實習單位：設計處 報告者：謝富百 魏偉哲 李益丞 廖芳儷 初步規劃和船體設計 實習單位：設計處 報告者：謝富百 魏偉哲 李益丞 廖芳儷
Outline 第一部份-基本設計和初步規劃原理 第二部份-初步規劃 第三部份-船體結構
第一部份-基本設計和初步規劃原理
進行船體設計、報價設計和其他細部設計等等 新船初步設計流程 設定基本性能，如：貨櫃數、船速等 船東訂單 類似船資料收集 訂定主要尺寸和一般佈置圖繪製 各項基本性能合乎設定目標? 進行船體設計、報價設計和其他細部設計等等 初步設計 YES 主要尺寸和一般佈置圖檢討及調整 NO
船體結構設計流程 基本設計資料 船舯剖面結構圖設計 船體各部位結構設計 採購鋼料 3D模型建立 結構分析(有限元素法) 繪製工作圖 Input 船舯剖面結構圖設計 船體各部位結構設計 採購鋼料 3D模型建立 結構分析(有限元素法) 繪製工作圖 轉成NC資料以供切割 Output 提供現場作業 Output
目標 貨櫃載量為4500(±50)個貨櫃 設計船長、船寬、船深 考慮所用的鋼料多寡
流程 確認設計目標條件：貨 櫃數 鋼料計算 L, B, D推定 L,B,D修訂 數量 Ok? 概略一般佈置圖繪製 佈置修訂 NO L,B,D修訂 YES 數量 Ok? 概略一般佈置圖繪製 佈置修訂 NO 資料輸入軟體，進而 推定船速 線圖繪製，計算可容納 的貨櫃數
原始 AutoCad圖 船長：259m Lbp：246.4m B：37.3m D：19.4m 貨櫃量：4514個 船速：23.7節
繪製一般佈置圖的注意事項 Lashing Bridge 艙口蓋和主甲板間的高度 SOLAS Visibility Line
SOLAS Visibility Line F.P 2 x Lbp A.P 500M
推估設計船速 主機不變 31034(kw) 輸入Tribon軟體 得出結果
計算貨櫃數 貨櫃距船殼需0.7m 作半徑為0.7M的圓 船舯 D
馬力固定 資料庫 巨集 長寬深 馬力固定 相似船型 輸入長寬深 結果
長度 長寬比 速度 Bending moment
長度與造價 (Lbp1.7 * (B+D)) BENDING MOMENT 扭轉力矩(Torque) 側板厚
寬度 深 阻力大 慣性矩 ( I ) 扶正力臂 ( GZ ) 增加載重量 結構穩定 載貨量增加
KM＝KB+BM GM＝KM-KG KB=1/2draft (FIX) BM=L * B^3 / 12V B(寬度)大 BM大 KM大 GM大 穩度名詞示意圖，GM：穩心高度；KG：真實裝載；KB：浮心高度；KM：橫向穩定中心；BM：穩定中心半徑（metacentric radius）；GB：重心到浮力的距離；GZ：扶正力臂。
GM＝KM-KG 真實裝載KG＝ 重量 重心高 力矩 輕船 WLS KGLS WLS x KGLS 貨物 WCargo KGCargo WCargo x KGCargo 壓載水 WBallast KGBallast WBallast x KGBallast 真實裝載KG＝ WLS x KGLS + WCargo x KGCargo WBallast x KGBallast WLS WCargo WBallast
原始條件 長寬深 船型 不斷取捨
第二部份-初步規劃
第一次的測試 完成的AutoCad圖 船長：296.8m Lbp：281.64m B：35.5m D：18.4m
第一次的測試(續) 船速：24.57節(pd=31058kw) 貨櫃數 In hold：1604個 On deck：3192個 total：4796個
第二次的測試 完成的AutoCad圖 船長：267.7m Lbp：252.66m B：35.6m D：18.4m
第二次的測試(續) 船速：24.25節(pd=31033kw) 貨櫃數 In hold：1388個 On deck：3010個 total：4398個
第三次的測試 完成的AutoCad圖 船長：281.8m Lbp：266.13m B：35.6m D：18.4m
第三次的測試(續) 船速：24.48節(pd=31050kw) 貨櫃數 In hold：1549個 On deck：2956個 total：4505個
完成後的結果 B：35.6m D：18.4m 船速： 24.48節 貨櫃數：4505 鋼料的噸數：20953 ＞19300 Lbp：266.13m B：35.6m D：18.4m 船速： 24.48節 貨櫃數：4505 鋼料的噸數：20953 ＞19300
為何這樣做
自己的
船樓放前的優缺 相同貨櫃數使用的材料少(L D B) SOLAS 很大的擋浪版 底部放油 支點
支點
犯的錯誤 不夠精簡 艙口蓋 甲板 艙口蓋上所受應力
修改船形1
修改船形2
修改船形3
修改後影響 範例與船型3比較 改變:船長拉長,船寬變窄,船深變淺 船速:23.7節 → 24.7節 鋼量公式=(L^1.7)(B+D) 鋼量:659739→706707
原船主要參數 設計概念 增加船長、減少船寬，以增加船速 XXX損失 將主機後移，減少軸的傳遞損失
一般佈置圖比較
性能比較 原船 新船 船長(LOA)(M) 259.00 265.49 船寬(M) 37.30 35.30 船深(M) 19.40 19.37 船速(KONTS) 23.7 24.5 貨櫃裝載數(TEU) 4514 4549 45
未考慮到之因素 主機後移後，船艉空間是否 足夠放置主機。 若將船艉加寬來放置主機， 船艉線型對艉跡流(Wake) 之影響，阻力將增加。
第三部份-船體結構
貨櫃船結構 貨櫃船為大開口船型
修改後結構影響 貨櫃船所受變形為舯拱(hogging) 轉矩(Bending) → Bending Moment, M=FL,長度L變長 →彎應力σ=My/I 扭矩(torsion) →設扭力(torque)為定值,若長度L變長 →Angle of Twist φ=TL/JG
船體設計因考慮之因素 彎矩 ─ 因貨物裝載或海浪之因素，造成舯拱與舯垂 扭矩 ─ 受到斜浪所造成 疲勞 ─ 船體受到反覆地運動，造成金屬疲勞 貨物、海浪造成應力不平均，應力不平均造成HOGGING、SAGGING 撓曲
波浪彎矩 舯垂(Sagging) 舯拱(Hogging)
靜水彎矩 貨櫃船 散裝貨船 跳艙裝載
貨櫃船在海上所受之彎矩
貨櫃船船體設計 以縱向結構為主 艙口圍緣(Hatch Coaming) 角鋼 壓艙水，XX
散裝貨船船體設計 波形艙璧
工作圖說明 Block之命名 P：Port side S：Starboard side 構造 Block號碼 補號 舷指示 A：AFTER F：FORE L：LOWER M：MIDDLE EX： B – BOTTOM D – DOUBLE BOTTOM U – UPPER DECK U：UPPER 41~50 31~40 1~30 51~59
工作圖說明(續) 焊接符號 C 手焊接板 板厚38mm以上 板厚13mm以下 自動接板 板厚13.5mm~17mm 板厚17.5mm以上
工作圖說明(續) 模線
工作圖說明(續) 應考慮到施工之方便 63
致謝 台灣國際造船公司 及實習期間所有不吝指導我們的工程師
Thanks for your attention! END 投影片到此結束，感謝聆聽 Thanks for your attention!