外文原文Structural Reliability Analysis of a Single Hull Bulk Carrier and a Double Hull Bulk CarrierProfessional paper[Abstract]：The ultimate bending moment and the maximal shear stress of two structural forms (sin -gle-hu11 and double—hul1) are calculated by using the combined moment which determined by stochastic process, and then the assessment of reliability is carried out．The results indicate that by introducing the double hull structure，the shear stress decreases a lot，while the capability resistance to bending can be enhanced to some extent also．Finally，the effects on ultimate bending moment and the maximum shear stress with different width of double side skin are investigated， after the analysis．the proposal of selecting the width of double side skin is put forward．[Key words]： bulk carriers；single hull；double hull；reliability1 IntroductionThe LMIS casualty database shows that structural failure contributes with 19％ of the e- conomic losses and 74％ of the fatalities on bulk carriers，so the focus on the structural failure events in present structural reliability study seems justified．The statistical data also shows that app．70％ of the casualties on the bulk carriers are resulted from water ingress due to broadside failure； water ingress due to failure of hatch covers and coamings；water ingress in the fore end．It indicates that the assessment of reliability to ultimate bending strength and broadside on bulk carriers is useful to the safety of ships．A single hull bulk carrier is remoulded to a double hull structure in this paper．The reliability of the two structural forms is compared；the results indicate that the shear stress of broadside has been decreased a lot on the double hull bulk carrier，the probability of structural failure is decreased；the double hull structure come into being box，which strengthens the torsion rigidity at the same time the corruptness on outer side shell can be turned away．Using double hull structure is a useful method to increase the strength of side shell and ensure the safety of the ship，while the effect on longitudinal strength is obsolete．2 The combined bending momentStill water and wave bending moments are to be calculated when assessing the total lon- gitudinal strength，and the combined bending moment is used as the total longitudinal bending moment of the hull．The still water bending moment is varied with different loading condi- tion．Even though at the same loading condition，the value and operating time of the load is modified due to the difference of the load collocations and the sail time，so it should be regarded as stochastic processes．Wave bending moment is the load operating on the hull by the wave，it should be regarded as stochastic process in the design life cycle because of the randomicity of the wave．In actual ship rule such as China CCS，Norway DNV，and SII of IACS，the method of managing the still water and wave bending moments is adding the maximums of the two loads viz．two maximums appear at the same time in the design life cycle．The still water and wave bending moments are not regarded as stochastic processes but stochastic variable by Soding．It shows that the combined method in actual ship criterion is conservative．The Moan u?wnl?=97303.01kN·m； .s 51.6890wkm??AThe reliability index of sagging is：β=4.847 ； here， =0.0.098； =0.763； =1.053 =2.705x kN·m；u?wnl?sM510.51.7420wMkN??AThe results above show that the resistance to bending can be enhanced by remoulding the ship to double hull structure， but obsolete．While the shear stress of side can be decreased to half of primary structure’s (50.7％) by leading in double hull structure，so the result of enhancing the shear strength is very obvious．4 The width of double side skinThe selection of the width of double side skin refers to many aspects，such as structure，cost and construction．etc．Here the effects to result arose by the width are to be discussed．In this paper，1.20m，1.35m，1.50m，1.65m ， and 1.80m are used as the width of double side skin， ultimate bending moment and maximal shear stress are calculated respectively while the other conditions are changeless the calculation process is the same to the condition of 1.20m．Ultimate bending m0ment and maximal shear stress are shown in Tab．5．Relevant curves of ultimate bending moment and maximal shear stress are shown in Fig.3．Tab．5 The effect of the width of double side skinFig．3 The effect of the width of double side skin to ultimatebending moment and maximal shear stressIt can be seen from Tab.5 and Fig.3，when the width of double side skin increases，the location of neutral axis reduces，the ultimate bending moment increases appreciably at the beginning and then reduces，while the maximal shear stress reduces appreciably at the beginning and then increases．So the width of double side skin is not the bigger，the better，but exists an optimum value，here，the ultimate bending moment and maximal shear stress can both reach the optimum values．For the bulk carrier of this paper，the optimum value is about 1.50m．5 Conclusions and suggestionThe following conclusions can be obtained by comparing the difference of two structures center on reliability：(1)For the bulk carriers，the broadside is one of the most slender structures．It endures multiple actions such as shear force，torsion moment and local stress etc．The shear strength of side can be enhanced greatly by remoulding the bulk carrier to double hull structure．It can be made out from this paper，the shear stress of side can be decreased to half of primary structure’s (decreased from 76.987N/ to 39.036N/ )by leading in double hull structure，the shear 2m2strength of side is to be enhanced；(2)Capability resistance to bending can be enhanced to some extent by the double hull structure．The increased extent of reliability index of sagging and hogging is equal on the whole，it is increased 0.021 at hogging，and increased0.024at sagging．According to the example，the ultimate bending moment increased 2.8％（ increased from 3.662x kN·m to 6103.765x kN， m)； 。610(3) When the width of double side skin increased from 1．20m to 1．80m the ultimate bending moment increased at the beginning and then reduced，while the maximal shear stress reduced at the beginning and then increased，so there is an optimum value．It should be noticed，from 1.20m to 1.50m ，the width of double side skin increased 2％ ，but the change extend of shear stress and ultimate bending moment is less than 1/10 of the change of width．At the same time， the cost of ship is increased if the double hull structure is introduced．for this paper，when the width of double side skin is 1.20m，1.50m，1.80m，the cost increased respectively 6％ ，6.5％ and 6.4％.Otherwise，the storage capacity will decrease by introducing double hull structure，the storage capacity decrease about 3％ when the width of double side skin is 1．20m．decrease about 4.5％ when the width of double side skin is 1.50m and 5.8％ when 1.80m．so the width of double side skin need not select the optimum value from the point of economical efficiency．For this paper ,the optimum value calculated is 1.50m，compare to 1.20m，the change extent of ultimate bending moment and maximal shear stress is only 0.2％．while the cost increased 0.5％，at the same time，the storage capacity decreased 1.5％．So the selection of the width is an integrated problem，structure strength，economical efficiency，construction requirement and many other aspects should be considered，the width of double side skin should be tried to dwindle after meeting the requirement of structure strength and construction condition．No need to select the optimum value．外文譯文單雙舷側散貨船結構可靠性分析專業(yè)論文[摘要]：采用按隨機過程確定的載荷組合彎矩和雙舷側兩種結構分別計算船舶的極限彎矩和最大剪應力，進行可靠性評估，結果表明雙舷側結構可以大幅減小舷側的剪應力，并在一定程度上提高了總縱強度；最后分析了雙舷側寬度對極限彎矩和最大剪應力的影響，提出了選取雙舷側寬度值的建議。[關鍵詞] ：散貨船；單舷側；雙舷側；可靠性1 介紹由物流管理信息系統(tǒng)的傷亡數據庫顯示,結構破壞導致了19%的經濟損失和74%的散貨船事故,所以在目前的結構可靠性研究中關注結構破壞事件顯得合情合理。統(tǒng)計數據還顯示,散貨船傷亡人數中的70%都是由于舷側破壞導致進水;艙口蓋和艙口圍板的破壞導致進水;前端部分進水。它表明對前端和舷側的抗彎強度的可靠性評估對散貨船安全有很大幫助。在本文介紹單體散貨船改造為雙體船的船舶結構。比較兩個結構形式的可靠性,結果表明,在雙殼散貨船中舷側的剪切應力已經減少了很多,結構破壞的概率卻降低了;雙殼結構形成箱,增強了扭轉剛度同時避免舷側外板的改變。使用雙殼結構對提高舷側外板的強度和確保船只的安全是一個有用的方法,而對縱向強度的影響很小。2 組合彎矩靜水和波浪彎矩的計算是用來評估總縱強度,并結合彎矩用作總縱向彎矩的船體。在靜水彎矩是隨不同的加載條件改變。即使在同一加載條件，負載的價格和工作時間由于不同的負載配置和航行時間而被修改,所以它應當被視為隨機過程。波浪彎矩是指負載加載在有波浪的船體,它可以被視為設計生命周期中的隨機過程,因為波浪的隨機性。對于實際的船規(guī)如中國CCS、挪威DNV、和國際船級社的SII,其方法是管理靜水和波浪彎矩的最大值是添加兩個加載,即在設計生命周期中出現的兩個最大值。同時靜水和波浪彎矩不能被視為隨機過程但可以是隨機變量.其表明該組合方法在實際船舶標準中是比較保守的。本文采用的是Moan 是波浪系數。bCw(12)????3/23/210.7530/1010303510.75350/1 0LLw? ???????????????? 最大波浪彎矩在設計生命周期 是,woM（13）?20.1(0.7)(),.9 ()wBCLsaginwo hoiM??? 所以 和 的單殼船體結構可以得到（如表.3 顯示）。,so,結合在下垂和中拱的因素可以由 Matlib 程序計算, =0.7214(sagging): w?=0.6697(hogging).w?表.3 最大靜水彎矩 和波浪彎矩 (單位 kN·m),soM,wo在本文的計算是進行基礎的雙殼改造,所以兩種結構的主尺度沒有多大區(qū)別,但雙殼結構的設計草案有適當的相應增加，根據公式(11)到(13),影響組合因素是船的主尺度是長度,船寬和方形系數而設計草案沒有影響到它,所以組合系數的兩種結構是平等的。該方法在 Ref,第2章,第七節(jié)用于本文,計算最終彎矩的兩種結構，然后獲得定義為預期價值的極限彎矩 ，估計 的不確定性和不確定性的模型來體現在隨機變量 。根uMu u?據規(guī)定舷側的剪切應力在(2001)、船舶結構的分冊,第2部分,第2章，計算舷側的最大剪切應力。根據“Manhai”的相關數據,最大剪切應力出現在船舶到達港口時的隔艙壁載荷,火焰號碼是75,最大剪切力 。驗證表明, 在下垂位置處的靜水剪切和波浪剪4.5710sFkN??切的總和是最大的,其值為 結果的細節(jié)顯示在表.4:6表.4 極限彎矩和最大剪切應力可靠性指標的單殼散貨船總縱向彎矩的條件下中拱是使用遺傳算法計算, β=5.356；這里， =0.048； ,=0.764； =0.978； =97282.9kN·m；u?wnl?sM。51.680wMkNm??A可靠性指標的下垂是：β=4.680； =0.101； =0.762； =1.052 =2.700xuw?nl sMkN·m； 。505.791wk可靠性指標的雙殼散貨船總縱向彎矩的條件下中拱是：β=5.37l； =0.048； =0.764； =0.978; =97303.01kN·m；u?wnl?s。51.6890wMkNm??A可靠性指標的下垂是：β=4.847； =0.0.098； =0.763； =1.053 =2.705xuw?nlsMkN·m； 。505.7421wk上面的結果顯示,抗彎曲能力能提高船體改造為雙殼結構,但太過時。通過雙殼雙殼結構，一側的剪切應力可以減少到原來主要結構的的一半(50.7%),所以提高其抗剪強度的結果是顯而易見的。4 雙舷側的寬度雙舷側寬度的選擇指的是多方面的,如結構、成本和施工等。在這里,討論影響結果引發(fā)的寬度,在本文，1.20米、1.35米、1.50米、1.65米和1.80米用作雙舷側的寬度,極限彎矩和最大剪切應力分別計算，而其他條件都不變的計算過程是相同的情況1.20 m。極限彎矩和最大剪切應力顯示在表.5，相關曲線的極限彎矩和最大剪切應力是圖.3 所示。表.5 雙舷側寬度的影響圖.3 極限彎矩和最大剪切應力對雙舷側的影響表.5和圖.3可以看出,當雙舷側的寬度增加時,中性軸的位置減少,極限彎矩開始明顯地增加,而后又減少,而最大剪切應力剛開始明顯地降低,而后開始增加。所以雙舷側的寬度不是越大,效果越好,而是存在一個最佳值,在這里,極限彎矩和最大剪切應力都能達到最優(yōu)值。對于本文的散貨船,最優(yōu)值約為1.50米。5 結論和建議以下結論可以在可靠性上通過比較兩種結構中心的差異:(1) 對散貨船,舷側是其中最細長的結構，存到多個操作如剪切力、扭矩和局部應力等。通過重塑散貨船為雙殼結構，舷側的抗剪強度能大大提高。它可以從本文得出,舷側的剪切應力可以減少到主要結構的一半(從 76.987N/ 減少到39.036N/ )2m2m通過引入雙殼結構,其抗剪強度的一邊是要增強的；(2) 性能在某種程度上可以增強雙殼結構的抗彎曲性，中垂和中拱的可靠性指標的增加程度總體上是相等的，在中拱它是增加0.021,而在中垂增加了0.024。根據示例中,極限彎矩增加了2.8%(從3.662× kN·m增加到3.765× kN)；610610(3) 當雙舷側的寬度從1.20m增加到1.80m，最終的彎矩開始先增加然后減少,而最大剪切應力先下降然后增加,所以有一個最佳價值。應該注意到,從1.20米到1.50米,雙舷側的寬度增加了2%,但是更改的剪切應力和極限彎矩的延伸不到寬度的改變的1/10。與此同時, 如果是雙殼結構，介紹了船舶成本的增加。本文中，當雙舷側的寬度是1.20米、1.50米、1.80米，成本分別增加了6%、6.5%和6.4%。另外,通過引入雙殼結構后存儲容量會降低, 當雙舷側寬度是1.20 m時存儲容量減少約3%，當雙舷側的寬度是1.50米時減少約4.5%和當1.80米時減少5.8%。所以雙舷側的寬度不需要選擇最優(yōu)值的一點來自于經濟效率。對于本文，最優(yōu)價值計算是1.50米，與1.20米相比,極限彎矩和最大剪切應力的變化程度只有0.2%。雖然成本增加了0.5%,同時,但存儲容量下降了1.5%。所以寬度的選擇是一個綜合的問題,結構強度、經濟效益、施工要求和許多其他方面應該考慮, 在會議后結構強度和施工條件的需求下雙舷側的寬度應該盡量減少，不需要選擇最優(yōu)值。畢業(yè)論文（設計）開題報告題 目： 散貨船快速性研究 學 院： 船舶與建筑工程學院 學生姓名：專 業(yè)：班 級：指導教師：起止日期：畢業(yè)論文（設計）開題報告1、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據和意義1.散貨船的發(fā)展歷史20 世紀 50 年代以前沒有專用散貨船，都是用普通雜貨船運輸散貨。糧食、水泥等散貨的流動性比液體小，都有一定的休止角，因而裝這些散貨時在艙口圍扳內裝滿后，艙口四周的甲板下仍留有一個棋形空檔。船在海上發(fā)生橫搖后，散貨流向空檔，形成橫貫整個船寬的自由表面。出現較大橫搖時散貨將流向一舷，船隨即橫傾，在風浪中很容易發(fā)生傾覆事故。據統(tǒng)計，20 世紀 50 年代全世界有 150 余艘運送散貨的船發(fā)生海損事故。為了解決這個安全問題，才逐步形成了現在廣泛應用的典型專用散貨船結構型式：兩舷布置底邊艙加高艙口圍板以保證滿艙，兩舷布置底邊艙便于清艙，也能增加抗沉性；雙層底和四個邊艙區(qū)采用縱骨架式結構以保證船體總縱強度，兩舷邊艙之間水線附近的總縱彎曲應力很小，采用結構比較簡單的橫骨架式結構：兩個貨艙口之間的甲板不參與保證總縱強度，這里的甲板板明顯地比艙口線以外的甲板板薄，骨架也減弱。典型專用散貨船的出現，較好地解決了散貨流動問題，改善了散貨運輸的安全性，使海上散貨船運輸進入一個新的發(fā)展階段。在隨后的幾十年里散貨船得到了迅速發(fā)展，1960 年只有1/4 的散貨由單甲板承運，而自 1980 年以來，幾乎所有的散貨都由專用的散貨船承運。20 世紀 80 年代中期以后，散貨船船體損傷引起的沉船事故逐漸增多，散貨船的安全問題再度受到世人關注，目前已經出現了雙殼體結構散貨船，雖然雙殼體散貨船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、經濟和運營優(yōu)勢越來越得到航運界的認同，散貨船的雙殼化己是大勢所趨。2.國內外散貨船發(fā)展現狀及需求自從20世紀50年代中期，由遮蔽甲板船發(fā)展而來的散貨船技入營運以來，散貨船隊經過五十多年的發(fā)展，已經成為世界海上運輸中一股舉足輕重的運輸力量。據1992年初的統(tǒng)計，全世界共有干散貨船4846艘、21590萬載重噸；到1995年1月1日，整個世界散貨船隊300總噸以上的船舶己達5342艘，計21890萬載重噸。另外還有ORE/BULK/OIL（OBO）型船239艘，2690萬載重噸；1998年底，全球共有1萬噸以上的散貨船5518艘，總載重量26550萬噸，約占商船總噸位的34.2%。在“9.11”恐怖事件和全球經濟低迷的影響下，2002年世界船運市場不景氣，到2002年底，世界上共有散貨船5779艘，總計約26300萬載重噸，約占世界商船總量的1/3。進入2003年之后，國際造船市場和航運市場持續(xù)好轉，全球新船訂造異?；钴S，世界新船訂單量大幅增長，全年造船產量也突破了歷史最高紀錄。2003年世界新船成交量、手持訂單量和造船產量三大造船指標突破歷史最高紀錄，散貨船新船訂造量比上一年同期增長24%左右。而散貨船的發(fā)展趨勢主要體現在雙殼化、大型化、快速性、多用途化、使同年限增長、環(huán)保和自動化程度提高等幾個方面。 在國內，散貨運輸約占貨運量的40%，日益發(fā)展的散貨船隊在能源運輸、國際貿易中是一支主力軍，在國民經濟發(fā)展中占有重要地位。從船隊結構情況看，我國干散貨船隊船舶噸位偏小，平均載重噸低于世界平均水平，其中2萬~5萬噸散貨船約占43%。而且這些2萬~5萬噸散貨船船齡老化情況比較嚴重：從船隊規(guī)模看，2000年以前2萬~5萬噸散貨船的數量基本滿足國內運輸需要，2000年后隨看貨運量的增加，尤其是我國礦石的進口量近兒年的持續(xù)快速增加，極大地增加了散貨船貨運量。因此，我國船隊最近幾年應加快老齡散貨船的更新及大型散貨船的建造，以適應我國經濟發(fā)展的需求。 在國內，散貨運輸約占貨運量的40%，日益發(fā)展的散貨船隊在能源運輸、國際貿易中是一支主力軍，在國民經濟發(fā)展中占有重要地位。從船隊結構情況看，我國干散貨船隊船舶噸位偏小，平均載重噸低于世界平均水平，其中2萬~5萬噸散貨船約占43%(以載重噸計)。而且這些2萬~5萬噸散貨船船齡老化情況比較嚴重：從船隊規(guī)?？?，2000年以前2萬~5萬噸散貨船的數量基本滿足國內運輸需要，2000年后隨看貨運量的增加，尤其是我國礦石的進口量近兒年的持續(xù)快速增加，極大地增加了散貨船貨運量。因此，我國船隊最近幾年應加快老齡散貨船的更新及大型散貨船的建造，以適應我國經濟發(fā)展的需求。 3.選題的意義：隨著世界經濟的發(fā)展，散貨船運輸在經濟發(fā)展中的作用日益重要。要實現我國成為世界第一造船大國的目標，首先就要在產量上超過日本和韓國，為此應該把噸位大、技術難度小、已形成優(yōu)勢的三大主力船型之一的散貨船作為發(fā)展的重點，加大投入，增加技術儲備，積極參與國際競爭。目前國內的各大船廠都在努力打造自己的品牌船型，像上海滬東船廠設計被譽為“中國滬東型”的7.4萬噸散貨船、上海外高橋造船廠開發(fā)建造的17.5萬噸好望角型散貨船、渤海船舶重工有限責任公司的17.4萬噸雙殼體散貨船等都是國際上極具競爭力的散貨船型。目前國內外的散貨船需求大增，我們應該抓住機遇，加快散貨船的建造和運輸的發(fā)展，為我國的經濟建設服務。而對于散貨船的設計開發(fā)中，對載重量要求的提高外，對快速性這一方面的的要求也再不斷的提升，故而對其研究是比較重要的一環(huán)。雖然近些年來石油價格有漲有落，但適當提高航速有利于提高運輸的經濟性，所以近幾年建造的散貨船服務航速略有提高。以好望角型散貨船為例，七、八年前有些好望角型散貨船的服務航速尚有13.5節(jié)或14節(jié)的，但近年建造的好望角型散貨船的服務航速都在14.5節(jié)以上，最近不少船東都要求服務航速達到15節(jié)以上。因此，在船舶初投資增加不多的條件下，如何提高船舶載重量和服務航速是開發(fā)好望角型散貨船的一個重要研究課題，也是一個較難解決的課題，所以當前世界上對新的大型散貨船的研究開發(fā)中，大方形系數線型快速性和結構設計中減輕船體重量已成為重要的研究內容。 2、研究的基本內容，擬解決的主要問題：一）總布置圖設計二）重量重心計算、浮態(tài)及初穩(wěn)性計算三）阻力估算四）螺旋槳設計3、研究步驟、方法及措施步驟：（1）開題報告（2）文獻綜述（3）外文翻譯（4）完成設計任務（5）設計總結方法及措施：利用自己所學的船舶專業(yè)知識，結合完成《船舶快速性》課程設計時方法，以及課后對散貨船及快速性的學習和了解完成此次設計任務。[參考文獻][1] 王公衡.船舶推進[M].上海：上海交通大學教材供應科，1959. 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Sym.on Naval Hydrodynamics,1968.7th[18] 哈爾濱船舶工程學院.荷蘭船模水池B型螺旋槳系列新圖譜[M].[19] 盛振邦，劉應中.船舶設計原理[M].上海：上海交通大學出版社，2004[20] 應業(yè)炬，趙連.船舶快速性[M].人民交通出版社，2007.4、研究工作進度：1、11.2~11.20 總布置圖設計2、11.21~12.1 重量重心計算3、12.2~12.15 散貨船浮態(tài)及初穩(wěn)性計算 4、12.16~1.20 螺旋槳設計5、1.21~4.7 撰寫畢業(yè)論文六、教研室評議意見： 同意開題教研室（系）主任： 2012 年 11 月 日七、院領導審核意見：1．√通過； 2．完善后通過；３．未通過 負責人： 2012 年 11 月 日 畢業(yè)論文（設計）文獻綜述題 目： 散貨船快速性研究 學 院： 船舶與建筑工程學院 學生姓名：專 業(yè)：班 級：指導教師：起止日期：年 9 月 15 日船舶快速性研究文獻綜述一、 散貨船概述散貨船，又稱干散貨船，是散裝貨船簡稱，是專門用來運輸不加包扎的貨物，如煤炭、礦石、木材、牲畜、谷物等大宗干散貨物的船舶。因為干散貨船的貨種單一，不需要包裝成捆、成包、成箱的裝載運輸，不怕擠壓，便于裝卸，所以都是單甲板船?？傒d重量在50000噸以上的，一般不裝起貨設備。由于谷物、煤和礦砂等的積載因數相差很大，所要求的貨艙容積的大小、船體的結構、布置和設備等許多方面都有所不同。因此，一般習慣上僅把裝載糧食、煤等貨物積載因數相近的船舶，稱為散裝貨船。而用于糧食、煤、礦砂等大宗散貨的船通常分為如下幾個級別。（1）總載重量DW 為150000噸級左右的散貨船，稱為好望角型船。該船型以運輸鐵礦石為主，由于尺度限制不可能通過巴拿馬運河和蘇伊士運河，需繞行好望角和合恩角，臺灣省稱之為“海岬” 型。由于近年蘇伊士運河當局已放寬通過運河船舶的吃水限制，該型船多可滿載通過該運河。（2）總載重量DW 為60000噸級，通常稱為巴拿馬型。顧名思義，該型船是指在滿載情況下可以通過巴拿馬運河的最大型散貨船，即主要滿足船舶總長不超過274.32米，型寬不超過32.30米的運河通航有關規(guī)定。根據需要，調整船舶的尺度、船型及結構來改變載重量。（3）總載重量DW 為35000噸級- 40000噸級的散貨船，稱為輕便型散貨船。其中超過４萬噸的船舶又被稱為大靈便型散貨船。眾所周知，干散貨是海運的大宗貨物，這些噸位相對較小的船舶具有較強的對航道、運河及港口的適應性，載重噸量適中，且多配有起卸貨設備，營運方便靈活，吃水較淺，世界上各港口基本都可以?？?，因而被稱之為“靈便型” 。（4）總載重量DW 為20000噸級一27000噸級，稱為小型散貨船?？神側嗣绹宕蠛吹淖畲蟠?。最大船長不超過222.5米，最大船寬小于23.1米，最大吃水要小于7.925米。用于運輸礦砂的船，由于載重量越大，運輸成本越低，目前，礦砂船最小的總載重量為57000噸；最大的為260000噸；大多數為12000噸- 150000噸左右。由于船型高大，在高潮時岸上的起貨設備的高度往往不夠高。因此，這種礦砂船在裝卸貨的同時，利用壓載水的多少來調節(jié)船舶吃水高低。（5）大湖型散貨船：是指經由圣勞倫斯水道航行于美國、加拿大交界處五大湖區(qū)的散貨船，以承運煤炭、鐵礦石和糧食為主。該型船尺度上要滿足圣勞倫斯水道通航要求，船舶總長不超過222.50米，型寬不超過23.16米，且橋樓任何部分不得伸出船體外，吃水不得超過各大水域最大允許吃水，桅桿頂端距水面高度不得超過35.66米，該型船一般在３萬噸左右，大多配有起卸貨設備。二、本課題研究的背景及意義隨著06年爆發(fā)的經濟危機之后，全球的經濟一直是不太景氣，處在緩慢的回升或停滯不前的狀態(tài)中，在這前提下，人們更加重視成本和效率，力求以最小付出換取最大利潤。而對于全球進出口運輸中，船舶運輸占據其運輸量的大部分，而散貨船的運輸量又是占據船舶運輸中的大部分，故而對散貨船的設計要求越來越高，特別其快速性方面。中國一直是進出口大國，很依賴海上運輸通道，其作用直接影響著中國的經濟命脈。而在各類船型中，散貨船占據著重要的地位，故而散貨船快速性研究是非常重要和必要的。綜合船東對散貨船營運效率，船舶的油耗，以及對海洋生態(tài)的保護，現代對船舶性能的研究主要集中在對船舶快速性的研究。三、散貨船快速性研究分析散貨船快速性研究與船舶設計其實本質上是包含關系，船舶的設計其實本身就包含了對快速性的研究、設計，故而其研究方式和其是一樣的，分階段進行的。需要在深入分析任務書和廣泛調查研究的基礎上，從全局出發(fā)，提出各種可行方案。通過繪圖和計算得出有關的技術、經濟或其他指標，確定一個或者幾個能滿足任務書要求的設計方案及其技術、經濟論證數據，提交有關方面審查討論。這個階段的研究工作雖然是非?；A的，但這是后續(xù)散貨船船型設計的基礎，所以一定要確?？焖傩詳祿嬎愕恼_性以及總布置和結構設計的合理性。經過研究散貨船的類型等方面的要求，將初步設計劃分成以下幾個部分：一、散貨船主尺度的確定二、型線圖和總布置圖的設計三、重量重心計算四、散貨船浮態(tài)及初穩(wěn)性計算五、螺旋槳設計葉永心. 在文獻[12] 中簡要的介紹了在中國船舶科學研究中心發(fā)展的升力線設計及性能預報兩類程序,進而介紹了它們在艦船設計方面的應用,包括估算螺旋槳最佳直徑、最佳轉速、求最大航速、通過葉梢減載來控制空泡與激振力,以及改變轂徑比對性能的影響等。另一方面的應用是預報螺旋槳的敞水特性,本文給出了四只螺旋槳的理論預報值及其與模型試驗結果的比較,還預報了兩只槳在非均勻流場中單個葉片的推力與轉矩脈動、推力偏心度。最后應用升力線預報程序預報了切割槳直徑后的性能,與模型試驗結果作了比較,吻合甚好。孫勤，顧蘊德，鄭淑珍在文獻[ 6 ]中探討了串列螺旋槳的模型系列試驗和圖譜設計方法，探討了串列漿的重要參數(包括槳距比、葉錯角以及前后槳的直徑、螺距分布和配合、葉型和葉輪廓等)對其性能的影響,發(fā)表了兩組串列螺旋槳系列試驗圖譜CLB4-40-2和CLB4-55-2,并給出了用圖譜方法設計串列螺旋槳的框圖。 對于直徑不受限制的情況:在(1/2)B_p≥4時,串列槳的效率比相近盤面比的普通槳略高,最佳直徑減少4％以上;對于直徑受限制的情況:在(1/2)B_p≥4時,串列槳效率皆較相近盤面比的普通單槳為高,其效率增加量隨功率系數(2/1)B_p的增大或直徑系數δ的減小而增加。而串列螺旋槳是安裝在同一軸上、同方向轉動的兩只特定的普通螺旋槳組。與普通槳相比,它對船體、尾軸幾乎沒有更多的要求, 從制造、安裝和使用方面看, 也易于推廣差不多對現有營運船舶不作任何處理就能裝置串列螺旋槳。在非常規(guī)的船用推進方式中,它是最簡單的一種。應業(yè)炬，趙連在文獻[20] 中的船舶快速性中，著重講解了在船舶阻力q-，依次討論阻力的成因、主要特性，確定阻力的方法和減小阻力的途徑；對阻力相似定律、船模阻力試驗、船型對阻力的影響等重要問題都進行了比較細致的探討；此外，還扼要介紹了各類高速船舶的阻力特點。船舶推進以螺旋槳推進為主，除闡述螺旋槳的基本原理、幾何特征、水動力性能、船體與螺旋槳的相互影響、空泡現象及槳葉強度外，著重討論螺旋槳的圖譜設計及船．機一槳的配合問題；對螺旋槳的理論設計方法也作了必要的介紹，此外還概略介紹了普通螺旋槳以外的特種推進裝置。E C Astagneto,P G Maioli. 在文獻[17]中介紹了鏈傳動具有傳動效率高、承載能力強、可實現遠距離傳動等諸多優(yōu)點,廣泛應用于農業(yè)、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工、汽車、紡織以及印刷包裝等各種機械的動力傳動中在各種工程應用中不斷向高速、高精度方向發(fā)展,針對高速鏈傳動系統(tǒng)的動力學研究已成為該領域的熱點之一.鏈傳動在工程應用中主要有等速鏈傳動和步進鏈傳動兩類.本文主要研究以上兩類鏈傳動系統(tǒng)在中若干動力學基礎問題.論文取得如下主要研究成果:提出并建立了以鏈系統(tǒng)中心距、與鏈條緊邊兩端第一個滾子嚙合接觸的主、從動鏈輪齒的位置角為基本參數,適用于任意結構參數下具有緊邊與松邊的完整滾子鏈系統(tǒng)的一般參數化動力學模型.模型中計輸入軸扭轉彈性、鏈節(jié)拉伸彈性、鏈節(jié)慣性力、重力以及從動軸阻力矩等多種因素的影響較好地模擬滾子鏈傳動系統(tǒng)動態(tài)響應行為,為揭示各種中高速鏈傳動系統(tǒng)的動力學特性提供一種有效的方法. 基于該參數化模型,研究并歸納了多邊形效應、嚙合沖擊以及鏈節(jié)間隙,扭轉振動、鏈條緊邊與松邊振動及鏈條動態(tài)張力變化的影響規(guī)律.研究表明嚙合沖擊會激起鏈傳動系統(tǒng)高階諧波振動成分;間隙將導致直接參與嚙合作用的鏈節(jié)沖擊振動幅值等。四、 總結船舶快速性研究的過程實際上是一個科學的研究、論證的過程，它是船舶設計的重要組成成分。設計過程是一項涉及面很廣的復雜工作，對設計的要求也是多方面的。在本文的第三部分中對快速性研究的內容做了粗略的劃分，其實際工作內容還包括很多的方面。設計的主要依據是按照設計任務的要求和相關規(guī)范的要求來嚴格的執(zhí)行，以達到主要技術形態(tài)的參數和指標的可靠性。其總體布置設計對散貨船的快速性有十分重要的影響，不僅涉及面廣而且貫穿了船舶設計的各個階段。總之船舶快速性研究的過程需要設計者結合實際情況和需要，進行創(chuàng)造性的工作。[參考文獻][1] 王公衡.船舶推進[M].上海：上海交通大學教材供應科，1959. [2] 盛振邦.船舶推進[M].北京：北京科學教育編輯室，1963.[3] W P A Van Lammeren， J D Van Menen and M W C Oosterveld.The Wageningen B-Screw Series[M].SNAME，1969.[4] 金平仲.噴水推進的應用及主要參數的選擇[J].艦船科研與設計，1975，(1):25-34[5] 王國強，劉岳元，曹梅亮,等.簡易導管螺旋槳[J].中國造船.1978，(63):59-73[6] 孫勤，顧蘊德，鄭淑珍.串列螺旋槳的模型系列試驗和圖譜設計方法[J].中國造船，1979，(3):12-19[7] 張佐厚，胡志安.船舶推進[M].北京：國防工業(yè)出版社，1980.[8] 盛振邦，楊家盛，柴樣業(yè).中國船用螺旋槳系列試驗圖譜集[M].北京：中國造船編輯部出版，1983.[9] 王國強，盛振邦.船舶推進[M].北京：國防工業(yè)出版社，1985.[10] 董世湯.船舶螺旋槳理論[M].上海：上海交通大學出版社，1985.[11] 何友聲，王國強.螺旋槳激振力[M].上海：上海交通大學出版社，1987.[12] 葉永心.螺旋槳升力線理論設計計算程序[J].艦船性能研究，1978，(4):51-55[13] 王國強，盛振邦.船舶推進（修訂版）[M].上海：上海交通大學出版社，1995.[14] K N Kramer.The Induced Efficiency of Optimum Propellers Having a Finite Number of Blades.NACA[M]，1939，T.M.884.[15] W Lerbs.Moderately Loaded Propellers with a Finite Number of Blades and an Arbitrary Distribution of Circulation[M].SNAME，1952.[16] W B Morgen，J W Wrench.Some Computational Aspects of Propeller Design[M] .Methods in Computational Physics，1965 [17] E C Astagneto,P G Maioli.Theoretical and Experimental Study on the Dynamics of Hydrofoils as Applied to Naval Propellers[M]. Sym.on Naval 7thHydrodynamics,1968.[18] 哈爾濱船舶工程學院.荷蘭船模水池B型螺旋槳系列新圖譜[M].[19] 盛振邦，劉應中.船舶設計原理[M].上海：上海交通大學出版社，2004[20] 應業(yè)炬，趙連.船舶快速性[M]. 人民交通出版社，2007.