，为安装模块化装备需要宽大甲板面积，快速航渡需要高航速。常规单体船型虽然推进效率较高、超载能力强、船体结构简单、维修方便、造价低，但已较

船舶原理设计第二次作业

船舶原理设计第二次作业 1、单位重量的货物所占船舱的容积是。 A．载重量系数B，容积折扣系数C，诺曼系数D，积载系数 2、非液体货物的积载因数并不等于货物密度的倒数。 A, 是B, 否 3、亏舱是指货舱某些部位因堆装不便而产生装货时无法利用的空间，。 A, 是B, 否 4、船舱内能用于装货的容积与型容积之比是。 A．载重量系数B，容积折扣系数C，诺曼系数D，积载系数 5、包装容积通常取净容积的90 ％~93 ％。 A, 是B, 否 6、机舱长度LM 对货船舱容的利用率关系不大。 A, 是B, 否 7、货舱和压载水舱总容积不足时采取的措施是。 A．修改主尺度B，缩短机舱长度C，调整双层底高度D，三者都是 8、增大型深后对发生影响。 A．对纵总强度有利B，重心升高C，受风面积增大D，三者都是 9、客船是指载客人数超过10 人的船舶。 A, 是B, 否 10、客船根据航行时间和国际、非国际航线分为四类。 A, 是B, 否 11、集装箱船是布置地位型船。 A, 是B, 否 12、专用集装箱船舱内通常不设置导轨架。 A, 是B, 否 13、舱内的集装箱只能布置在货舱开口的范围内。 A, 是B, 否 14、每个货舱内一般布置4行2 0ft标准箱。 A, 是B, 否

15、总体设计方案构思的任务是。 A．明确设计任务B，设立新船总体设计方案 C，分析新船技术和经济性指标D，三者都是 16、散货船的布置特点是。 A．尾机型B，有顶边舱和底边舱C，有甲板起重机D，三者都是 17、集装箱船的布置特点是。 A．大开口B，双壳体C，较多压载水舱D，三者都是 18、多用途船的布置特点是。 A．双层甲板B，大开口C，较少货舱D，三者都是 19、考虑主尺度选择范围的方法主要有。 A．母型船方法B，统计方法C，经验方法D，三者都是 20、船舶的使用要求要服从于技术性能。 A, 是B, 否 21、初始选择船长可以从来考虑。 A．浮力B，总布置C，快速性D，三者都是 22、选择船宽时首先考虑的基本因素是。 A．船宽尺度限制B，总布置C，快速性D，浮力 23、在吃水受限制的情况下为了满足浮力的要求，采用较大的船宽。这种船称为宽浅吃水船。A, 是B, 否 24、船舶采用两种吃水后，在执行法规和规范的规定时，应以结构吃水来校核， A．平均吃水B，设计吃水C，结构吃水D，三者都不是 25、型深的选择都要满足最小干舷的要求。 A, 是B, 否 26、满足限制条件和基本性能要求的主尺度方案称为可行方案， A, 是B, 否 27、可行方案只有一个， A, 是B, 否 28、船舶消防法规中，一般以来分档． A．排水量B，载重量C，总吨位D，三者都不是 29、无线电设备的配备标准电与有关

使用CATIA对船舶机舱进行三维设计

使用CATIA对船舶机舱进行三维设计本文应用catia软件尝试设计机舱，展示了catia强大的设计功能。随着 ibm/dassault公司对其功能的不断完善，该软件一定能在船舶制造行业得到更广泛的应用。 1 引言众所周知，CATIA[1]软件在航天航空、汽车等一些高端技术的制造行业得到非常广泛的应用和取得非常成功的效果。而将CATIA引入造船行业则是直接引用或间接借鉴了CATIA 在航天、航空、汽车等制造行业内的先进成熟技术。这些技术对常规船舶、特别对航母、军舰、豪华游轮、钻井平台等特殊海洋工程平台的设计上有着非常独特的借鉴[1,2]。 CATIA可实现船舶的可视化三维设计。其基本功能可涵盖船舶设计的各个方面，贯穿分析、设计、建造、维护整个船舶产品生命周期。CATIA软件各项模块功能强大、工作模式转换灵活，设计手段丰富简捷，其在船舶机舱三维设计中运用的基本功能可概括为以下6个方面： 1. 船体结构模型的设计与导入; 2. %26ldquo;制造%26rdquo; 各类真正的三维设备、部件系列实体建模; 3. 舱室三维实体布置; 4. 二维原理图设计及设备、管路三维布置与部件定位; 5. 各类统计汇总报表、加工表单、布置图、安装图的输出; 6. 电子样船。 2 利用CATIA进行船舶的三维设计 CATIA软件的各个模块的运行平台，无缝地集成了基本的通用机械CAD功能与专用的船舶设计CAD功能。在实际进行船舶设计时，用户可根据其具体的设计项目，分门别类地实时切换工作模式( 即船体结构、曲面造型、管系设计、电气电缆设计、风管设计、知识工程、人机工程、零件及装配设计、机械制图、机构仿真、模具设计、钣金设计、物理量计算、干涉检查、强度分析等工作模式 )，灵活机动地采用该工作模式环境中的各种设计手段、方法，因而，用户可最大限度地调用CATIA 软件的各种知识工程资源，同时，亦可构筑自己%26ldquo;个性化%26rdquo;工作模式，在其平台上设置各类工具条，选择合适的图标，补充相应的指令，从而来创造性地完成自己的设计工作。 1. 1船体结构模型的设计与导入船体结构是进行船舶舱室设计的基础，CATIA软件针对目前船舶制造行业的各种 CAD/CAM/CAE软件的实际应用情况，提供了与这些软件(如：TRIBON / NAPA / Maxsurf / Fastship / AUTOCAD等)的专用或标准接口。这些专用或标准接口，为船舶制造业已有的CAD/CAM/CAE应用软件向其方便灵活地导入数据提供了非常便捷的工具。本文直接读取TRIBON造船集成软件中的*.dxf格式的结构数据，转化、生成在CATIA软件中的船体结构模型，如图一所示。

《船舶设计原理》部分答案

1基本概念：绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。能效设计指数试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。四新：新技术、新设备、新材料、新工艺最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往往不能满足货舱容积的要求，因而D 需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。出港：到港：载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。 DWT V E E EEDI ref ?-=节能装置设备消耗

布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑的一类船舶。如客船等。舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。容量方程：吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。 ⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。 ⒉净吨位（NT）：是按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶的营利能力。船舶登记吨RT为与船的载重吨位DW是完全不同的概念。对于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济性要好些。最佳船长：对应于阻力最小的船长。经济船长：从造价和营运经济角度出发，对应于阻力稍有增加的较短船长。临界船长：对应于阻力开始显著增加的最短船长。耐波性：是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍能维持一定航速在水面上航行的性能。抗沉性：操纵性：：是指船舶利用其控制装置来改变或保持其运动速率、姿态和方向的能力。它关系到船的安全性和经济性快速性：就是航行速度与所需主机功率之间的问题，一是达到规定的航速指标，所需的主机功率小：二是当主机功率给定时，船的航速比较高。资金时间价值：是指资金随时间变化而产生的资金增值和效益，其计算方法分单利法和复利法。总现值：船舶（设备）使用期内个年总费用与残值的折现，其值越小越好。平均年度费用（AAC）：是指将船舶或设备的初投资在营运期内每年的等额资金会收费用与年营运费用之和，其值越小越好。必要费率：是指为达到预订的投资收益率单位运量（周转量）所需的收入。

船体结构设计任务书答案

船体结构设计任务书 1．根据“中国船级社”颁布的《钢质海船入级规范（2006）》设计下述船舶的船中剖面结构。船型：甲板驳主尺度：船长L＝110.0 m 船宽B＝21.0 m 型深D＝5.8 m 排水量?＝7400吨方型系数0.84 C B 2．设计相关条件本甲板驳横剖面草图见下图，本船采用单层底，左右距中5200mm各设有一道纵舱壁，甲板、舷侧、纵舱壁和船底采用纵骨架式，肋距550mm，每三档设一道横框架（Web Frame）。

3．提交作业（1）船体结构规范设计计算书；对设计船舶特征做简要概述（包括船型、主尺度和结构基本特征等），设计所根据的规范版本等。按照船底、舷侧、甲板、舱壁的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体计算过程，并明确标出所选用的尺寸。计算书应简明、清晰，便于检查。（2）绘制设计典型横剖面结构图，包括强框架剖面和非强框架剖面。结构图应符合船舶制图规定，图上所标构件尺寸应与计算书中所选用构件尺寸一致。

1.概述本船为航行于长江A级航区驳船，船舶采用单底、单舷、单甲板纵骨架式结构。结构计算依据CCS颁布的《钢质海船入级规范（2006）》相关规定。 1.1 主要尺度船型：甲板驳（无自动力）总长Loa ：110.0 m 设计水线长Lw ：105.0 m 型宽B ：21.0 m 型深D ： 5.8 m 设计吃水d ： 4.2 m (A 级) 结构吃水： 4.3 m (结构计算) 肋距S ：0.55 m 排水量? ：7400 t 方型系数CB：0.84 1.2尺度比 1.2.1 尺度比(按CCS—3.1.1) 本船本船采用单层底，左右距中5200mm各设有一道纵舱壁，甲板、舷侧、纵舱壁和船底采用纵骨架式，肋距550mm，每三档设一道横框架（Web Frame）。

船舶三维生产设计现状及二次开发技术的应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/799527553.html, 船舶三维生产设计现状及二次开发技术的应用作者：梁维臣来源：《科学与技术》2014年第02期摘要：要想在国际市场日趋激烈的造船行业拔得头筹，获得船舶企业利润的提升，控制生产成本，就需要引入先进技术，而3维生产设计系统能够帮助其将船舶的生产周期大大缩短。为了能够将先进的CAD/CAM系统功能有效、充分发挥出来，必须要二次开发CAD/CAM系统，才能够进一步获取收益，提升企业生产生产设计能力和整船技术。文章对我国企业现阶段使用船舶3维生产设计情况，同时介绍二次开发3微生产软件方法。关键词：二次开发；CAD/CAM；3维生产设计；船舶我国拥有稳固的产业发展基础，且有健全的科研体系和工业体系，以及漫长的海岸线，这些都为造船业的发展打下坚实的基础，发展船舶工业的优势较为明显。与此同时，近些年来飞速增长的对外贸易为我国船舶工业跻身国际竞争产业的机遇之一。现今，工业基础雄厚、资本丰富、劳动力丰富的区域已经成为世界船舶工业的新的战场。我国有非常丰富的海洋、江河资源，是航运大国，从中国不断提高的造船行业市场份额来看，造船行业以中国为主要发展基地趋势已十分明显。在作业条件与使用要求的制约下，还受到诸多约束和限制，如公约、规程、规范等等。一、我国应用3维生产设计现状船厂在接受设计院提供图纸后，将其进行转化，例如根据装配工艺流程图、剖口形式、焊接图、弯管数控代码、下料图、施工图等实施整船装配及加工零部件，与此同时，展开支架、设备、电器、管系、船体等的舾装生产设计和3维建模，输出物料册清、套料图、放样图、施工图等。现阶段，所提供的船厂设计图纸的特点还是较为粗略。船厂要进行生产设计还须花费大量精力详细设计。如今科学技术十分发达，在船舶CAD/CAM系统的协助下，造船业获得更大的提升空间。面向船舶生产设计、以3维建模技术为核心的计算机集成系统就是船舶制造3维设计系统，该系统为现代造船提供了内容覆盖船舶涂、舾、壳生产设计、先进生产模式的、负荷我国船舶制造的计算机辅助系统。系统实现仿真检验和虚拟建造通过产品全电子数字模型的建立来实现，并将统计报表和生产设计图纸完整提供。CADDS5软件更加适合西装量大、中小型船、高性能、高技术、诸多船型的船型设计制造。对此，为获得显著应用效果，创建整船数字化设计平台可选择CADDS5软件，应用CADDS5软件突破口为水下舰船机舱重点舱室设备布置、电器、管系布置的干涉检查、舾装设计、3维建模等，生产图通过3维布置直接布置出，在提供的船体型线基础上，在船体工程中逐步扩大，将3维曲面拟合运用于船体外板，将船体内部

船舶设计

船舶设计阶段划分：初步设计，技术设计，施工设计，完工设计船舶设计阶段的基本内容：编制设计技术任务书，初步设计，技术设计，施工设计，制定完工文件。制定设计技术任务书之前的论证工作：运输类型，船型论证设计技术任务书：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，尺度限制海船航区分为：无限，近海，沿海，遮蔽等航区，内河船舶按照水系分为，A,B,C级航区和J级航段.航速：试航航速，服务航速试航航速V1：一般指满载试航速度，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航速服务航速Vs：指船平时营运所使用的航速。一般取为主机功率的80%~90%时的速度续航力：在规定的航速和主机功率下，船上所带的燃油可供船连续航行的距离或连续航行的时间，留10%的燃油自持力：船上所带的淡水和食物等能供人员在海上维持的天数，也称自给力设计方法——母型改造法母型：与新船在主要方面相似的实船或已设计好的船船长受泊位长度，港域宽度，河道曲率，以及船闸，船坞等的限制船宽受进运河过船闸进船坞的限制吃水受航道和港区的水深限制载重量：包括货物，船员以及行李、旅客及其行李，燃油，滑油以及炉水、食品，淡水，备品及供应品等重量湿重：新船竣工交船时，动力装置管系中有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。空船排水量：指新竣工交船时的排水量≈Lw满载排水量：船舶装载了预定的全部载重量的载况称为满载，此时的排水量称为满载排水量也叫设计排水量。设计中四种典型载况：满载出港：设计状态。满载到港：这时的油水等重量规定为设计状态的10%(不包括滑油）空载出港：船上不载运旅客与货物，油水储备量为100%空载到港：船上不载运旅客与货物，油水储量为10%重量重心的重要性：重量重心的估算准确与否直接影响设计船舶的航行性能与经济性，如果设计过轻：则完工船舶的重量将大于计算值，实际吃水将超过设计吃水，此时可能会出现：①新船不能按规定的航线航行或必须减载航行②船舶干舷减小，储备浮力减小，船舶大倾角稳性与抗沉性难以满足，甲板容易上浪，结构强度不能满足如果设计过重：①尺度偏大，原材料与工时消耗增加，经济性下降。②实际吃水小于设计吃水，船舶的螺旋桨可能露出水面而影响推进效率，耐波性也可能变差。重量重心计算的方法和特点，特点;贯穿整个设计过程的始终，逐步近似。方法：设计初期—依靠母型船或统计资料进行粗略估算。技术设计：按图纸详细的进行分项计算，逐步累计空船重量分为：船体钢料重量Wh，木作舾装重量Wf，机电设备重量Wm。影响Wf的因素：船排水量，主尺度，船员，旅客人数，生活设施标准影响Wm的因素：主机类型与功率影响船体钢料重量的因素：船舶尺度及系数（船长L>B>T>D>Cb），布置特征，船级、规范、航区，结构材料。大船的船体钢料重量Wh近似正比于主尺度立方。木作舾装的特点：名目繁多，各自独立，规律性差。固定压载是固定加在船上的载荷。作用：降低船的重心以提高稳性；增加重量以加大吃水，必要时也可用来调整船的纵倾。排水量裕度:在船舶设计中，为确保设计船的载重量，避免船舶超重，通常在分部估算Wh，Wf，Wm的基础上将LW预加一定的裕度，称为排水量裕度（排水量储备)其原因有三1，估算误差，2，设备增加，3，采用代用设备和材料。排水量裕度取法：1，取空船重量LW的某一百分数，一般2%~3% 2，分项储备。3、船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满足的规范。4、积载因数Uc：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积数，单位是T/m3。5、船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分，甲板层数，甲板间高等。6、载重量系数ηDW=DW0/Δ0：它表示DW0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW大者，LW小，表示其载重多。而对同一使用任务要求，即DW 和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。7、平方模数法：假定Wh比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D的某种组合）如Wh=ChL(aB+bD)。该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。8、立方模数法：假定Wh比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有Wh=ChLBD。该方法以船主体的内部体积为模数进行换算， Ch值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对Wh的影响看成是等同的。 9、诺曼系数N:错误！未找到引用源。，表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。10、载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。11、布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。12、失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速度较静水条件时的减少量，这种速度损失有时是相当大的。甲板淹湿性：是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时，在船首柱处，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。14、最小干舷：对海船来说，就是根据《海船载重线规范》的有关规定计算得的Fmin值，它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。 15、A型船舶：载运液体货物的船舶（如油船）。这类船舶具有货舱口小且封闭性好，露天甲板的完整性高，再如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为A型船。B型船舶：不符合A型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。 16、载重线标志：表示船在不同航区，不同季节，允许的最小干舷，以此规定船舶安全航行的最大吃水，便于港监部门监督。 17、登记吨位Rt：是指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内部容积，1登记吨位 =2.832m3=100立方英尺 18、总吨位Gt：登记吨位的一种，是计量除“免除处所”以外的全船所有“围蔽处所”而得到的登记吨位。净吨位：从总吨位中减去非营利容积后所余的吨位结构吃水T：对于富裕干舷船，在设计时根据规范核算最小干弦，求得最大装载吃水Tmax，并使船体结构实际符合Tmax的要求，此时Tmax 又称结构吃水。 19、最小干舷船：对于货船，如运载积载因数小（C小于1.3）的重货（煤、矿石等），可按《载重线规范》来决定最小干舷，从而可确定船的型深D，这种船称为最小干舷船，其D即符合最小干弦的要求，也满足容积的要求。 20、富裕干舷船：当设计C较大的货船时，按载重线规范求得的最小干舷Fx所决定的D，不能满足货舱容积的要求。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。 21、变吃水船：在一般情况下，装载至满载吃水（设计吃水）；又可在载重货物时，吃水达到 Tmax，根据这种要求设计的船就称变吃水船。船舶容量：船内容积和甲板面积的总称型容积：按型线图计算所得的舱内容积。净容积：扣除骨架，护条等占用的空间后，所剩余的有效装载容积型容积利用系数：净容积与型容积的比值，也叫折扣系数，Kc，表明了仓容利用率的高低散装货：不用包装，直接装在货舱里的货物包装货：运载时用包装包起来的货物散装舱容：装载散装货物时的有效容积，包装舱容一般为散装舱容的0.9 容量校核：按设计任务书的要求估算设计船所需容积，按设计船的主尺度与总布置估算实有容积，通过所需容积与实有容积的比较来校核设计船的主尺度方案与总布置格局的合理性，可行性。方法：按照容量方程式，（2）按货舱容量方程式估算设计船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值有好处在大倾角情况下，保证船抵抗外力作用能力的是静稳性曲线。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。12耐波性一般从适居性，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 Cb14 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。15Cb，L 增大V减小甲板淹湿性减小。16改善船舶失速的措施：减小船舶在风浪中阻尼的增加；改善在恶劣海况中的运动，以求被迫减速的幅值不大。17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：丰满度Cb，上建，舷弧。20 A型船舶载运液体货物的船舶最小干舷可低一些。21操纵性包括以下内容:航线稳定性，回转性，转首性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， N越大表示载重量增加时LW增加越多。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 与Cb相差不大，中速时实际所取的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的选择主要考虑：阻力，布置方面。28浮心位置向后移动，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—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 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和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 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货船纵倾的调整方法：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双尾船型的线型以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。型容积：指按型线图计算所得到的舱内容积。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。经济船长:综合船长L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：当Fr一定的情况下，存在一个阻力最