课件第六章 船舶型线设计
船舶设计原理(第六章)型线设计
低速船（如Fn＜0.2），兴波阻力所占比例不大，CP 对总阻力影响较小， 但选取较小的CP 总还是有利的。低速船一般CB 都比较大，所以这种情况下 CM 都取得很大，以利减小CP 。一般运输货船CM 为0.98~0.99，大型船甚至 达到0.995。
6.2 横剖面面积曲线 一、 棱形系数CP 和中剖面系数CM 的选择
船舶原理与设计
第六章、型线设计
中等航速的船（如0.2<Fn<0.3），兴波阻力已占总阻力相当的比例， 且兴波主要发生在首部，船首应尖瘦些，所以取较小的CP 可减少剩余阻 力，对总阻力有利。但过小的CP 意味着CM 很大，会引起横剖面面积曲线 和水线明显的突肩，这是不利的，应避免。所以随着Fn增加，在CP 减小 的同时，CM 也应相应地取小一些。
从阻力方面看，当浮心位置改变时，前体兴波阻力和后体形状阻力的相 对比例发生变化。浮心位置向后移动，前体丰满度就减小，后体丰满度增 大，因而形状阻力由小变大，而兴波阻力由大变小。因此，对应于给定速 度的船，存在着一个阻力最小的最佳浮心位置。
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
二、 浮心纵向位置XB 的选择
Байду номын сангаас
航速较高的船（如Fn>0.3），随着Fn的增加，船首兴波的区域逐渐 扩展到船长的很大部分，此时，在一定的CB 下，过小的CP 会导致船体中 部过分凸起，从而造成更大的兴波阻力，因此CP 不宜过小。
6.2 横剖面面积曲线
船舶原理与设计
第六章、型线设计
二、 浮心纵向位置XB 的选择
浮心纵向位置XB 决定了船前后半体的相对丰满度。 XB 的选择主要从快速性上有利的最佳浮心位置和与总布置所确定的 重心纵向位置相配合这二个方面来考虑。
第6章型线设计(2)
2 - 27
侧面轮廓线和甲板线
2 - 28
设计水线及横剖线形状特征和 参数的选择
( 3 ）水上部分的形状 船首水上部分的横剖线形状通常具有一定的外飘，这样储 备浮力和甲板面积都大些。适量的外飘可减少甲板的上浪 和淹湿，并对提高大倾角稳性的复原力矩也有一定的效果 。需要时还可设置折角线来加大外飘，如图6 . 3 . 8 所示 。对于水下横剖面较U 形的船为获得足够的甲板面积，这 种外飘更大。但是从耐波性试验研究结果看，认为过大的 外飘及折角线对纵摇、垂荡作用不大，且加剧了船侧砰击 和飞溅，导致甲板上浪增加，增大了甲板淹湿概率，使波 浪增阻加大导致较大的失速。这种情况在型线设计中应加 以注意。
2 - 12
设计水线及横剖线形状特征和 参数的选择
( 4 ）设计水线的平行中段长度 设计水线平行中段的长度取决于水线面系数的大小和水线 首尾端的形状。通常单桨船约为横剖面面积曲线平行中体 长度的2 倍。速度较高、CB小的船没有平行中体，但设计 水线在船中偏后部仍有一段平行中段，因为首部瘦削尾部 丰满的设计水线对快速船具有更小的阻力。图6 . 3 . 4 给 出了系列60 和系列57 （系列的的前身）以及日本肥大船 系列SR98 的平行中段长度与CP的关系。
2-2
6 . 3 . 1 设计水线及横剖线形状特征和参 数的选择
设计水线的形状特征和横剖面形状特征是相关的，设计水 线丰满意味着横剖面在设计水线处较宽，在一定的横剖面 面积下，下部必然较窄，横剖面形状成V 形。反之，设计 水线削瘦， 横剖面形状成U 形，如图6 . 3 . 1 所示。设计水线确定以 后，很大程度上已决定了横剖面形状（UV 程度）。所以 在选择确定设计水线时应对横剖线形状有一个清楚的认识 ，并将两者结合起来统一考虑。
船舶型线设计
水线剖面情况 可以反映出不同高度处船体型表面的变化情况。
船舶形状示意图
为了更有效的表达船体表面，可以将船 体表面划分成若干个区域，每个区域以 不同的方法表达。
尾部 后部区域
中部平行舯体部分
前部区域
是柱体的一部分，横剖面形状相同，舷侧是直 壁式的，舭部为一段圆弧，而船底则为一个水 平面—无底边升高，或为两个相交的平面—有 底边升高，
内表面
外表 面
船体的外板表面有外表面和内表面之分，甲板也有上表面和下
表面之分。对于金属船体而言，型线图所表达的形状是外
板内表面和甲板下表面的形状。
我们所绘制的型线图是船体型表面的形状。
②、型线图的作用
型线图是船舶设计阶段重要的图文文件，它有很重要的作用。
1）可以表征船体的形状和大小。
2）是计算船舶航海性能的重要依据。 3）是绘制后续船体其它图样的依据。 4）是进行船体放样的依据。 总之，型线图是船舶设计建造的第一个重要图样文件，其决 定了船舶的形状大小和性能，是船舶建造的基础。
武汉理工
长江大中型客船CAD (二维线框造型)
上海船舶运输研究所 CAES/CAD (三维线框造型)
SDICAD
（实体造型）
四、型线图的作用
①、型线图表达的形状
我们知道，我们的型线图表达的是船体的表面形状，反映了船 体曲面的变化情况。但是，钢板有一定的厚度，且厚度也是随 位置不同而不同，型线图是表达的钢板的外表面还是内表面的 呢？
对于船体曲面而言，我们不难发现， 其表面的形状沿高度、长度及宽度方 向都有变化，所有船体曲面属于变线 曲面的范围。
甲板表面可以近似的认为是定线曲面。
船体外形表面是变线曲面。
④、船体型表面的绘制原理
课件第六章-船舶型线设计
二、特种尾型
球尾：雪茄形球尾和同心球尾
涡尾及不对称尾
双尾
第八节 型线图的设计与绘制
一、型线绘制的基本要求
① 绘制格子线
手工时的精度，上墨等
② 光顺性
凹凸度，曲率，均匀性，切点的位置
③ 投影一致性
高度，宽度的对应，各交点和交接线的投影
投影。 ➢决定因素
总布置图；甲板使用要求；与横剖面形状 的协调
三、梁拱
梁拱一般取型宽的1/50~1/100；对于海船 常取1/50,对于内河船常取1/100
第七节
一、球鼻首
1、常见球鼻首
特种型线
球鼻首的减阻机理
✓减小高速船舶的兴波阻力
• 鼻首产生波系与船体波系之间产生有利干扰
✓减小低速肥大型船舶的破波阻力
② 中剖面系数较小的中剖面
绘制其余各站横剖线
1 、 根 据 从 半 宽 水 线 图 上 量 取 第 i站 设 计 水 线 半 宽 值 y i， 得 图 中 A 点 2、 从 横 剖 面 面 积 曲 线 图 上 量 取 第 i站 横 剖 面 面 积 A i，
作 出 该 站 的 等 面 积 矩 形 如 下 图 ， 分 别 适 用 于 横 剖 面 形 状 为 U 、 V 和 中 间 型
二、端部横剖线形状
图6-7所示为四种常规船型的横剖型线，其 形状特征可分为：V形、中V形、中U形、 U形
U形-大型运输 船及中、高速 船舶 V形---小型船 舶 中V形或中U形 -中型船舶
第五节 首尾部轮廓线及船底线
一、首轮廓线
二、尾轮廓线
三、船底线
第六节 甲板线
船舶型线图
最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此随便谈谈。
型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。
a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。
在船长１/2处得到的横剖线为中（舯）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。
在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。
参见下图：（请点击图片放大看）对于船模爱好者应注意如下几点：1.型线图的外形未减去船壳材料的厚度，在制造肋板时应将这一厚度减去，包括甲板的厚度也要减去；2.对应的剖面（肋板）在另外的视图上有固定的位置，不可改变，当位置改变时，形状就变了。
因此我们在固定肋板时，一定要准确；3.船体表面变化率大的位置上要多布置肋板。
同样，在船壳材料较软的情况下也应如此。
下图是港内“内河交通艇”的型线工作图，为了让大家看清楚，已作删除。
有兴趣的爱好者可以看看：-------------------------------------船模基础知识（一）补：型线图的补画法-------------------------------------在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。
由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的《内河交通艇》为例，画了一个步骤图：这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提供的型线图对比，就会发现差别。
如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。
人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。
因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。
船舶货运—船舶型线图
船舶型线图1、定义：表示船体几何形状的图形。
船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲板板厚度的船体表面来表示其形状。
2、基准面：中线面中站面基平面横剖线图3、船舶型线图纵剖线图半宽水线图四、船舶尺度根据不同的用途和计量方法分为：船型尺度、最大尺度、登记尺度根据《钢质海船入级与建造规范》规定的定义量取。
1、船型尺度（理论尺度／计算尺度）用途：计算船舶干舷、稳性、吃水差、强度等的依据。
型长L BP或L PP（两柱间长／垂线间长／船长）沿设计水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的水平间距，无舵柱的量至舵杆中心线。
型宽B（船宽）：在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。
型深D在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
型吃水d在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季满载水线的垂直距离。
2、最大尺度（全部尺度／周界尺度）用途：船舶操纵的重要依据。
它决定船舶能否停靠一定长度的码头，通过或进入一定长度和宽度的船闸及船坞，还决定船舶在狭窄航道和港内的安全移动和避让，以及能否在桥下和高空电缆下顺利通过。
总长L OA：船首最前端量至船尾最后端的水平距离。
最大宽度B max包括船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于纵中线面的最大水平距离。
最大吃水d max ：船中处，自龙骨下缘到夏季满载水线的垂直距离。
平板龙骨厚度实际+=dd水线上最大高度H max （连桅高度） ：船舶空载吃水到船舶最高点的垂直距离。
3、登记尺度用途：国家丈量船舶总吨位、净吨位的尺度。
登记长度L R沿船舶最小型深85％处水线，从首柱前缘量至舵柱后缘的水平距离。
登记宽度B R在船舶最大宽度处，两舷外板表面之间的水平距离。
登记深度D R登记长度中点处，从龙骨上缘量至最高一层连续甲板的横梁上缘的垂直距离。
五、船舶主要参数1、主尺度比● 长宽比L/B ：L/B↑，速航性↑● 宽吃水比B/d ：B/d↑，初稳性↑，摇荡性↑，操纵性和速航性↓● 深吃水比D/d ：D/d↑，抗沉性↑，纵向强度↑● 宽深比B/D ：B/D↑，稳性↑，纵向强度↓● 长深比L/D ：L/D↑，纵向强度↑2、船体系数中横剖面系数C m 面积系数水线面系数C w船体系数方形系数C b体积系数 棱形系数C p垂向棱形系数C vp● 中横剖面系数C m● 水线面系数C w● 方形系数C bd B A C m m ⨯=B L A C w w ⨯=dB L VC b ⨯⨯=● 棱形系数C p● 垂向棱形系数C vpm p A L V C ⨯=w vp A d V C ⨯=。
船舶型线图
最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此随便谈谈。
型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。
a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。
在船长1 /2处得到的横剖线为中（肿）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。
在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。
参见下图：（请点击图片放大看）对于船模爱好者应注意如下几点：1.型线图的外形未减去船壳材料的厚度，在制造肋板时应将这一厚度减去，包括甲板的厚度也要减去；2.对应的剖面（肋板）在另外的视图上有固定的位置，不可改变，当位置改变时，形状就变了。
因此我们在固定肋板时，一定要准确；3.船体表面变化率大的位置上要多布置肋板。
同样，在船壳材料较软的情况下也应如此。
下图是港内内河交通艇”的型线工作图，为了让大家看清楚，已作删除。
有兴趣的爱好者可以看看:F 技论纭:c-ci船模基础知识（一）补：型线图的补画法在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。
由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的《内河交通艇》为例，画了一个步骤图：这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提供的型线图对比，就会发现差别。
如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。
人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。
因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。
如果使用计算机CAD绘图软件来做这项工作，就要方便得多。
对于非专业的模型爱好者要努力多学些制图学”的知识，能熟练地应用这个工具，才能使你得心应手，游刃有余。
第六章 型线设计
桨和舵的安全，同时避免桨叶工作时吸入空气。
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
㈢横剖线的形状和参数
• 中剖面（或最大剖面）线的形状
由中剖面系数、平板龙骨半宽和舭部半径等参数所决定。
• 端部横剖线形状
设计船端部的横剖线形状很大程度上取决于横剖面面积曲 线和设计水线端部的配合情况。
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对于常规双桨船，一般用V形剖线。
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②UV形尾横剖线对流场的影响
对于肥大型船，UV形对流场的影响更为明显。
V形轴向伴流的脉动量大，且径向也不均匀。 U形轴向伴流均匀，可提高推进效率，并可减小螺旋桨叶梢 部分的空泡和激振力。 总的说来，尾剖横剖线形状对推进效率的影响大于对阻力 的影响，且改善振动。
舯剖面系数 2h/B (%)
0.99 0.8
0.98 1.6
0.97 2.6
0.93 7
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⒉首部横剖线
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
不同首横剖线形状的比较
静水阻力
V形湿表面积小；舭部较瘦，有利于减小丰满船的舭涡；对 应设计水线首段丰满，半进流角大，兴波阻力大；
U形排水量集中在下部，设计水线消瘦，但湿表面积大。 对于总阻力来说，在低速和高速时，V优于U；在 0.18 Fn 0.25
⒈中横剖线
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
①舯剖面系数的选择
• 对中低速船，如果方形系数与傅氏数配合偏大时，应尽量采
用较大的舯剖面系数，以降低棱形系数；随着方形系数和L/B 的减少，也应适当降低舯剖面系数。
• 对于高速船，由于型线较瘦，为使中部不致过分凸起而造成 明显的突肩，宜采用较小的，从而使棱形系数接近最佳值。
船舶型线设计
实体模型生成： 先生成曲面，再通过曲面围出 船体实体模型。先生成实体毛 坯，利用生成的曲面进行切割， 及倒、圆角等机械加工手段， 将实体模型毛坯加工成船体实 体模型。
三、国内外计算机辅助型线设计系统
国外：
挪威 AUTOKON
(二维线框造型)
西班牙 FORAN
(二维线框造型)
瑞典 VIKING
要想准确表达船体表面形状，我们可以在三个平面同时剖切船 体，形成三组截交线。
纵剖面情况 用一系列纵剖平面可以反映出船体型表面不同船宽处沿船长方 向的变化。
横剖面情况
横剖面可以反映出沿船长方向船舶横向形状尺寸的变化情况。 用平行于中横剖面的一组平面切割船体时，与船体曲面相交 得一组交线，称为横剖线，它们表示船体的横向外形。
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（实体造型）
四、型线图的作用
①、型线图表达的形状
我们知道，我们的型线图表达的是船体的表面形状，反映了船 体曲面的变化情况。但是，钢板有一定的厚度，且厚度也是随 位置不同而不同，型线图是表达的钢板的外表面还是内表面的 呢？
③、型线图的由来
引例1、圆柱体表面形状是如何形成的？
引例2、球体表面形状是如何形成的？ 由上面两个例子我们可以看出，其表面 形状可以由一定的曲面沿着某轴移动或 旋转得来的。
针对曲线面而言，曲面可以分为直线面和曲线面两大类。上 述的圆柱面就是直线面，而球体表面就是曲线面。
对于曲线面而言，上述的球体表面曲线在绕轴旋转的过程中， 曲线的形状和大小都没有发生改变，我们成这一类曲面为定线 曲面；反之，如果曲线的形状或大小在旋转的过程中发生了改 变，则称所得曲面是变线曲面。
船舶货运—船舶型线图
船舶型线图1、定义：表示船体几何形状的图形。
船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲板板厚度的船体表面来表示其形状。
2、基准面：中线面中站面基平面横剖线图3、船舶型线图纵剖线图半宽水线图四、船舶尺度根据不同的用途和计量方法分为：船型尺度、最大尺度、登记尺度根据《钢质海船入级与建造规范》规定的定义量取。
1、船型尺度（理论尺度／计算尺度）用途：计算船舶干舷、稳性、吃水差、强度等的依据。
型长L BP或L PP（两柱间长／垂线间长／船长）沿设计水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的水平间距，无舵柱的量至舵杆中心线。
型宽B（船宽）：在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。
型深D在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
型吃水d在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季满载水线的垂直距离。
2、最大尺度（全部尺度／周界尺度）用途：船舶操纵的重要依据。
它决定船舶能否停靠一定长度的码头，通过或进入一定长度和宽度的船闸及船坞，还决定船舶在狭窄航道和港内的安全移动和避让，以及能否在桥下和高空电缆下顺利通过。
总长L OA：船首最前端量至船尾最后端的水平距离。
最大宽度B max包括船舶外板和永久性固定突出物在内的垂直于纵中线面的最大水平距离。
最大吃水d max ：船中处，自龙骨下缘到夏季满载水线的垂直距离。
平板龙骨厚度实际+=dd水线上最大高度H max （连桅高度） ：船舶空载吃水到船舶最高点的垂直距离。
3、登记尺度用途：国家丈量船舶总吨位、净吨位的尺度。
登记长度L R沿船舶最小型深85％处水线，从首柱前缘量至舵柱后缘的水平距离。
登记宽度B R在船舶最大宽度处，两舷外板表面之间的水平距离。
登记深度D R登记长度中点处，从龙骨上缘量至最高一层连续甲板的横梁上缘的垂直距离。
五、船舶主要参数1、主尺度比● 长宽比L/B ：L/B↑，速航性↑● 宽吃水比B/d ：B/d↑，初稳性↑，摇荡性↑，操纵性和速航性↓● 深吃水比D/d ：D/d↑，抗沉性↑，纵向强度↑● 宽深比B/D ：B/D↑，稳性↑，纵向强度↓● 长深比L/D ：L/D↑，纵向强度↑2、船体系数中横剖面系数C m 面积系数水线面系数C w船体系数方形系数C b体积系数 棱形系数C p垂向棱形系数C vp● 中横剖面系数C m● 水线面系数C w● 方形系数C bd B A C m m ⨯=B L A C w w ⨯=dB L VC b ⨯⨯=● 棱形系数C p● 垂向棱形系数C vpm p A L V C ⨯=w vp A d V C ⨯=。
船舶设计原理课设 型线设计
5000t江海直达船——船舶设计原理课程设计书型线设计部分指导老师：刘卫斌学生姓名：韩全生学号：012006024308院系班级：船海0606班完成日期：2009年6月14日1.补全主尺度根据母型船舶型线图和相关数据可知，母性船的比例为1：50，设计吃水为T=5.8m，因此作出水线5800，并从半宽水线图中量取设计水线长为LWL=105.2m。
从纵剖线图中量取船舶总长为LOA=102m，垂线间长LPP=102m（站距5.1m，共20站）。
型宽B=17.5m，型深D=7.6m。
梁拱（中站面甲板边线与甲板中心线高度之差）为0.25m，首舷弧（甲板中心线首端与最低点高度差）为0.30m，尾舷弧为0.12m2.横剖线面积曲线横剖线面积曲线是以船长为横向坐标，设计水线下各横剖面面积为竖向坐标所绘制的曲线，1.首先作出5800水线，根据横剖面图，用CAD自带量取各站在设计水线下的面积。
所得面积数据如下（单位m2）2.根据所得横剖面面积数据，以船长为横坐标，以各站面积为纵坐标画横剖线面积曲线（横坐标以m为单位放大20倍，纵坐标以m2为单位放大4倍，方便画图以及观看）图如下：3．横剖线面积曲线的物理意义①横剖线面积曲线与横向坐标轴所包围的面积等于设计水线以下船的排水体积；；②横剖线面积曲线的丰满度系数等于船在设计水线下的纵向菱形系数CP③横剖面面积曲线与横向坐标轴所围的面积的形心横向坐标，等于船的浮心纵向坐标X；b ④曲线的最大纵坐标值代表最大横剖面面积A MAX；4.根据横剖线面积曲线求各项参数同时.由形心得船舶浮心纵向坐标X b=0.9082m（船中靠前）5.原船主尺度完整数据如下总长：110m垂线间长：102m设计水线长：105.2m型宽：17.5m型深：7.6m设计吃水： 4.5m结构吃水： 5.8m排水量：8855.7t浮心纵向坐标：0.9115m（船中靠前）梁拱高：250mm艏舷弧：300mm艉舷弧：120mm肋距：#10-#140：0.7m；其他区域：0.6m6.根据1-CP法增加船舶排水量＆X=（1—X）＆CP/（1—CP）＆CP=10%CP然后根据书本介绍1-C P法进行改造，改造后图如下：同理量取改造后排水量为9232.3t，增加6.1%，误差0.5%以内。
船体型线图ppt课件
4.型值表：船体型线图中所列型值表。包括半宽值和高度 值。
精品课件
9
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10
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平行中体式无平行中体式型线图为了能精确表示出船体的曲面变化情况还必须用许多同上述三个平面相平行的等距的平面来剖切船体
船体型线图
– 表示船体几何形状和尺寸的图形称为船体型线图。它由横剖线图、纵
剖线图、半宽水线图和型值表组成。型线图是船舶设计、计算和建造放样 的重要依据。
⑴横剖线、纵剖线和水线
①横剖线 将垂线间长分成10或20等分，得到11或21个平行于中站面的横 剖面，横剖面与船体型表面的交线称为横剖线。
(3)型值表
从型表面量取的尺寸称为型值，由型值编成的表称为型值表，型值表也 列在型线图中，用于船舶性能计算和建造放样。
2021/3/14
精品课件
1
中横剖面
（1）横梁线： 横梁线 一般为抛物 舷侧线
线，中间凸
精品课件
2
船底线
内河船
渔船
海洋运输船
破冰船
快艇
精品课件
3
中纵剖面
（1）甲板线：分直线和有舷弧两种，多用有舷弧。 （2）龙骨线：分直线龙骨线和尾倾龙骨线。 （3）船首：民船多用倾斜式，非机动船用垂直式，
大型船用球鼻型首。 （4）船尾：多用巡洋舰尾。
精品课件
4
直线甲板
水平龙骨线 海船
船舶型线图
最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此随便谈谈。
型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。
a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。
在船长１/2处得到的横剖线为中（舯）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。
在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。
参见下图：（请点击图片放大看）对于船模爱好者应注意如下几点：1.型线图的外形未减去船壳材料的厚度，在制造肋板时应将这一厚度减去，包括甲板的厚度也要减去；2.对应的剖面（肋板）在另外的视图上有固定的位置，不可改变，当位置改变时，形状就变了。
因此我们在固定肋板时，一定要准确；3.船体表面变化率大的位置上要多布置肋板。
同样，在船壳材料较软的情况下也应如此。
下图是港内“内河交通艇”的型线工作图，为了让大家看清楚，已作删除。
有兴趣的爱好者可以看看：-------------------------------------船模基础知识（一）补：型线图的补画法-------------------------------------在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。
由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的《内河交通艇》为例，画了一个步骤图：这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提供的型线图对比，就会发现差别。
如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。
人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。
因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。
船舶型线图
最近许多船迷都在开工，或多或少对型线图感起了兴趣，就此随便谈谈。
型线图又称线型图，也就是表达船体的外表面几何形状的图纸。
a.设想用垂直于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，该剖切面与与船体的交线就称为横剖线。
在船长１/2处得到的横剖线为中（舯）横剖面线，通常在左、右视图上绘出。
在生产图纸上经常将它绘在主视图的中段；b.设想用水平的剖切面去切船体得到的交线就称为水线，通常在主视图上绘出；c.设想用平行于船体纵轴且垂直于底平面的剖切面将船体切开，得到的交线被称为纵剖线，通常在俯视图上绘出。
参见下图：（请点击图片放大看）对于船模爱好者应注意如下几点：1.型线图的外形未减去船壳材料的厚度，在制造肋板时应将这一厚度减去，包括甲板的厚度也要减去；2.对应的剖面（肋板）在另外的视图上有固定的位置，不可改变，当位置改变时，形状就变了。
因此我们在固定肋板时，一定要准确；3.船体表面变化率大的位置上要多布置肋板。
同样，在船壳材料较软的情况下也应如此。
下图是港内“内河交通艇”的型线工作图，为了让大家看清楚，已作删除。
有兴趣的爱好者可以看看：-------------------------------------船模基础知识（一）补：型线图的补画法-------------------------------------在型线图的讨论中，大家希望了解在有了横断面的型线图的情况下，如何补出纵剖线和水平剖线。
由于没有找到适合的材料，就抽时间以港内的《内河交通艇》为例，画了一个步骤图：这里要说明的是我用来做依据的型线图是已经经过校准的，细心的朋友如果用它与图纸上提供的型线图对比，就会发现差别。
如果原图不太准，那么得到的纵剖线、水平剖线就不流畅，甚至明显的异常弯曲。
人工校准是一件非常繁复的事，因为在一个视图上移动一个点，另两个视图上的对应点也要相应移动，曲线也要变化。
因此过去在船厂里校准工作往往由对船型有研究的，并已积累较多经验的技术人员来进行。
型线设计总体设计课件
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1）利用母型船产生型值
型线设计总体设计
20
2）型值的产生步骤
首先将母型船和改造后的新船的横剖面面积曲线绘 于同一方格纸上（可借助于CAD）。
次之，从母型船横剖面面积曲线上，找出与新船某 站横剖面面积（按百分数计）相等的母型船的对应 横剖面位置。
再从母型船的水线半宽图上找到对应剖面处的各水 线半宽值。
用此法来修改面积曲线，可保持棱形系数和相对平行 中体长度不变来修改浮心相对坐标，但平行中体的位 置要发生变化。
型线设计总体设计
17
迁移法修改xB
型线设计 如横剖面形状和中横剖面系数不变，则横剖 面面积修改后，就可以利用插值的方法生成 型线。
型线设计总体设计
型线设计总体设计
22
型线设计总体设计
11
⑤纵剖线和斜剖线的设绘
⑴纵剖线检验型线的三向光顺性，否则应调整水线和 横剖线
应无明显的凹凸、僵点、硬点 注意水线图中相关交点和横剖线图中各站线的高度值
⑵斜剖线检验横剖线在舭部的协调性
应避免凹陷
型线设计总体设计
12
2.母型改造法
母型改造法的优点：
可以保持母型船的型线特征，对新船的性能易把握提高设计工 作效率
L'E
LPP (1 CP )
6CP 4CP
1
X
B
L'R
LPP (1 CP )
6CP 4CP 1
XB
型线设计总体设计
6
横剖面面积曲线的凑绘
型线设计总体设计
7
②设计水线的设绘
①确定设计水线长和设计水线宽 ②确定平行中段长度、半进流角和去流角 ③校核水线面系数
线
330
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一、平行中体的长度和位置，最大横剖 面位置
1、平行中体的长度和位置 ➢阻力方面
将排水体积适当地向中部集中，采用 一段平行中体，对于前体可使进流段尖瘦 些，降低兴波阻力；对于后体，可削瘦去 流段的船体形状，有利于改善形状阻力。
平行中体是不是越长越 好，会造成哪些问题
9
➢ 船舶使用方面
由于平行中体一段的横剖面形状完全相同， 使得中部的船舱方整，便于装载货物。设 置平行中体还简化了工艺，降低了建造成 本。因此，希望平行中体的长度取长些， 但应不引起阻力性能恶化为限。
设计水线在尾端的宽度应能盖住螺旋桨 和舵，对桨和舵形成一定保护。
27
第四节 横剖线的设计
典型船中剖面形状
28
中剖面系数的确定
对于中低速船，若Cb与Fr配合偏大，则应尽量采用较大的Cm 以降低Cp；随着Cb和L B的减小，Cm也适当降低。 对于高速船，由于Cb较小，型线较瘦，为了使中部不致过分 凸起而造成明显的突肩，宜采用较小的Cm
棱形系数
傅汝德数
两端形状
>0.785
两端均值线
0.75~0.78 <0.182
两端均值线
>0.182
前微凹后直线
0.70~0.75 <0.238
前微凹后直线
>0.238
两端均微凹
0.65~0.70 0.164~0.253 前微凹，后直或微凹
>0.268
前直线，后直或微凹
<0.65
0.224~0.253 前后均微凹
第六章 船舶型线设计
本章学习目标
1. 能正确叙述横剖面面积曲线的特征参数及影 响因素
2. 能正确叙述设计水线的特征参数及影响因素 3. 能正确叙述横剖线的特征参数及影响因素
4. 能正确叙述首尾轮廓线和船底线的特征参数 及影响因素
5. 能正确叙述甲板线的特征参数及影响因素 6. 简单叙述特种型线的主要种类、特点和运用 7. 能正确叙述型线图的设计原理及绘制方法
20
21
2、从浮态和布置方面考虑
浮心纵向位置的选取，应注意与满载出港时 的重心纵向位置相配合，使船不致产生首倾或尾 倾。
3、与型线的配合
不同船型的最佳浮心位置有一定的差别，是 因为兴波阻力和形状阻力实际上还与型线的其他 特征相关。所以，在选取浮心纵向位置时，必须 考虑与船舶型线的配合与协调。
22
甲板线在型线图的纵剖线图上用舷弧线 和脊弧线来反映，在半宽水线图中用甲板 平面轮廓线来反映。
34
一、舷弧线和脊弧线
➢ 定义 舷弧线：是甲板边线在中线面上的投影线 脊弧线：是甲板中心线在中线面上的投影线
➢ 影响因素 首舷弧：甲板上浪和干燥性； 尾舷弧：首舷弧的一半，考虑甲板上浪及小型船舶舵 机舱的高度
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球鼻首的减阻机理
✓减小高速船舶的兴波阻力
• 鼻首产生波系与船体波系之间产生有利干扰
✓减小低速肥大型船舶的破波阻力
• 压载航行时，船首延伸，改变首柱附近的水压力 • 满载航行时，降低舭涡阻力和减少埋首现象。
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二、特种尾型
球尾：雪茄形球尾和同心球尾
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涡尾及不对称尾
40
双尾
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第八节 型线图的设计与绘制
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二、端部横剖线形状
图6-7所示为四种常规船型的横剖型线，其 形状特征可分为：V形、中V形、中U形、 U形
U形-大型运输 船及中、高速 船舶 V形---小型船 舶 中V形或中U形 -中型船舶
30
第五节 首尾部轮廓线及船底线
一、首轮廓线
31
二、尾轮廓线
32
三、船底线
33
第六节 甲板线
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Cb
,
Cm
,
C
的关系曲线
p
19
四、浮心纵向位置的选择
浮心纵向位置，表示船的排水体积在中前 和中后的相对大小，决定了船的前半体和后半 体的相对丰满度。
1. 对阻力的影响
当浮心位置改变时，前体兴波阻力和后体 形状阻力的相对比例发生变化。对于低速肥大 的船，兴波阻力比例较小，中前为宜；对于高 速船，兴波阻力比例逐渐增大，中后为好。因 此，对于给定速度的船，存在一个阻力最小的 最佳浮力纵向位置
保证设计船具有良好的航海性能 满足总布置要求 考虑船体结构的合理、简易以及施工、维
修的方便 外观造型
5
型线设计方法
➢母型改造法 ➢船模系列资料法
常见的系列船模：
美国的陶德60系列；英国的BSPA系列；瑞典的SSPA 系列；我国长江客货船系列
6
第二节 横剖面面积曲线
• 横剖面面积曲线是以船长为横坐标、设计水线以 下横剖面面积为垂向坐标所绘制的曲线。
10
目前 Le Lbp , Lr LBP 及相应的平行中体长度和位置 主要是根据试验资料得出的规律决定的。按贝克 理论，最短的去流段长度
11
2、最大横剖面位置
12
二、横剖面面积曲线的端部形状
典型的端面形状如下图 a-直线型；b-凹形；c-微凹形
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贝克通过对面积曲线两端形状对剩余阻力的影 响做详尽的船模试验，得出面积曲线两端形状， 见下表
第三节 设计水线
设计水线的特征参数主要包括：水线面 系数、前后半段的丰满度系数、平行中体 长度、漂心纵向位置、半进流角、半去流 角、首尾端部形状等。
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一、水线面系数
从快速性来讲，傅汝德数大者，水线面系数应取 小一些
从耐波性来讲，水线面系数对耐波性的影响很大。 很多研究表明，水线面系数取大的值对改善耐波 性是有利的
4、甲板平面图和侧面轮廓图中量取该站甲板半宽及 甲板边线距基线的高度定出P点，与水下部分光滑连接
5、横剖线检验
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四、母型改造法
母型改造法是：利用与新船相近的母型船的型 线资料，应用适当地修改方法，将其改造成符 合设计要求的新船型线。
1. 主尺度改造（船长、船宽及吃水）
51
2、横剖面面积曲线的改造（作图法） （1）修改型线的横剖面面积曲线的棱形系数。
（4）根据横剖线图绘制半宽水线图和纵剖面图，同 时校核三向投影。
54
55
<2>中剖面系数的改造
56
<3>横剖面形状的改造（横剖面面积不变）
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• 改造母型法
利用与新船相近的母型船的型线资料，应用 适当的修改方法，将其改造成符合设计要求的新 船型线
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• 系列型线
选择与新船特征相近的系列船型，直接利用 系列船型的型线资料，查得设计水线以上的船体 型值，需要时做局部的修改。
• 数学型线
应用数学函数来表达水线横剖线或船体曲面， 控制形状特征参数，由计算机程序完成型线生成 工作。
1、根据从半宽水线图上量取第i站设计水线半宽值yi， 得图中A点 2、从横剖面面积曲线图上量取第i站横剖面面积Ai，
作出该站的等面积矩形如下图，分别适用于横剖 面形状为U、V和中间型
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3、仿照母型船对应站的横剖面形状，过A点及B点作 曲线ACB，使图中两块阴影部分面积相等，同时使 曲线在B点与底升线相切
➢ 确定步骤
脊弧线
梁拱值
舷弧线
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二、甲板平面轮廓线
➢定义 甲板平面轮廓线是指甲板边线在基平面上的
投影。 ➢决定因素
总布置图；甲板使用要求；与横剖面形状 的协调
三、梁拱
梁拱一般取型宽的1/50~1/100；对于海船 常取1/50,对于内河船常取1/100
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第七节
一、球鼻首
1、常见球鼻首
特种型线
7
横剖面面积曲线的特征
• 横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排 水体积
• 面积的丰满度系数等于船的纵向棱形系数 • 面积形心的纵向位置等于船的浮心纵向坐
标 • 丰满船的横剖面面积曲线的中部平行段，
称为船的平行中体，平行中体前后段称为 进流段和去流段。 • 无平行中体的最大横剖面位置 • 曲线两端端部形状
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三、自行绘制法
1、绘制格子线 2、绘制横剖面面积曲线 3、绘制侧面轮廓线、设计水线和甲板平面轮廓线 4、绘制横剖线图 5、绘制半宽水线图 6、绘制纵剖线图
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横剖线图的绘制
（1）中横剖面图的绘制
① 丰满的中剖面——中剖面系数大的直壁式横剖 面线形状
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② 中剖面系数较小的中剖面
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绘制其余各站横剖线
一、型线绘制的基本要求
① 绘制格子线
手工时的精度，上墨等
② 光顺性
凹凸度，曲率，均匀性，切点的位置
③ 投影一致性
高度，宽度的对应，各交点和交接线的投影
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二、型线生成的方法
• 自行设计法
根据新船的具体要求，按型线设计的基本原 则和规律，参考相近母型船的优良型线资料，经 设计者分析思考，并对新船型线特征有所把握后， 自行设绘型线图
0.283~0.313 两端均直线
14
三、棱形系数和中剖面系数的选择
棱形系数的大小反映了浮力沿船长的分布情况， 棱形系数大，表示浮力沿船长分布的比较均匀， 反之，表示浮力相对集中在船中，而船的首尾两 端尖瘦。
1、对阻力的影响
棱形系数对船舶的摩擦阻力影响极小，而对 剩余阻力影响很大，对剩余阻力的影响主要反映 在兴波阻力上，棱形系数对剩余阻力的影响随船 的相对速度不同而发生变化。
2
第一节 概述
• 船体型线的影响因素
（1）横剖面面积曲线； （2）设计水线和甲板线； （3）横剖线形状； （4）侧面轮廓线
3
• 型线图的作用
（1）型线与阻力关系重大 （2）型线与稳性、操纵性、横摇阻尼、船在
波浪中的运动有关 （3）型线影响布置和舱容 （4）型线影响建造的施工工艺