船舶设计原理总复习

第一章船舶设计概要1.船舶设计工作具有哪些特点？答：（1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系，要协调好各部门的工作，既要使船舶的各部分充分发挥自身功能，又要是相互关系达到最佳的配合。

（2）船舶设计的另一个特点是：设计工作是由粗到细、逐步近似、反复迭代完成的。

船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。

2.船舶设计有哪些基本要求？（1）适用、经济（2）安全、可靠（3）先进、美观3.新船设计的基本依据是“设计技术任务书”，它反映了船东对新船的主要要求。

请问设计技术任务书通常是如何制定的？运输船舶的设计技术任务书一般包括哪些基本内容？答：（1）设计技术任务书是用船部门根据需要和可能，经船型的技术经济论证后得出的。

船型的技术经济论证是对不同船型方案的投资规模、经济效益和技术上的可行性进行比较和分析。

（2）一般运输船舶的设计技术任务书包括以下基本内容：1）航区和航线海船航区是根据航线离岸距离和风浪情况来划分的。

航区不同，对船舶的安全性和配备配置要求不同。

我国法规对非国际航行海船的航区划分为远海航区、近海航区、沿海航区、遮蔽航区。

内河船的航区根据不同水系或湖泊的风浪情况划分为A级、B级、C级等。

2）船型这里的船型是指船舶的类型、甲板层数、机舱部位、首尾形状和其他特征。

3）用途新船的使用要求，通常给出货运的货物种类和数量以及货物的理化性质和其他要求。

4）船籍和船级船级是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计应满足的规范。

船籍是指在哪国登记注册的船舶，确定新船应遵守的船籍国政府颁布的法定检验规则。

5）动力装置给出主机和发电机组的类型、台数、燃油品质和推进方式。

6）航速和功率储备对航速一般给出服务航速（kn，节，海里/小时）。

服务航速是指在一定的功率储备下新船满载能够达到的航速。

对拖船通常提出拖带航速下拖力的要求或自由航速的要求。

功率储备是指主机最大持续功率的某一百分数，通常低速机取10%，中速机取15%。

7）续航力和自持力续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离（n mile）。

自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。

运输船舶不给出自持力时，淡水和食品的储备数量根据续航力和航速来计算。

8）船体结构提出有关船体结构材料、结构形式、冰区加强等级、双层底和甲板负荷（t/m2）的要求。

9）总体布置提出新船在建筑形式、舱室划分、货舱数量等方面应满足的要求或希望。

10）设备规定船上主要设备的要求。

11）生活设施给出船员人数，起居处所以及服务处所的标准等要求。

12）限制条件因船闸、港口、航道以及码头装卸设备等因素对船舶主尺度（如吃水、船宽、船长）的限制，船过桥梁时船舶水上建筑高度的限制，以及其他特殊要求。

4.船舶设计工作方法中经常使用母型船改造法，请问采用这种设计工作方法有何理论依据？答：某一类型船舶的发展和演变过程，存在着由它们的使用任务和要求所决定的共性问题，这就决定了这类船舶必然具有许多相近的技术特征和内在规律，这些特征和规律也是人们合理解决船舶设计中众多矛盾的结果。

合理地吸收和利用这些经验和规律，可以减少盲目性，使新船设计有较可靠的基础。

这就是船舶设计中经常采用的母型船改造法的理论依据。

5.新船的设计通常分成哪几个设计阶段？各阶段之间有何联系？答：（1）根据现代造船的特点，船舶设计一般分为四个阶段：1）初步设计2）详细设计3）生产设计4）完工文件（2）设计工作的不同阶段，在新船整个设计过程中既有相对独立性，又是相互联系的。

前一阶段的设计结果是后一阶段设计的依据，后一阶段是前一阶段的深入和发展。

然而上述各个设计阶段的划分和各阶段的具体工作内容，并不是严格不变的，根据具体情况（如任务的紧迫性、产品的复杂程度、母型船资料等）而有所不同，有时各阶段之间并无明确的界限。

此外设计阶段的划分是随着造船技术和管理方式的发展而变化的，特别是计算机深入应用到造船的各个领域后，船舶设计阶段的划分以及设计方法都将发生变革。

6.初步设计阶段主要应完成哪些工作？答：初步设计阶段的主要工作是，在深入分析任务书和调查研究的基础上，从全局出发，提出船体、轮机、电气不同专业方面的各种可行性方案，进行分析比较，得出一个能满足船东要求的合理的设计方案。

这一阶段的工作中，船舶总体设计是最关键的。

它需要对船舶主要要素的决定、总布置、主机选型、船体型线、主要性能等方面进行细致的工作，通过计算、绘画、必要的模型试验及分析论证等技术手段，得出决定全船技术形态的总体方案。

与此同时，在船体基本结构、主要舾装设备、机舱布置、电力负荷及电站配置、机电设备选型等方面开展初步设计。

第二章海船法规的相关内容1.什么叫船舶登记吨位？总吨位和净吨位是如何量计的？登记吨位（RT）与载重吨位（DW）有什么区别？答：（1）船舶登记吨位是指根据国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规定核定的“登记吨位”（2）总吨位是以全船围蔽处所的总容积（扣除特别规定的免除处所容积以后）来量计的，它表征了船舶的大小。

净吨位是按船舶能用于营利的部分的有效容积（即载货处所容积和以乘客人数折算得到的容积）来量计，它表征了船舶的营利能力。

（3）登记吨位（RT）与载重吨位（DW）概念完全不同，后者以重量（t）为度量单位，而登记吨位则没有吨位，只是体现船舶容积的一个概念。

2.船舶总吨位和净吨位的作用主要有哪些？答：1）作为税收和各类收费的标准。

例如关税、保险费、港务费等。

2）作为船舶统计的量度标准。

例如统计一个国家、船级社、运输公司的船舶拥有量时都以登记吨位作为量度标准。

3）在国际公约、法规和规范中，有些是以总吨位来划分船舶大小等级的，以此来规定设备配备的标准。

4）作为船舶营运管理的一个标准，例如航运管理部门以总吨位来划分船舶等级，规定船员的资格等级。

3.总吨位计算中，要计算所有围蔽处所的容积，但有些处所可以免除，免除处所是指哪些处所？答：1）上甲板以上且与之分开的不能进入的处所，如桅杆、起重柱、起重机及座、集装箱支撑结构物以及截面积不超过一m2的通风筒等。

2）锚链筒、海底阀凹穴、侧推器孔道以及建筑物内直接位于其顶甲板上无遮盖的开口下的那部分体积。

3）仅由固定或可移动的天棚遮盖的处所。

4）部分免除处所。

例如围蔽处所一端敞开、舷侧有大开口等情况。

4.总吨位和净吨位的计算结果用什么单位表示？数值表达上有何规定？答：（1）吨位数后面没有单位，过去一登记吨位为100立方英尺（2.832m3），现在总吨位和净吨位只是体现船舶容积大小的概念，不再具备容积的单位。

（2）量计时，总吨位和净吨位的数值只取整数部分，小数点后面的数值略去不要。

第三章 船舶重量与重心1. 民船的空船重量和载重量分别由哪几部分组成？答：1）LW ——空船重量（t ），民船设计中通常将其分为船体钢料重量W H 、舾装重量W O 和机电设备重量W M 三大部分，即LW=W H +W O +W M ；2）DW ——载重量（t ），包括货物、旅客、船员、行李、油水（燃油、滑油、淡水等）、食品、备品、供应品以及压载水等的重量。

2. 货船通常有哪几种基本载况？它们的重量分别包括哪几部分？答：1）满载出港——设计排水量状态；2）满载到港——这时船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储备量的10%；3）压载出港——船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计状态之值；4） 压载到港——船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计储备量的10%。

3. 为什么说空船重量的准确估算十分重要？如果空船重量估算结果偏轻或者偏重分别会产生什么样的后果？答：（1）空船重量LW 占设计排水量相当大一部分，且影响因素很多，不容易估算准确，特别是在设计初期阶段。

如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的相差较大，则对船舶的技术和经济指标都会产生很大的影响。

尤其是超重较多时，引起的后果更为严重。

因此，空船重量估算的准确与否是新船设计能否获得成功的关键之一。

（2）不会（尼玛树神你这是什么情况！）4. 影响船体钢料重量（WH ）最显著的主尺度是什么？其影响WH 的基本规律是怎样的？其他主尺度对WH 的影响程度和规律如何？答：（1）船长L 对船体钢料重量W H 的影响最显著从构件的数量和几何尺寸来看，船上大部分构件都与船长L 有关；从强度条件来看，L 越大，船在水中所受的总纵弯矩越大，要求的船体结构尺寸也大。

（2）单位长度船体钢料重量随船长增加而增加，详见图3.2.1 （p58）（3）实际分析主尺度对船体钢料重量影响程度通常用指数函数形式来表示：τσγβαB H C d D B L W ∝，τσγβα..>>，α在1.1-1.9之间，其他均<1。

船宽B ：B 对船体纵向强力构件的影响不是很大，但对横向构件的强度有较大的影响。

因此船宽B 大小与船体钢料重量有密切关系，但其综合影响程度小于船长。

型深D ：D 对舷侧和舱壁等结构构件有影响。

一般来说，型深增加会因此构件数量增加，但D 增大，船体梁的剖面模数W 也大，对强度有利。

对于大船，总强度要求高，D 增加W 也增加，抵消了构件数量的增加，因此W H 很少，甚至降低；对于小船，总强度要求不高，增加D 一般会导致W H 增加。

吃水d ：d 的变化不影响构件的数量，但对局部强度（如船底构件和舷侧构件等）有一定影响，但影响很小。

方形系数C B ：方形系数反映的是船体的丰满程度，因此C B 增减对船体构件的数量和尺寸都影响很小，总体来说C B 对W H 影响很小。

5. 什么情况下船舶需要设置固定压载？一般运输货船设计中是否应该考虑设固定压载？为什么？答：（1）船舶加固定压载的主要原因如下：1）某些船舶稳性不足，加固定压载以降低重心高度；2）某些特殊船舶的满载吃水太浅或排水量太小，用固定压载以加大吃水和排水量；3）有的船因布置的特殊要求导致浮态不理想，用加固定压载来调整纵倾或横倾。

（2）不应该。

一般运输货船设计时若加固定压载则损失了船的装载能力，从而降低了船舶的经济性指标。

有一种特殊情况是新船设计建造完工后，发现重心过高或浮态很不好，用加固定压载来作为一种补救措施，以便在新船牺牲了部分装载能力后还能继续使用。

6. 载重量系数DW η定义是什么？同类型货船，通常大船的DW η大还是小船的DW η大？对相同载重量的货船，为什么低速肥大型船的DW η要比中高速货船的DW η大？答：（1）∆=/DW DW η，表示船舶载重量DW 占排水量的比例。

对于相同排水量的船舶，DW η大表示空船质量轻，或说载重能力大。

（2）大船的DW η比小船的DW η大，因为大船的空船重量LW 占排水量的比例比小船相对来说要小。