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重量计算模板

摘要.......................................................................................................................2

1、前言.................................................................................................................4

2、船型分析.........................................................................................................5

2.1任务书与船型资料分析..........................................................................5

2.2设计排水量及重量计算..........................................................................5

3、性能计算.........................................................................................................8

3.1船型型线图介绍......................................................................................8

3.2邦金曲线计算—SRH10............................................................................9

3.3静水力计算—SRH11...............................................................................18

3.4稳性与浮态计算.....................................................................................20

3.5静水力曲线图绘制.................................................................................39

4、吨位计算.......................................................................................................53

4.1船舶主要参数........................................................................................53

4.2总吨位计算............................................................................................53

4.3吨位计算................................................................................................61

5、干舷计算.......................................................................................................64

5.1主要参数................................................................................................64

5.2计算数据................................................................................................64

5.3干舷计算................................................................................................65

小结.....................................................................................................................68

参考文献.............................................................................................................69

外文翻译.............................................................................................................70

译文.....................................................................................................................82

1、前言

近一、二十年来，随着我国改革开放的不断深入，神州大地到处呈现繁忙的建设景象，对建筑材料的需求极其旺盛，其中建筑用沙子更是供不应求[1]。

由于大部分地区的黄沙一般都来原于江河中下游，所以专门的采沙运输船（下称沙船）就应运而生，并且从江河向河口沿海遮蔽水域发展，目前沙船的数量不断增多。

其吨位不断提高[2]。

沙船早先出现时最小的只有30多米船长后来逐步增大到40多米，现在常见的是50多米的船型。

目前常见的沙船船型主要有如下特点：

（1）船舶较扁平，线型较丰满，中间有一较大的平行中体；

（2）机舱设在船尾部，占较小空间，航速一般在10节以内；

（3）中部是设有斜面的沙舱，舷边设边水密舱。

小船一般只设一个大舱，大船一般设有2~3个大舱，为增加横向强度，有些船舶还设有横向支撑杆；

（4）单底单甲板结构，沙舱口设有较高的舱口围板，有些沙船在舱口上还设有装沙的导沙槽；

（5）船尾部一般设两层甲板室，用于安排船员室和驾驶室；

（6）装沙采用吸沙机，卸沙采用底设输送皮，在首尖舱处斜升经船首可前伸的倾斜式输送带，把沙送到岸上[3]。

在船舶检验的日常工作中发现，投资沙船的大部分是小型的私营经济体或个体户，经济实力还十分有限，这些船东为了节约投资，其所设计建造的沙船一般较简陋；同时为了多装货，船主们还常常超载。

因此这类船舶的安全事故也时有发生，虽然沙船发生事故的原因是多方面的，但船舶设计和建造质量以及日常的使用和维护保养是其至关重要的原因。

对船舶检验部门来说，把好检验关是防止船舶事故发生的有效措施之一。

就目前江河下游和沿海遮蔽航区常见沙船的有关船舶检验的问题做些粗浅的探讨和分析，以引起大家对这一船型的重视[5]。

运沙船的性能计算涉及到船型分析、排水量、吨位及干舷计算和compass软件对运沙船的性能计算。

2、船型分析

总体设计部分是新船设计过程中的一个总的基础环节，是一项基础性的工作。

它对设计工作顺利进行和保证新船设计的正确与合理，满足设计和使用要求具有决定性的作用。

2.1任务书与船型资料分析

任务书要求如下：

船名：

66m运沙船

航区：

沿海航区

船型特征：

本船为单甲板、双机双桨双舵、双底、双壳、尾机型钢质，航行于沿海航区的运沙船，首部有首楼。

用途：

用于港内拖带。

主尺度：

总　长LOA66.00m

垂线间长Lpp62.62m

型　宽B　13.3m

型深D3.80m

设计吃水d3.0m

梁拱0.2m

肋距0.55m

船员定额：

10人

船级与船籍：

ZC/中国

续航力/自持力：

10天

装载和稳性要求：

在现有型线图和总布置图的基础上，设计和配载货物、燃油，淡水及货油，使设计船在沿海航区各种典型工况下都能满足稳性和使用的要求。

2.2设计船排水量及重量计算

2.2.1排水量的估算

本船无母型，根据船东所给资料进行计算和确定主尺度。

根据给定的肋骨型线图确定主尺度，绘制型线图，用Compass软件进行本船的静水力计算。

具体结果见附表，

此程序通过读取SRH11所生成的数据库，根据纵向沿船长方向上的积分来计算，计算出不同吃水状态下的静水力数据，从计算结果中读出在设计吃水状态下，设计船的设计排水量为2301.33t。

2.2.2载重量估算

在船舶设计过程中将排水量分成空船重量和载重量两部分即:

式中：

LW——空船重量（t）；

DW——载重量（t）。

从利用Compass计算输出的静水里表中读出本船的设计排水量为2301.3t，而本船的空船重量为650.3t，所以本船的载重量为1651t。

2.2.3载货量估算

根据《船舶设计原理》第三张第三节载重量进行估算，载重量

包括了货物、人员及行李、食品、淡水、燃油、滑油以及备品等的重量。

1船员及行李：

额定船员人数为10人，

船员重量为每人65kg，行李重量为每人50kg。

船员行李总重量：

10×（65+50）=1.15t。

2食品及淡水重量:

食品量通常按每人每天2.5～4.5kg计算，计算本船实取4.5kg，航期为10天。

淡水（饮用水和洗涤用水）的定量标准与航程、航线的气候条件等因素有关。

通常海船取每人每天定量100～200kg，计算本船取200kg。

所以，食品=4.5×10×10=0.45t，

淡水=200×10×10=20.0t。

3燃油:

燃油储备量WF根据主机功率、续航力、航速、主机耗油率等计算确定：

（3.3.3）

式中：

t——航行时间（h）,

，其中R为续航力（nmile），Vs为服务航速（kn）；

g1——主机耗油率[kg/（kW·h）]，取0.2[kg/（kW·h）]；

P1——主机常用额定功率（kW），426Kw；

g2——辅机（主要指发电机组）耗油率[kg/（kW·h）]；

P2——航行时使用的辅机总功率（kW）；

g2——其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量（kg/h）；

k——考虑风浪影响的系数，一般可取1.1～1.2。

对于一般运输货船，粗估时WF可按下式近似估算：

（3.3.4）

式中：

g0——一切燃油装置耗油率[kg/（kW·h）]，可近似取主机耗油率的1.15～1.20；

所以，

=1.15×0.2×426×（10×24）×1.1×10－3

=25.867t

4润滑油

滑油的储存量WL近似地取为燃油储量的某一百分数，即：

（3.3.5）

式中：

对应一般柴油机ε≈0.02～0.05，主机功率大航程远的取小值，实取0.04，

所以

=0.04×25.867=1.035t。

5备用、供应品重量

备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括锚、灯具、损管器材、油漆等。

供应品是指零星物品，如生活用品、炊具、办公用品、医疗器材等。

国外有时将这部分放在空船重量内，我国一般将其放在载重量内，通常取（0.5%～1%）LW，实取0.7%。

所以，备品、供应品重量为：

0.7%×650.3=4.5521t。

3.性能计算

性能设计是新船设计中的一个极其重要的环节，性能设计的好坏直接关系到所设计新船的各种使用性能，在船舶设计中具有决定性作用。

本船的性能设计用COMPASS软件计算，本软件用于计算各类船舶稳性，船舶稳性计算内容多、量大、衡准复杂，包括完整稳性，破舱稳性及有关辅助计算，是船舶航运、设计、审图检验以及有关科研的必备手段。

本软件由上海规范研发所根据中国海事局船舶法定检验规则研发。

3.1该船型线图介绍

图3-0型线图

3.2邦金曲线计算-SRH10

3.2.1计算原理功能

用于输入/修改船体及其附体的几何数据，并计算船舶邦金曲线。

本程序采用封闭曲线方法描述几何形体，适用于单体、对称双体、不对称双体、球鼻艏、球尾及隧道尾等各种线型的船舶。

在计算时用坐标点输入法输入船体几何数据，采用封闭曲线方法描述及处理各种几何形体，其基本原理是将船体及其结构划分成单元体逐一进行定义，然后通过切割、组合形成完整的船体（参见主菜单PLOT/绘图），其中主船体部分采用纵、横剖面及甲板线进行描述，其它附件部分，如甲板室、舱口围等可采用多面体来进行定义。

3.2.2主尺度

主船体标识输入hull,参考长度输入两柱间长，参考宽度输入型宽，参考深度输入型深，设计吃水输入吃水，设计纵倾为0，尾垂线处站号为0，首垂线处站号为10，平均板厚为0.016m。

主船体标识hull

主船体定义单体

参考船长62.62m

参考船宽13.3m

参考型深3.8m

设计吃水3m

设计纵倾0m

尾垂线处站号0

首垂线处站号10

外壳板平均板厚12mm

片体中心线的距离0m

横剖面定义一半

3.2.3肋骨表

肋骨号自船尾向船首选“递增”，基准肋骨号输0，肋骨间距为550mm。

3.2.4纵、横剖面输入注意事项

（1）在每一个甲板台阶处定义一个横剖面，若有首楼和尾楼，首楼后端壁和尾楼的前端壁截面要输入（这里往往要在型线图中作横剖线）。

（如图3-1船中后端壁）

（2）在船中处定义一个横剖面方便做静水力计算时计算最大中横剖面。

（3）输入坐标值时，用户按照从下往上顺序输入横剖面描绘点的横坐标（X）及垂坐标（Z），一直到最上层甲板（主甲板、首楼甲板或尾楼甲板）边线上的点。

但第一点必须在船体中心线上，最后再加一个附加点，在垂向上达到足够的高度。

外板顶线和舷墙不参与船舶性能计算，其型值不要输入。

为了保证精度，舭部可以适当增加1—2个型值点。

（4）纵剖面只需输入中线面（中纵剖面），并且是除甲板外的下轮廓（首轮廓线+龙骨线+尾轮廓线）。

（如图2中纵剖面）

图3-1船中后端壁

图3-2中纵剖面

（5）纵、横剖面的定义只需按型值表输入即可。

3.2.5甲板定义

（1）梁拱定义

梁拱的定义，梁拱宽度为船舶型宽的一半，本设计船的型宽为13.3m，故取梁拱宽度4.1m。

而梁拱的高度直接从该船的主尺度中读取，可知梁拱高度为0.2m，梁拱的形状如图3-3梁拱号一所示。

图3-3梁拱号一

（2）脊弧定义

通常将脊弧根据船舶甲板型式分段，本船设有艏楼和艉楼，所以将脊弧分为三段：

主甲板脊弧，艏楼甲板脊弧和艉楼脊弧。

在脊弧定义结束后必须选择舷边，数据如表13。

表3-1脊弧定义

脊弧号1

脊弧号2

脊弧号3

纵向坐标m

垂向坐标m

纵向坐标m

垂向坐标m

纵向坐标m

垂向坐标m

-1.85

4.2

9.35

3.8

54.45

5.866

4.2

43.45

3.8

56.358

5.913

4.2

43.834

3.809

59.489

5.991

4.2

50.096

3.961

62.62

6.067

4.2

53.227

4.037

63.884

6.137

4.2

54.45

4.066

4.2

9.35

4.2

脊弧形状如下图所示：

图3-4脊弧号一（首楼甲板）

图3-5脊弧号二（主甲板）图3-6脊弧号三（尾楼甲板）

（3）甲板定义

甲板定义根据脊弧的数量进行分段，在定义的时候要将甲板号和脊弧号要对应。

而甲板基准点的含义为甲板上的任一点，最好是选择有代表性的点。

（见图3-6甲板号一，图3-7甲板号二和图3-8甲板号三）

图3-6甲板号一（尾甲板）图3-7甲板号二（主甲板）

图3-8甲板号三（首升高甲板）

3.2.6根据以上数据进行计算并绘图如下：

图3-8船体总体图

图3-9船体侧视图

图3-10船体横剖面图

图3-11船体俯视图

3.2.7计算输出结果如下表

表3-2横剖面面积[m^2]（包括船壳板板厚）

纵向位置

距基线高度（m）

纵向位置

距基线高度（m）

0.5

1.5

2.5

3.5

3.8

4.5

5.5

6.075

-1.705

3.8

9.4

12.9

-1.705

17.9

0.4

5.6

11.4

20.2

3.131

4.2

16.1

22.3

28.5

32.2

3.131

37.8

6.262

5.4

18.2

24.7

31.3

37.8

44.3

48.2

6.262

54.1

9.35

6.5

19.7

26.4

39.7

46.4

50.4

9.35

56.3

9.35

6.5

19.7

26.4

39.7

46.4

50.1

9.35

9.393

6.1

19.4

32.7

39.4

49.8

9.393

50.6

12.524

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.8

12.524

50.7

18.786

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.8

18.786

50.7

25.048

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.8

25.048

50.7

31.31

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.8

31.31

50.7

37.572

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.8

37.572

50.7

43.834

6.2

19.4

26.1

32.8

39.4

46.1

49.9

43.834

50.8

50.096

6.1

19.3

25.9

32.6

39.2

45.9

49.9

50.096

52.6

53.227

4.9

16.7

22.8

29.1

35.5

41.9

45.8

53.227

49.5

54.45

4.6

9.9

15.4

21.2

27.1

33.2

39.3

54.45

46.9

54.45

4.6

9.9

15.4

21.2

27.1

33.2

39.3

54.45

51.8

58.2

64.6

69.8

56.358

3.6

7.9

12.5

17.4

22.5

27.8

33.2

36.5

56.358

44.3

49.9

55.6

60.4

60.8

59.489

1.8

4.1

6.7

9.7

12.9

16.3

22.2

59.489

27.4

31.3

35.2

39.4

62.62

0.2

0.6

62.62

2.2

3.7

5.6

7.8

8.2

表3-3横剖面距基线的面积矩[m^3]（包括船壳板板厚）

纵向位置

距基线高度（m）

纵向位置

距基线高度（m）

0.5

1.5

2.5

3.5

3.8

4.5

5.5

6.075

-1.705

10.8

29.1

41.7

-1.705

15.6

34.5

47.3

68.2

3.131

5.5

15.7

29.4

46.5

66.9

80.6

3.131

102.7

6.262

1.6

6.4

14.5

25.9

40.6

58.6

79.9

94.2

6.262

117.3

9.35

1.7

6.7

26.8

41.7

60.1

81.8

96.4

9.35

120

9.35

1.7

6.7

26.8

41.7

60.1

81.8

95.4

9.35

98.4

9.393

1.7

6.7

26.7

41.7

60.1

81.8

95.3

9.393

98.3

12.524

1.7

6.7

26.8

41.8

60.2

81.8

95.4

12.524

98.4

18.786

1.7

6.7

26.8

41.8

60.2

81.8

95.4

18.786

98.4

25.048

1.7

6.7

26.8

41.8

60.2

81.8

95.4

25.048

98.4

31.31

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