【正文】 t speed craft. Preparation of 42m high speed craft hull structure calculations, draw the structure of the hull cabin, cabin, typical transverse section of the boat and basic structure. The paper describe the whole process of ship design. We can improve the structural features of the ship, the final structure can improve the stability and reliability, and to explain the reasonableness of the program. Keyword:Coastal speed craft。 1 研究的背景 1 高速艇現(xiàn)狀 6 研究目標(biāo)和內(nèi)容 8 艇底波浪沖擊壓力 37 結(jié) 語 40 1 第一章 緒論 研究的背景、目的與意義 研究的背景 中國是一個水網(wǎng)稠密，海岸線漫長的國家，內(nèi)陸江河縱橫交錯，湖泊星羅棋布，沿海島嶼眾多。國際上對高速交通艇的需求量也非常大，近幾年由于國內(nèi)建造成本相對低廉，大量的訂單飄向中國，在金融危機的緩沖期高速艇產(chǎn)業(yè)也是國家的經(jīng)濟的一個發(fā)展出口。在做畢業(yè)設(shè)計 的過程中我們必定會遇到各種難題，為了解決這些難題可以從導(dǎo)師哪兒學(xué)到更多的知識，同時這次畢業(yè)設(shè)計也是對自己責(zé)任心，態(tài)度，四年所學(xué)專業(yè)課課程知識的檢驗。 沿海高速船技術(shù)的發(fā)展和水上高速客運的發(fā)展是相輔相承缺一不可的。近幾年來中國工程技術(shù)人員在高速船研究開發(fā)方面有了很大進展，目前已經(jīng)開發(fā)和使用的高速船有：側(cè)壁氣墊船、雙體側(cè)壁氣墊船、全墊升氣墊船、水翼艇、滑行艇、地效翼船以及高速雙體船和高速單體船，船型約 30多種。 在這些高速艇中國產(chǎn)的僅占百分之 30?！斑h舟一號”水翼船也是一種非常成功的開發(fā)船型，該艇有 108 客位，速度達到了較高的 78 公里 /小時，主要性能指標(biāo)超過了國內(nèi)外同型船，是較理想的川江船型，有兩艘已經(jīng)投入運營，證明國內(nèi)先進船型是有可能取代進口船型的。此外，中國地面效應(yīng)艇的研制方面進來也加大了力度。近年來海上交通事故頻發(fā)，客船由于速度快體積較小在發(fā)生海上事故事經(jīng)常船沉人亡，所以對高速艇的結(jié)構(gòu)強度要求很高。 高速艇發(fā)展趨勢 中國各地內(nèi)陸、沿海水域的氣象、水文、航道和地理條件有很大的差異，有很大的經(jīng)濟發(fā)展水平差距，因此決定了中國高速船艇必須因地制宜，多樣化發(fā)展。在南方珠江三角洲地區(qū)，由于較高的經(jīng)濟水平，乘客經(jīng)濟承受能力較強，所以在該地區(qū)高速客船更新?lián)Q代中，速度更快的船受到親睞，而在其他地區(qū)則要根據(jù)此地的實際情況進行具體的分析論證。 從高速客船發(fā)展形勢來看，近期市場需求看好的船型主要是：沿海發(fā)展穿浪船，長江上游發(fā)展水翼艇，同時，一些地區(qū)會需要氣墊船，常規(guī)船型的高速客船也會不斷 4 有需求 ，雙體船也還會有需求。 當(dāng)今世界交通運輸發(fā)展的重要趨勢之一是水路運輸?shù)母咚倩?。從目前來看，大多?shù)用戶把目光集中在載客量 100 到 500 人，速度在 25 到 30 節(jié)的中高速船上。 高速船發(fā)展過程中存在的突出問題： （ 1） 由于新建高速公路、橋梁，新建機場，大量客車投入運營，再加上高速鐵路的發(fā)展也吸引了大量的旅客，因此水路客運量占全國的比重越來越少。 （ 4） 冬季天氣寒冷水 域冰封，大霧天氣，枯水期形成的淺水區(qū)域；買入的二手船船齡偏大，維修時零部件稀缺，等都會使得船舶的在航率不高。 (2）側(cè)壁式氣墊船（含雙體氣墊船）該氣墊船是一型興波小、經(jīng)濟又能實現(xiàn)高速的船型，但其適航性很差，使用和維護比雙體船困難，采用此型船時要選好航線。 （ 3） 深浸自控水翼船，該船型在 4～ 5 級風(fēng)浪中性能 優(yōu)異，其縱橫搖＜ 1176。 其他船型還有淺浸式水翼船和割劃自穩(wěn)式水翼船，消波型單體船、深 V型單體船 等，綜合上面所述我國的高速船在蓬勃發(fā)展了一段時間后后，出現(xiàn)了一些突出問題急需解決，但隨著人民生活水平進一步提高，各地的客流將會有大幅度提高，對船的舒適、高速 、安全的要求也會越來越高，因此新航線的開辟，新船型的開發(fā)與推廣以及現(xiàn)有船只的更新?lián)Q代勢在必行，高速船市場是一塊大蛋糕，必須不失時機的綜合規(guī)劃，加以引導(dǎo)，切好這塊蛋糕，使之成為我國造船事業(yè)的一個新的經(jīng)濟增長點。在近些年來，新船型層出 不窮，另外，由于更快速的計算機的問世，結(jié)構(gòu)分析有限元法和 6 數(shù)學(xué)規(guī)范的優(yōu)化技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計者們有了一個強有力的快速計算分析工具，而且可以用一套系統(tǒng)的方法來改進設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計。但是它也有明顯的缺點，設(shè)計方案是否合理，設(shè)計者心中無數(shù)并不確定，結(jié)構(gòu)的強度是否能得到有力的保證，受到規(guī)范使用范圍的限制。然后，根據(jù)肋骨型線圖和總布置圖，繪制基本結(jié)構(gòu)圖，并進行船體各部位結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步布置。 7 第二章 42m 鋼質(zhì)沿海高速交通艇結(jié)構(gòu)載荷計算 說明 本船為 42m 鋼質(zhì)沿海高速交通艇，主甲板前半部分為 2層上建，后半部分為承重區(qū)（可堆放貨物或者小型直升機）。 艇體結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件形式 艙室的劃分 :本艇從艉至艏在縱向上一共劃為 7 個艙室，依次是舵艙，淡水艙，機艙，燃油艙，客艙，艏尖艙，其中艏尖艙壁為防撞艙壁，每個艙壁之間設(shè)置一道水密艙壁， 6~1 32~48艙左右各設(shè)一道縱艙壁。在舷側(cè)設(shè)置折角線，由于折角線具有較強的剛性性能以及彎曲強度，在計算時，將其作為板材的剛性支撐。 取重心處垂向加速度的百分之一最大值的平均值 cga ,作為決定結(jié)構(gòu)設(shè)計載荷的設(shè)計值，該值與有義波高 3/1H 和該波高對應(yīng)的航速 HV 三者的有如下關(guān)系： 對于除全墊升氣墊船外的各類高速船： ? ? gBB LBHLVKa WLWLWLHTcg ????????? ?????????? ???????? 33/ ? 2/sm 式中： g 重力加速度，取 g =， 2/sm ； HV 船在有義波高 3/1H 的波浪中航行的航速， kn； 3/1H 有義波高， m； ? 船體重心處橫剖面的船底升角 (176。圖中（ a）、（ b）、（ c）為尖舭船 ,（ d）、（ e）為圓舭船； TK 船舶類型系數(shù)，根據(jù)船舶類型確定： TK =1 對于單體船、常規(guī)雙體船、穿浪雙體船 則對于本艇其中 TK =1， L=42m， WLB =， ? 取 29176。舯前取 1lK =1,尾端取 1lK =，尾端與船中之間用線性內(nèi)插法取值。 10 0艏 舯 艉縱向壓力分布系數(shù)圖 舷側(cè)、甲板、上層建筑和艙壁的載荷 舷側(cè)計算壓力 iP 由下式（“規(guī)范” ）確定： iP =+ 2/mkNPsl 式中： h壓力計算點到上甲板的垂直距離， m，應(yīng)不小于 。上層建筑和甲板室的其它圍壁的最小計算壓力應(yīng)不小于24 mKN 。 壓力 pl1（ kn/m2） 2 42 1 11 4 42 1 12 6 42 1 12 8 42 1 13 10 42 1 14 12 42 1 15 14 42 1 16 16 42 1 18 18 42 1 19 20 42 1 20 22 42 1 20 24 42 1 21 26 42 1 22 28 42 1 23 30 42 1 24 32 42 1 25 34 42 1 26 36 42 1 27 38 42 1 29 40 42 1 30 42 1 42 1 30 44 1 42 1 30 46 1 42 1 30 48 1 42 1 30 50 1 42 1 30 52 1 42 1 30 54 1 42 1 30 56 1 42 1 30 58 1 42 1 30 60 1 42 1 30 62 1 42 1 30 64 1 42 1 30 66 1 42 1 30 68 1 42 1 30 70 1 42 1 30 72 1 42 1 30 74 1 42 1 30 76 1 42 1 30 78 1 42 1 30 80 1 42 1 30 82 1 42 1 30 84 1 42 1 30 13 86 1 42 1 30 88 1 42 1 30 在此船中，船底龍骨船底肋骨尺寸相同，表 2是龍骨受到的壓力計算表。 表 3： 位置 縱向壓力系數(shù)kl1 排水量t 艇長 m 吃水d （ m） 設(shè)計垂向加速度（ acgm/s2） 船底升角 176。） 露天甲板 16 非露天甲板（包括上層建筑和甲板室甲板） 旅客艙室甲板 上層建筑第一層前壁 上層建筑第一層側(cè)壁 上層建筑第一層后壁 上層建筑第二層前壁 上層建筑第二層側(cè)壁 上層建筑第二層后壁 防撞艙艙壁 液艙艙壁 60 水密艙艙壁 50 16 第三章 船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸 一般規(guī)定 論述 凡以鋁合金和鋼為材料的船體結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件尺寸除應(yīng)符合本節(jié)規(guī)定外，還應(yīng)符合 ” 規(guī)范“第四章第 8 節(jié)總強度，第 9 節(jié)構(gòu)件穩(wěn)定性和第 11節(jié)振動的有關(guān)規(guī)定。 其中 3L 342? = 表 5： 單層板的最小厚度 部位 K0 艇長 L（ m） tmin（ mm） 船底板 42 舷側(cè)板 36 主甲板板 36 非露天甲板 36 艙壁板 1 36 上層建筑、甲板室 前端壁 36 側(cè)壁、后壁 36 頂板 36 17 舵及尾軸架等處地板 36 船底組合型材 應(yīng)滿足“規(guī)范” 的下列要求： （ 1）面板最小厚度 mint 應(yīng)不小于按下式計算所得值： mmbt15min? 式中： b面板厚度， mm （ 2）腹板最小板厚 mint 應(yīng)不小于按下式計算所得值： mmht 70min ? 式中： h腹板的高度， mm 板 板厚度 t應(yīng)不小于按下式計算之值： mmPsCCKtS?211? 式中： 1K 系數(shù)，查表“規(guī)范” ； 1C 有曲率板的折減系數(shù)，rsC ??， r為板的曲率半徑， m； P板所受到的壓力， 2/mkN ； 2C 板格短邊與長邊比的修正系數(shù)， 22 )