船舶设计原理名词解释
1. 试航航速Vt:一般指满载试航速度,即主机在最大持续功率的情况下,静止在水中(不
超过三级风二级浪)的新船满载试航所测得的速度。服务航速VS是指船平时营运时所使用的速度,一般是平均值。 2. 续航力:一般指在规定的航速或主机功率情下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的
距离。
3. 自持力:亦称自给力,指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。 4. 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。
5. 积载因数C: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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 诺曼系数N:,表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。
11. 载重型船:指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。
12. 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。
13. 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。
14. 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,船和波浪相对运动
的幅值大于船首柱处的干舷,波浪涌上甲板的现象。
15. 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。 16. 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。
17. 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。
18. 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
19. 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。
20. 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。
21. 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。
22. 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。
23. 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。 24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。
船舶设计原理简答题
第三章
4、我国船舶的航区、航线是如何划分的?
答: 海船航区常分为沿海,近洋,远洋等。按海船稳定性规范分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三类航区,其中Ⅰ类航区称为无限航区。内河船常按水系名称来分,如我国长江水域根据风浪及水流情况分为A,B,C级航段。不固定航线的船通常提出主要航行的航线或航区。定航线船通常给出停靠的港口等等。 7、何谓船舶入级?
答:航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船舶入级业务,应按《海船入级章程》申请入级,经检验合格后,发给相应的船级证书后,才能进行国际航行。
8、试航速度Vt和服务航速Vs有什么不同?
答:试航速度一般指满载试航速度,即主机在最大持续功率情况下,静止深水中的新船满载试航所测得的航速。而服务航速是指船平时营运所使用的速度,一般是一个平均值。通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。 9、什么叫船的续航力和自持力?
续航力一般是指在规定航速或主机功率下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。 自持力有时也叫自给力,指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。 10、任务书中对建筑特征、结构、性能等的要求主要包括那些内容?
答: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; 结构:指船体和上层建筑的材料、船体结构形式、甲板负载、特殊加强等的要求;
性能:稳性指采用什么规范、哪类航区;浮性指首尾吃水的要求;抗沉性明确能满足几舱破损进水的要求;耐波性、抗沉性等等。
11、举例说明设计船的尺度受限制的原因
船长L,因泊位短,港域小,河道曲折而调头困难及通过船闸、船坞等原因,而使船长或最大长度有所限制。 吃水T,如上海港不赶潮水只能是6m;而赶潮水,则船的最大吃水也只能是9.0~9.5m。世界上不少港口限制船的吃水在9.14m以下。内河船吃水受限制的情况更为突出。
船宽B,如美国的圣劳伦斯海港要求B不大于23.16m。
船的水上高度部分,如南京长江大桥为28m,珠江大桥为8m等。 12、船舶主要要素一般是指哪些?
通常是指排水量△,载重量DW,船厂L,船型B,吃水T,型深D,方形系数Cb,航速V及主机功率P等。 13、什么是设计螺旋线?
设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载重量DW及主机类型(包括功率及转速),此时可首先参考型船及有关资料,初估得一个排水量,并据此初估船长、型宽、吃水及型深,初选一个方形系数,并使其满足浮性方程,即△=ρKa LBTC b 。然后,根据这套主尺度,参考型船及有关资料,估计空船重量,求出船的排水量,看其是否和第一步初估得的排水量相吻合,如有差别,再进行主尺度及系数调整,直至排水量符合要求为止。这就是船的重量和浮力平衡的过程。
根据已满足重量和浮力平衡后的一套主尺度进行航速估算、总布置、容量估算、干舷检验、稳性及其他性能校检等,即校核船的各个主要性能是否满足使用要求。在校核中,如发现某一项或几项性能不符合要求,则必须调整船的主尺度及系数,再重复一次上述的循环,直至设计者认为满意为止。 14、船舶设计分为几个阶段?各阶段的作用、内容如何? (1)、初步设计
作用:初步设计有进一步论证新船设计任务书合理程度的作用。
内容:这阶段只要求提供新船方案的主要技术文件,船体方面包括:船体说明书;型线图;总布置草图;中剖面结构图及结构强度计算书;航速、稳性、舱容等估算书;主要设备、材料规格明细表等。 (2)、技术设计
作用:作为施工设计或签订合同的依据。
内容:在这阶段要求船体方面完成的技术文件有:①船体设计说明书;②较详细的总布置图;③正式的型线图;④中横剖面结构图,基本结构图,外板展开图,肋骨型线图,首、尾部及舱壁等结构图;⑤锚泊、起货、操舵等结构图;⑥各系统的原理图;⑦重量及重心计算书;⑧各项性能的详细计算及有关说明书;⑨详细的设备、材料规格明细表等。 (3)、施工设计
内容:在船体方面主要为分段结构的施工图和工艺规程,以及设备、舾装的零件图等 (4)、完工文件
内容:应根据建造期间对原设计图纸所作的改动,绘出完工图纸,根据实船倾斜试验结果,修改原来的有关计算书,完成各项试验并写出报告书。 15船舶设计中要遵循哪些基本原则? 1) 要密切结合我国的国情;
2) 遵守国家和国际上的有关规范和法规; 3) 要树立系统工程的思想;
4) 要满足安全、适用、经济和美观的要求。 5) 要有正确的工作态度。
16船舶主要要素一般是指哪些?各涉及到哪些基本问题?
船舶主要要素一般是指排水量△、载重量DW、船长L、型宽B、吃水T、型深D、方形系数Cb,航速V及主机功率P等。
选择和确定船舶主要要素所涉及的基本问题,可归纳为以下四个方面: ? 重量和浮力的平衡;
? 满足船对容量和甲板面积的需要; ? 保证船的各种技术及经济性能; ? 考虑使用、工艺等条件。
第四章
1、船舶平浮在预定吃水的条件是什么?
根据浮性原理,船舶平衡于静水中的条件是:浮力等于重量,重力和浮力的作用线在同一铅垂线上。
2、 船的典型排水量和载况有几种?为什么说他们是典型的?
民船的典型排水量通常称为空船排水量和满载排水量;对于货船,设计中通常取四种典型载况:满载出港,满载到港,空载出港,空载到港。
船舶在营运及航行过程中,载重量如货,油,水等都是变化的。随着载重量的变化,排水量也不同,因而船的各种性能也就不同,在这变化的无数排水量中,取出若干个典型的排水量,掌握了这些典型情况就掌握了船在使用过程中各种载况的性能。
3、 如何理解准确估算空船重量的重要性?民船空船重量有哪几个部分组成?
重量估算是影响后续设计的基本工作,从某种意义上讲,空船重量的准确和否是船舶设计能否成功的关键之一。这是因为空船重量LW占整个排水量△的很大一部分,且影响因素多,不容易估算准确。
民船的空船重量LW分成船体钢料重量Wh,木料西装重量Wt和机电设备重量Wm三大部分。
4、 估算Wb选取船型时应注意哪些问题?设计某海船时,找到各方面都相近的内河船,能 不能直接用作
型船估算Wh值,为什么?
影响船体钢料重量的因素较多,大致有以下几个方面:1)主尺度及系数;2)布置特征3)船级,规范,航区4)结构材料
不能 航区不同
5.船体钢料Wh和哪些因素有关?同样排水量△的甲乙两艘船,B、T基本相同,甲船的L大Cb小,乙船L小Cb大,问哪艘船的Wh大,为什么?
船体钢料Wh和以下因素有关:主尺度系数,包括L、B、D、T、Cb等,布置特征,包括甲板数、舱壁数、上层建筑大小,船级、规范、航区,结构材料等。甲船的Wh大,因为船长L比Cb对Wh影响大。 7、 Wh=ChLBD的估算方法有什么不足,是如何改进的?
立方模数法的缺点是:没有考虑船体的肥瘦程度,把L、B、D、各要素对Wh的影响看成是同等的。为了提高估算的准确性,将此式改为
Wh=ChLBD1(L/D)1/2(1+1/2CbD) ——————式1
式(1)中 增加(1+1/2CbD)项是考虑船体肥瘦的影响,其中C bD 为计算到型深处的方形系数,可近似的按下式估算: C b D= C b+(1—C b)(D-T)/3T
式(1)中 增加(L/D)1/2项,是从强度出发考虑的修正,反映L、D对Wh的不同影响。
此外,新船和型船的甲板层数不同,估算时也要对Ch值进行修正,通常认为增加一层甲板,Ch值增大5~6%。
8、 木作舾装部分重量Wt的特点是什么?和船的△和主尺度有关的是哪些重量?和船上人员有关的有哪些重
量?
木作西装部分重量Wt的特点是:名目繁多,各自独立,规律性差。在设计船舶时最难 估准的就是这部分重量。特别是有舾装件,如家具、防火隔热材料等随着时代的前进变化很大:且同一类船要求标准不同,该项重量差别也往往很大。因此对Wt来说,按型船估算的相似性差,造成估算工作难度大。
和船的△和主尺度有关的重量——如船舶设备和系统,包括锚、舵、系泊、消防、管系、油漆等。
和船上人员有关的重量——如舱室木作(里子板即内围壁、天花板、地板敷料)家具、卫生设备、救生设备等。
11、 船舶设计初始阶段为什么通常都要加排水量裕度?在什么情况下有的船需要加固定压载?在
一般货船上加固定压载是否合理?
设计时在估算的重量中,通常要加一定的排水量裕度,其原因大致有以下这3个方面
1:估算误差 从前面讲的 Wh Wt Wm的估算公式可以知道,方法是近似的,其结果有误差往往是不能避免的。
2:设备增加 在设计过程中船东提出增加设备是常有的事。
3:采用代用品 在建造过程中,常常由于材料和设备规格的短缺,需采用代用品而造成的重量增加。
在设计过程中加固定压载有时是不可避免的,有时则是由设计失误造成。如通常在渔船、拖船、客船、集装
箱船等船上要加一定数量的固定压载,对一般货船来说设计成加固定压载是极不合理的。
12、载重量包括哪些部分?它们分别是怎样估算的? (1) 人员及行李、食品、淡水
人员重量:65kg/人;船员行李40~65kg,人员携带的行李:长途旅客40~65kg,短途旅客15~35kg;食品、淡水分别根据人数、自给力天数及有关定量标准按下式计算:总储备量=自给力(天)×人员数×定量(kg/人),自给力(天)= R/(Vs?24),R——续航力,Vs——服务航速,人员数为船员和旅客——两者标准不同,应分别计算,食品定量2.5~4.5kg/人?天,淡水在全带足情况下50~100kg/人?天,内河船可以少些。
(2) 燃油
燃油储备量W0=0.001g0P*R*k/Vs。g0——油耗率,通常为主机常用持续功率P时耗油率gr的1.10~1.15倍;k——考虑风浪影响所增加系数;通常取1.15~1.20;R——续航力,Vs——服务航速,P——主机持续常用功率。
(3)滑油
取燃油总储量某一百分数W1=εW0 ,一般柴油机 ε≈3~5%,汽轮机 ε≈1%。 (4)炉水
炉水储备主要考虑蒸汽漏失量,具体数量为:W=每小时蒸汽耗量G×漏失率ε×连续航行时间t。G——据主机要求和辅锅炉参数;ε——汽轮机2~3%,辅锅炉5~6%;t=R/Vs。远洋船有制淡水装置补充淡水,故只需少量炉水储备。
(5)备品、供应品
备品:备用零部件、设备和装置。供应品即零星物品,国外又是放在空船重量内,我国归在载重量内,通常取0.5~1%LW。
13、 选取主要要素涉及哪些基本问题?
选择和确定船舶主要要素所涉及的基本问题,可归纳为以下四个方面。 1 重量和浮力的平衡
2 满足船对容量和甲板面积的需要 3 保证船的各种技术和经济性能 4 考虑使用、工艺等条件
14在什么情况下有的船需加固定压载?在一般货船上加固定压载是否合理?
加固定压载的情况是,需要降低重心以提高稳性,增加重量以加大吃水,或者需要调整浮态时。 不合理,货船加固定压载会影响船的载货量,影响经济效益。 15、 载重型船舶和容积型船舶各自的特点是什么?
载重型船的载重量占排水量比例较大,设计时确定主尺度首先要从重力和浮力平衡入手。
容积型船需要较大的仓容以及甲板面积。设计时主尺度主要取决于船主体容积及甲板面积的需要。
16、载重量系数ηdw的物理意义是什么,为什么可用公式△=来粗估载重型船的△,而容积型船则不适用?
统计资料表明,排水量大的船,ηdw要大些,因为△大的船,Ch、Ct、Cm的值相对较小。也就是LW在排水量中所占的比例要小些,DW所占的比例大些。对一般货船或油船等,ηdw随△变化有相对稳定的范围,因此可用ηdw来粗估△。
17、诺曼系数N的物理意义是什么?它有什么特点?
概括的说诺曼系数N的物理意义是增加1tDW时船舶要增加的浮力。诺曼系数N的特点 1 必有N>1 载重量每增加1t排水量必须增加1t以上 2 N的大小取决于LW/△的大小。
3 N的数值还随Wh、Wt和Wm估算公式中△的指数不同而变化。 4对设计船来说,为达到平衡所改变的主尺度不同,N也是不同的。 18船舶重量重心估算的重要性?它们和船的哪些性能有关?