大型油船主尺度和重量经验公式
船舶结构与货运,计算公式,总结
船舶货运必记计算公式201410理工大张老师总结复习建议：做简单的计算题，少做或不做复杂题。
考试计算题量约为15题。
1．重量计算SB C G NDW DW L L +++∑++Δ=+Δ=ΔVsg G s 242×=2．应用TPC WA TPC ρ01.0=TPCP d 100=δ)(4000)(40m TPCcm TPC FWA Δ=Δ=)(402ρρδ−=s FWA d 估算：1212d d ρρ=dd d m m δ±=13．平均吃水估算：)(21A F m d d d +=纵倾：L x d d d d d f A F A F m )—()(21++=拱垂：t L x d d d d bpf A F m ⋅+++=⊗)6(814．客积计算：NDWV ch=μQV SF ch =QV SF C ='bsC SF SF —1'=bsC ch C V V —1=SFF S SF V V V C ch C ch bs ′−=−=满舱满载：chH H L L V P SF P SF =×+×NDWP P H L =+5．稳性：GZg MR××Δ=初稳性方程式：θsin ×××Δ=GM g M R KGKM KG BM KB GM −=−+=gb z r z −+=VI r x =iii P z P KG ∑∑=KGGM δδ−=GMGM GM δ±=1垂移、悬挂：Δ=Pz GM δ装卸：Pz KG P GM P ±Δ−±=)(δ)2(112GM z d d P GM GM p −−++ΔΔ+=δ自由液面：Δ⋅=xf i GM ρδ矩形：3121ab i x =梯形：))((481222121b b b b a i x ++=等腰三角形：3481abi x =直角三角形：3361ab i x =）TPC d S S 01(100ρρρρδ−Δ=圆形：441r i x ⋅=π椭圆：341ab i x π=设纵舱壁：）n i n i xoxn 等分(12=互换：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⋅=⋅Δ⋅−=L L H H L H SF P SF P z ）P （P GM δ横移：GM pytg ⋅Δ=θ装卸：11GM y p tg p ⋅Δ⋅=θ装卸（重大件）：11GM y p py tg b b ⋅Δ⋅+=θ大倾角稳性：θSin KG KN KH KN GZ ⋅−=−=Wh W h l l M M K minmin ==Ww w W Z A P M ⋅⋅=gM l W W ⋅Δ=横摇周期：GMKG B fT 22458.0×+=θ或GMB f T ⋅=θ剩余稳性力臂MS ：θSin GM GZ MS ⋅−=6．抗沉性渗透率：体积V Vv 1=μ面积aa a 0=μ许可舱长：F l l F P ⋅=破舱稳性：g b GM GM ⋅ΔΔ=1进水重量：LBDP v ⋅⋅⋅=δμρ进水速率：hH F Q −=μ43.47．强度：每货舱货物重量计算：调整值±Σ⋅Σ=Q V V P chichii 拱垂值：m m d d −=⊗δ局部强度：允许值上甲板：SFgH r H g P C cC ⋅⋅=α或 1.5t /m 2,14.7kP a货舱：cC d r H g P ⋅⋅=或：)(72.0αkP H g P d d ⋅⋅=实际：'dd P P ≤)(2min m P PA d=7．吃水差：MTCM t L 100=δMTCx x g t b g 100)(−⋅Δ=δtt t δ+=1装卸：MTCx x g P t f P 100)(−⋅⋅=δ移动：MTCxPg t 100⋅=δ装卸后：tLx TPC p d d d d d fF Fm F F δδδ⋅−+±=++=)21(1001tLx TPC p d d d d d fA Am A A δδδ⋅+−±=++=)21(1001IMO 要求：⎩⎨⎧+≥≥≤202.0025.0150min min L d L d mL m F (m)⎩⎨⎧+≥+≥>202.02012.0150min min L d L d mL m F （m ）吃水差比尺：100'Pd d F F ±⋅=δδ100'Pd d A A ±⋅=δδ8．系固道数：MSLPN y =9．谷物稳性计算：GMg M tg u⋅⋅Δ='θ∑⋅=ivivi u SF M C M '⎪⎩⎪⎨⎧=12.106.100.1vi C g M uO ⋅Δ='λ0408.0λλ×=404040λ−=′GZ Z G 10.固体散货:最大吃水：a W d D H D D −+=max 最小吃水：潮高安全距离机船W H h h H D ′++−=21min 排水量的水密度修正1025.1Δ=Δρ装卸量计算：装：)()(F F A A G G Q −Δ−−Δ=卸：)()(A A F F G G Q −Δ−−Δ=11.油量计算：膨胀余量：tf t f VV δδδ⋅+⋅=1最大装油体积：VV V t a t δ−=.换算：⎪⎩⎪⎨⎧+=−=)44.4(00096.160/60.54/15.20020γραρF G S C G S )20(20−−=t t γρρ空档修正：横向θtg AC AB ⋅=纵向Lt AC AB ⋅=空档高度=测量值AB±油轮要求：⎩⎨⎧<+>⊗Lt m L d m015.011)(202.0油温测量：53dm u t t t t ++=油量计算：2020)0011.0(V m ⋅−=ρ2020V F m ⋅⋅=ρ以第2式为准。
船舶吨位的定义和计算公式
船舶吨位的定义和计算公式船舶吨位(Ship|s Tonnage)船舶吨位是船舶大小的计量单位，可分为重量吨位和容积吨位两种。
用重量来算吨位：通常是按船体在水中部分的容积,即以排水量来计算,海水每35立方米尺重1吨(或每0.9756立方米重1公吨),由此即可算出船舶的排水量吨位(Displacement tonnage).排水量吨位有轻载和满载之分,轻载排水量吨位只包括船体,全船的机器和设备以及压舱物等;而满载还须加上所装的货物,旅客,行李,燃料,物料,淡水等,满载排水量减减去轻载排水量后的余数,也就是船舶的载重吨位(Deadweight tonnage).用容积来算吨位：轮船的总吨位与船舶的重量完全无关,它是以船舶的容积来计算的.它以英制100立方尺或公制2.83立方米为1吨,两者计算出来的结果是一样的.所以总吨没有公制与英制的区别,它的计算方法是丈量舰艇各部围蔽空间的容积,如用英尺量的话,就以容积的总和用不100除;如用公尺量,则除以2.83,得出的商数就是船舶的总吨位(Gross tonnage).总吨位在船舶的各种吨位中占很重要的地位,因为船舶的登记,统计等都是以它作为根据央船舶计算出总吨位后,减去驾驶室,轮机舱以及船上其他设备或工作需要的地方外,也就是凡是可以装载货物,旅客等用的空间都是净吨位(Net tonnage).船舶吨位具体计算办法(一)船舶的重量吨位(Weight Tonnage)船舶的重量吨位是表示船舶重量的一种计量单位，以1000公斤为一公吨，或以2240磅为一长吨，或以2000磅为一短吨。
目前国际上多采用公制作为计量单位。
船舶的重量吨位，又可分为排水量吨位和载重吨位两种。
(二)排水量吨位(Displacement Tonnage)排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数，也是船舶自身重量的吨数。
排水量吨位又可分为轻排水量、重排水量和实际排水量三种。
(1)轻排水量(Ligth Displacement)，又称空船排水量，是船舶本身加上船员和必要的给养物品三者重量的总和，是船舶最小限度的重量。
主船体结构初算-船ABS.
主甲板板厚的确定
• 纵骨架式，取下面三式（其中b和c根据船 长只用一式）的最大值： a.t=0.009s+2.4; b.t=s(L+48.76)/(26L+8681)，L≤183m; c.t=24.28s/(1615.4-1.1L)，L>183m; d.t=s√F/213+2.5 • 式中t为板厚，单位mm，s为纵骨间距，单 位mm。
3
主甲板板厚的确定
• 主甲板板厚t一般不小于8mm，F为甲板载 荷，单位tons/m2。 • 横骨架式，取下面三式的最大值： a. t=0.01s+2.3; b. t=s(L+45.73)/(25L+6082)。 c. t=s√F/213+2.5 • 式中t为板厚，单位mm，s为横梁间距，单 位mm。
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高强钢
• 对于甲板和外板，如果采用高强钢，可以 采用下面的公式折减： • thts=(tms-4.3)*Q+4.3 • 式中 • thts为高强钢的板厚 • tms为普通钢的板厚 • Q为折减系数，对H32， Q=0.78,H36,Q=0.72,H40,Q=0.68
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水密舱壁板厚的确定
• 水密舱壁的最小设计板厚从下面两式中取 最大值，但不应小于6mm。 • t=s √(Qh)/290+1.5 mm • t=s/200+2.5 mm • 式中h为该处到主甲板的距离。
6
货舱区甲板板厚计算
• 货舱区甲板厚从下面的两式中取最大值， 但不应低于6mm。 • t=0.00394s √h+1.5 • t=0.0047s √F+1.5 • 式中 • h为该甲板距离主甲板距离和它上一层之间 甲板的距离的大值，单位m。 • F为甲板载荷，单位ton/m2。
船舶原理公式
船舶原理公式船舶原理公式 Prepared on 22 November 2020船舶原理公式汇总第一章船型系数：水线面系数 C WP =A W /LB 中横剖面系数 C M =A M /Bd 方形系数C B =排水体积/LBd菱形系数C P =排水体积/A M L=排水体积/C M BdL=C B /CM 垂向菱形系数 C VP =排水体积\A W d=排水体积/C WP LBd=C B /C WP 排水体积符号▽ 尺度比：长宽比L/B ：与船的快速性有关船宽吃水比B/d:与船的稳性、快速性和航向稳定性有关型深吃水比D/d ：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固性以及船体的容积有关船长吃水比L/d ：与船的回转性有关，比值越小，船越短小，回转越灵活梯形法：A= ?b aydx A=l ?bydx 0=l(∑=ni yi 0-(y 0+y 3)/2) 注 (y 0+y n )/2为首尾修正项辛氏法：一法，A=1/3l(y 1+4y 2+y 3) 二法，A=3l/8(y 1+3y 2+3y 3+y 4) 计算漂心 X F =M oy /A W =?-2/2/L L xydx /?-2/2/l l ydx 其中A W =2Lδ∑yi 'M oy =2(L δ)2∑kiyi ' 所以X f =L δ∑kiyi '/∑yi '计算横剖面面积型心的垂向坐标Z a =M oy /A s =?dzydz 0/?dydz 0其中横剖面面积As=2?dydz 0Moy=2?dzydz 0又可以表达为As=2dδ∑yi ' (注意首位修正)Moy=2(l δ)2∑kiyi ' 所以可以表达为za=d δ∑kiyi '/∑yi '第二章浮心的计算dM yoz =x F A w d z dM xoy =zA w d z x F 为A w 的漂心纵向坐标排水体积对中站面yoz 的静距 M yoz =?dxfAwdz 0浮心纵向坐标x B =M yoz /▽=?d xfAwdz 0/?dAwdz 0同理可以得排水体积对基平面xoy 的静距和浮心垂向坐标Mxoy=?dzAwdz 0Zb=Mxoy/▽=?d zAwd z 0/?dAwdz 0同理根据横剖面计算排水体积和浮心位置dM yoz =x F A s d x dM xoy =z a A s d x 浮心纵向坐标Myoz=?-2/2/l l xAsdx X B =Myoz/▽=?-2/2/l l xAsdx /?-2/2/l l Asdx 浮心垂向坐标Myoz=?-2/2/l l zaAsdx z B =Mxoy/▽=?-2/2/l l zaAsdx /?-2/2/l l Asdx第三章复原力矩 M R =GZ ?BM =I T /? BML =I LF /?初稳性公式和稳性高复原力矩M R =GZ ?=GM ?φ 忽略第四章M R =GZ ?可以得到M R =GZ ?=?L 重点：静稳性曲线的特征M R =GZ ? M R =GZ ?=?L 所以M R =?L L=GM φ说明：船舶在正浮的平衡位置，静稳性臂L 对横倾角的导数等于初稳性高度GM故，对于静稳性曲线来说，其远点的切线的斜率等于初稳性高度GM第七章船舶阻力总阻力=兴波阻力+摩擦阻力+粘压阻力（漩涡阻力）R t=R w+R f+R pv估算阻力的近似方法海军系数：对于船型近似，尺度和航速相同的船舶，他们的阻力Rt和排水量及航速都有以下的关系，R t∝?2/3V2有效功率PE和排水量?已及航速V的关系P E∝?2/3V3又可以表示为C e=?2/3V3/P ECe为海军系数为排水量V为航速Kn艾亚法：单桨船C BC=双桨船C BC=艾亚法给出的对应于上述标准的有效功率P EPE=?C0*(KW)V S为静水中航行的速度C0系数可以根据长度排水量系数L/?1/3和速长比V/L这里的LS 垂线间长雷诺定律C f=R f/1/2ρv2s=f(R e) 摩擦阻力R f雷诺数R e=Lν/V ν为水运动粘性系数 V为速度傅汝德数F f=V/gl傅汝德数的比较定律Ls/= V mα1/2V s/gls=V m/glm所以得出V s=V m Lmα为模型船与实船的缩尺比相似定律：流体兴波阻力是傅汝德数的函数，因此总阻力必定是粘性阻力和兴波阻力的和，也就是雷诺数与傅汝德数的函数（不做要求）Ct=Rt/1/2ρv2s=f(Re,Fr)傅汝德假定，1假定船体总阻力可以分为独立的两部分，一是摩擦阻力，二是粘压阻力和兴波阻力，合并后为剩余阻力。
主尺度计算
载重24000DWT油船总体设计及结构计算主尺度认证本船为布置型船舶，即为重量型船舶。
通常用载重量系数法初估排水量。
因此，本设计船根据载重量法估算排水量。
本设计船载重量为24000DWT，选取20000DWT成品油船作为母型船进行新船设计。
母型船的主尺度等相关要素如下：1.拟定主尺度及方形系数根据以往设计建造的船舶，对同型船的相应数据进行统计分析，得出适当的统计公式或图表，可以用来估计主要要素的初始值。
根据小于4万吨的油船主尺度统计所以Lpp=153m所以B=27.14m所以T=9.73m所以D=14.27m所以Cb=0.696 Vs=12Kn 时所以浮心纵向位置Xb= 17(Cb-0.594)(%Lpp)=2.65m据统计分析，油船载重量系数随着油船载重量增加而增大。
如： DW ＜4万吨， 载重量系数ηDW=0.70 ~ 0.8151978年以后设计建造的油船中，由于设专用压载水舱及满足保护面积的要求，及采用双底或双壳结构、双纵壁外移等影响。
船的载重量系数略有降低。
油船载重量系数估算公式：ηDW =0.78初拟设计船主尺度等要素如下：垂线间长LPP=153m ，宽B=27.2m ，深D=14.3m ，计吃水T=9.8m ，形系数Cb=0.7，重量系数ηDW =0.78。
1.1 空船重量（Lw ）估算空船重量由船体钢料、舾装设备、机电设备等组成，等于设计排水量减去设计载重量。
随着载重量增加，空船重量占设计排水量的百分数下降，现代大型油船较先进的指标为0.13 ~ 0.16范围。
空船重量与主尺度及船型系数、技术性能、结构型式及材料、主机功率与舾装设备重量等因素有关。
计算得Lw=6588t选择B&W 公司生产的5L70MCE 型号的主机，其参数如下：表2.3 选定的主机参数主机/型号 MAN B&W 5L70MCE 额定功率 8967.00 kW 额定转速 125.00 r/min 燃油消耗率166.00g/kW·hΔ=DW/ηDW =30769t ，设计船的排水量Δ=30769t ，若在此排水量下要满足航速不小于ppsb pps b L v C L v C 165.0907.026.0948.0-=-=68.0v 0.48万吨，475.0v 0.60万吨，4≤≤≥≤≤<pp s pp sL DW LDW15kn ，则所需主机功率为：最初选定的主机是合理的。
船舶计算说明
船舶总纵强度计算一.主要数据及原始资料1.主要数据计算船长L=94.407m船宽B=17.000m水密度ρ=1.000t/m3重力加速度g=9.8m/s2计算状态满载到港2.根据完整稳定性计算书选取初始计算参数总重量W=66756.7768 kN重心纵向坐标Xg=-5.121m计算吃水吃水dm=4.956m3.确定总重量后，根据静水力曲线数据及线性插值得到浮心纵向坐标Xb=0.6721m浮心垂向坐标Zb=2.5967m漂心纵向坐标Xf=2.8279m水线面面积Aw=1500.5605m2纵稳心半径R=146.5132m二.重量分布计算1.用库尔求莫夫法计算空船重量分布船舶集度系数K取42.其它重量分布确定根据完整稳定性计算书中船总重量分布及总布置图粗略确定各部分重量分部。
3.总重量分部确定将各站重量加和，得到总重量分部曲线。
三.浮力分布计算1.第一次近水计算首吃水mxLRxxddfbgmf0875.5)2(1=--+=尾吃水mxLRxxddfbgma394.84)2(1=+--=浮力B1=66261.1192KN浮心纵向坐标Xb1=0.9757M精度检验（W-B1)/W=0.74%（Xg-Xb1）/L=0.09% 2.第二次近水计算首吃水5.1493)2(1112=--+⋅⋅-+=fbgffxLRxxagBWddρ尾吃水482.84)2(1112=+--⋅⋅-+=fbgaaxLRxxagBWddρ浮力B1= 66749.1041 KN浮心纵向坐标Xb1= 1.0258 M精度检验（W-B1)/W=0.01%（Xg-Xb1）/L=0.03% 满足精度要求。
3.计算各理论站浮力四.静水剪力与弯矩计算根据浮力分部和重力分部计算船舶荷载、剪力、弯矩，得到剪力分布和弯矩分部。
五. 静波浪剪力Nw 和弯矩Mw 计算1. 计算坦谷波波形（选择中拱状态）波长λ=L=94.407m 波高h= λ/30+2=5.15m坦谷波垂向坐标值采用余弦级数展开式计算，即)4cos 1(2cos y 2B x x λπλπτλπτ-+=得到坦谷波波线图。
货运常用公式总结讲解
dA 2
t xf LBP
横倾
dM
dFP dFS 2
dP dS 2
d AP d AS 2
任意倾斜
dM
d FP
dFS
dP
dS 6
d AP
d AS
t xf LBP
船体有拱垂变形
dM
dF
d A 6d 8
4、舷外水密度改变对吃水的修正
GG1 GM1 GM GM
GM P Z
载荷下移，重心下移，lZ取“+”，GM1增加； 载荷上移，重心上移，lZ取“－”，GM1减小。
4、船内悬挂重物对GM的影响
悬挂重物对稳性的影响：相当于将其 重心从实际位置上移到悬挂点。
包括亏舱的积载因数：
S.F2
Vch （m3/t） Q
其中：ΣQ——物的总重量（t） ΣVc——货物总的量尺体积（m3） ΣVch——货物占据的舱容（m3）
亏舱率的使用
根据量尺体积求货物占据的舱容：
Vch
Vc 1 Cbs
根据不包括亏舱SF1的积载因数求包括亏舱的积 载因数SF2
Pd
9.81 Hc c
9.81 Hc
.
9.811.2(或1.5)
中间甲板和内底板
Pd
9.81 Hd
c
9.81
Hd
没有舱容系数时候， 取1.39
重货加强时，取 0.83
4、局部强度的核算
（1）均布载荷
Pd 9.81
Pd
9.81
1200
大副货运公式
Hydrostatic curves plan—静水力曲线图I x –free surface momentBale capacity—包装舱容Coefficient of load—舱容系数Stowage factor—积载因数Δ，▽为（型）排水量F=D – d –甲板线至主甲板高或Dw=Δ-ΔL NDW=DW-∑G-C F=D-d d—设计吃水D—型深u=∑V ich÷NDW u—舱容系数SF1=Vc÷P SF2=V ch÷P V c—量尺体积V ch—包装舱容C b.s=(V ch-V c)÷V ch C b.s—亏舱率C=ΔL’-ΔL C-常数满舱满载：P轻+P重=NDW SF2轻×P轻+SF2重×P重=∑VchSF2—积载因数（包括亏舱）P i=（V ich/∑V ch）×∑Qδd=Δ×(ρ/ρ1-ρ/ρ0)÷100TPC ρ-- 标准海水密度ρ0 -- 原水域密度ρ1 -- 新水域密度δd -- 平均吃水改变量F.W.A –淡水超额量为：Δ÷（40TPC）---由海水至淡水用强度曲线衡量纵强度：∑P i X i=∣M F∣+∣M A∣拱垂值：δ=∣首尾平均吃水–船中平均吃水∣拱垂经验值：有利范围—δ< L BP/1200 正常范围—L BP/1200〈δ〈L BP/800极限范围—L BP/800〈δ〈L BP/600 危险范围—δ〉L BP/600横摇周期为15--16秒为宜，横摇周期Tθ=0.58×f×√(B²+4KG²)/GM横摇周期一般不小于9秒。
M R=9.81×Δ×GM×S inθGM=KM – KG KM=KB + BMKG=(∑P i Z i)÷Δ（省略9.81）BM=I x÷▽型I x=K×L BP×B³(m³×m)自由液面修正值：δGM=（∑ρI x）/ ▽GM1=GM –δGM少量载荷移动：δGM ={∑P i（KG-K pi）}÷(Δ+∑P i) ----增或减，改变符号稳性调整，垂向移动载荷：δGM=P i×Z i/Δ轻重货互换：P H –P L = P P H×SF H2 - P L×SF L2 = 0 P=Δ×δGM / Z打排压载水（看作少量载荷移动）：δGM={∑P i（KG-K pi）}÷(Δ+∑P i)横倾角的调整：P=(Δ×GM×tgθ)/y y 为 P 的重心横移的距离吃水差及首尾吃水：t=Δ×(X g –X b)/100MTC X b为浮心距船中距，有些船为浮心距尾柱距，注意转换X g=∑P i X i / Δd F= d M + (1/2 L BP –X f)×t/ L BPd A= d M - (1/2 L BP + X f)×t/ L BP X f为漂心距船中距d M为平均吃水少量载荷变动：（1）相当于载荷装于漂心，平行下沉或上浮：δd = P/100TPCδd为平均吃水改变量（2）然后将载荷由漂心移至X处：δt= P×(X P –X f)/100MTCX P为载荷距船中距 MTC，X f为载荷变动前的数值δd F=δd+ (1/2 L BP –X f)×δt/L BP δd A=δd- (1/2 L BP + X f)×δt/L BP载荷数量不变，纵向移动：P= 100MTC×δt/Xδt为要求的吃水差值减去调整前的吃水差值 X为载荷纵移距离，从后向前为正打排压载水为“少量载荷变动（1），（2）”中的计算方法。