船舶设计原理复习提纲

《船舶设计原理》

• 1、 设计的初始阶段，如何确定新船的重心高度？

在设计初期即主尺度及排水量确定阶段，船舶的主要图纸均并不具备，设计船的重量重心只能依据母型或统计资料进行较为粗略的估算。

①粗估法

通常假定Zg 正比于型深，即：

111111D Z D

Z g g ζζ==

D 、D1——型深和相当型深；1ζ、11ζ

——系数，通常取自于母型船，通常仅用于设计初期

②、分部分项换算

（1） 条件：母型船的分部重量重心资料

（2） 方法：分部换算法估算设计船钢料、舾装、机电各部分的

重心度，然后用力矩法求取空船重心高 )(1m f h gm

m gf f gh h g W W W Z W Z W Z W Z ++++= 通常，船体钢料与木作舾装的重心高gh Z 、gf Z 正比于型深或相

当型深，机电设备重心高gm Z 正比于舱深（D-hd ）

• 2、 重力与浮力不平衡，对新船性能会产生哪些不良影响？如何区分船舶的排水量及设计排水量两定义

如果重力大于浮力；实际吃水将超过设计吃水。

此时可能出现以下情况：

①新船不能在预定的航线上航行，或必须减载航行，这是因为，对于沿海和内河船舶，往往是航道水深限制了船舶吃水；对于远洋船舶，则是停靠港的泊位水深限制了船舶吃水。

②船舶干舷减小，储备浮力减少，船舶大角稳性与抗沉性难以满足，甲板容易上浪，船舶结构强度也可能不满足要求．

如果重力小于浮力，实际吃水小于设计吃水。

螺旋桨可能露出水面而影响推进效率，海上航行时船舶耐波性也可能变差。同时船舶尺度选择势必偏大，船舶建造所需的原材料与工时消耗增加，显然，船舶经济性降低。

• 3、 在影响钢料重量的主尺度及系数中，影响最大的因素是什么？影响最小的因素是什么？为什么会产生这样的影响？

主尺度及方形系数对Wh 的影响程度是不同的，其顺序为L 、B ，D 、T ，Cb 。

它们对Wh 的具体影响程度因船舶类型、建筑及结构特征，主尺度的大小等而异，

，影响最大的因素是L ；大多数构件(如外板、底部结构、甲板、舱壁、舷侧结构等)都与船长有关；

从强度方面看，船长L 越长，其在水中所承受的纵向弯矩M 越大，对船体结构纵向构件的尺寸要求也大。

影响最小的因素是Cb ；Cb 增大(一般当Cb>O ．6时)，则需增大船体梁剖面模数W ．这会引起总纵强度构件重量增加；

另外，Cb 增大，会引起外板、甲板，底部结构、舱壁等构件尺度和数量微小的增加。

总之，方形系数Cb 增大，会使船体钢料重量Wh 有所增加，不过其影响甚微。

4、说明在不同设计阶段船舶的重量重心计算方法是不一样的

1）计算特点：

① 贯穿于整个设计过程的始终

② 逐步近似

2）计算方法：不同设计阶段是不一样的

（1） 技术设计、施工设计及完工设计时：按图纸进行详细的

分项计算

（2） 设计初期：主尺度及排水量确定阶段

此时，船的重量重心只能依据母型或统计资料进行较为粗略的

估算

• 5、 如何计算包装货舱容积和散装货舱容积

船舶运输的货物按载运形式可分为两大类：包装货和散装货

载运时用箱、桶或袋子包装起来的、称包装货。

货物虽然运输时不用包装，但本身进行了整理，属于包装货。

货物运输时直接装在货舱里，称为散装货。

同一类货物有时既可采用包装又可用散装，应视具体情况而定。

散装舱容，是装载散装货物时货舱的有效容积。

货物装载可达甲板横梁(或纵骨)的上缘、肋骨外缘和舱底板的顶面包装舱容，是装载包装货物时货舱的有效容积，

货物装载一般只能达到甲板横梁(或纵骨)的下缘、肋骨及货舱护条的内缘和舱底铺板的顶面。

货舱的包装舱容约为该舱型容积的0.88~0.92。

同一货舱，其包装舱容约为散装舱容的0.90。

• 6、 装载压载水的理由.

• 7、 船主体内各种舱室所需要的总型容积为

u

a m

b ow

c V V V V V V V -++++=

8、 增加货舱容积的措施

增加货舱容积最有效(且较合理)的措施是适当加大型深D 或D/T 。

1） 加大L 和B

2） 减小a l 、f l 和d l

3） 减小m l

4） 增加D （最有效的方法）

9、 规划客船主尺度之初，确定上层建筑层次层数多少的作用如何？

在总布置设计中，上层建筑部分的区划与布置，包括形式、尺度、层数及内部各舱室的划分和布置等。

考虑的因素有：

(1)甲板面积要求 (2)浮态与稳性

(3)驾驶视线 (4)其他尺度限制因素

10、 容量图的意义如何？有何作用？对液舱为什么要绘制舱容要素曲线？

容量图清楚形象地表示出全船主体(包括货舱口)各舱室容积的大小及分布。该图以船长L 为横坐标，以各舱沿L 不同剖面处的横剖面面积为纵坐标绘成。

据容量图可知，其最高连续曲线下包围的总面积，相当于设计船主甲板下的总型容积；每个舱室所包围的面积代表了该舱的型容积，面积形心在长度方向的坐标代表该舱容积形心的x 坐标。因此，依据容量图能方便地算出各舱室的型容积及其x 坐标，进而可算得各舱室的装载量及其xgi ，与空船重量重心汇总后可得全船排水量△及重心纵坐标xgi ，于是可方便地计算船舶浮态，进行纵倾调整。

舱容要素曲线包括各液面高度处体积V 及其形心坐标x ν 、 z ν及边舱y ν ，以及自由液面对通过其面积形心的纵轴的惯性矩ix ；计算时液面深度z 通常从舱柜底面算起。舱容要素曲线根据舱柜布置图、肋骨型线图及有关的结构图

经汁算后绘成。计算液舱体积及其形心时，以采用沿水线面积分的方法为好，因为这样可同时算得各深度处自由液面要素。

通过舱容要素曲线科研计算自由液面的要素，从而减少自由液面的影响。 • 11、 区别吨和吨位

• 船舶登记吨位(RegisterTonnage ，缩写为RT)，是指按船籍国制订的《船舶吨位丈量规范(或规则)》对船内容积进行丈量和计算所得的登记吨数。 • 1登记吨=2．832m3 (100ft3 )

• 由于丈量和计算的结果数据要登记在该船的《船舶吨位证书》上，所以称为船舶登记吨位。

• 登记吨位，是船内容积的度量，因此，它与排水量“吨”或载重量“吨”是截然不同的概念。