第1節(jié)通 第2節(jié)結構要 第3節(jié)推進功 第4節(jié)機械裝 第5節(jié)船舶轉向系統(tǒng)與設 1ACC-POLAR(DST)防寒附加標志。Icebreaker*破冰船附加標志的專用船舶。LUI（m）：沿冰區(qū)高位水線(UIWL)，由首柱前緣量至舵柱后緣的長度；對無舵柱97%LUI需特別考慮.DUI（kt）：對應于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時的排水量，當使用多條水UIWL時，則取最大值。破冰船的功能是確定操作場景及操作模式的基礎。破冰船的功能一般分為護航、科1CCS。滿足本規(guī)范要求的極地級船舶可授予Icebreaker*附加標志。該附加標志后應附上相應的極地級，如Icebreaker* ARC-M（x）附加x表示設計服務溫度。CCS21921108234IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A4章CCS8235IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A5章水密和風雨密完整性的要求。IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A8I-B9CCS823第2 結構要4個區(qū)域：2.1.12.1.22.1.5的規(guī)定。5LUI之后。如船舶擬在冰區(qū)進行尾向破冰操作，則尾部區(qū)應特殊考慮，并取得CCS0.04LUI。破冰船的首部區(qū)冰載荷參數(shù)為實際首部形狀的函數(shù)。為確定冰載荷參數(shù)(Pavg、b和w)faiFi、線載荷QiPi。AR=3.6確定。（1）10o的首部。船級因 船級因子AR是冰區(qū)高位水線(UIWL)處量得的船體角的函數(shù)。船體角的影響通過對首部形狀系數(shù)fa（1）。β'——冰區(qū)高位水線處的肋骨垂向角，o ——冰區(qū)高位水線角，o ——冰區(qū)高位水線處的縱剖面角，o)(縱剖面線角從水平面起量得tan(β)tan(α)tan(γ)tan(β')tan(β)P的最大值)。faimin(fai,1,fai,2,fai,3 20.097-0.68 0.15

fa

sinβCFD0.64 fai,30.60

FfaCF

ARi

QF0.61

PF0.22CF

式中：i——x——首柱前緣沿冰區(qū)高位水線（UIWL）)β′——肋骨法線角，o)（1）；DUI——1.25kt；CFF——中的彎曲失效船級因子；（1）bNonBowwNonBowFNonBowQNonBowFNonBow0.36CFC 069

0.61

DUI DUI≤CFDIS BowQ =Q =Q 式中：FBow——首部區(qū)的最大力QBow——首部區(qū)的最大的線載荷PBow——Pi，MPawNonBowFNonBow/ bNonBowwNonBow/ 式中：FNonBow——（1）QNonBow——（1）

F——FBowFNonBow，MN；b——bBowbNonBow，m；w——wBowwNonBow，m 峰值壓力因子PPFp=(1.8－s)PPFp=(2.2－1.2s)≥PPFs=PPFs1.0，當Sw≥PPFs2.0－2.0Sw/w，注：s——肋骨或縱骨間距，m；Sw——橫向強框架間距，m；w——冰載荷板寬，m。AF。Z型推進裝置(包括齒輪傳動式和吊艙式)的船舶的船AF。 首部尾部 首部船中ttnet 式中：tnet——ts——2.3.9對橫骨架式外板(Ω≥70°)BIb、MbSb船體區(qū)中的外板，凈 500s[(AFPPFP)/ 500s[(AFPPFP)/R]0.5/[1s/ 500s[(AFPPFP)/R]0.5[2b/s(b/s)2]0.5/[1s/ s——AF——PPFp——中的峰值壓力因子；ReH——材料屈服應力，N/mm2；(l–l——肋骨支撐構件的間距，m，等于肋骨跨距，但其值并不因設有“骨架構件”系指橫向和縱向的局部骨材以及承受冰載荷的船體區(qū)（見圖2.1.1）內(nèi)的2121.2.3h——加強筋的高度，mm

φw——外板與加強筋之間的最小角度，。75°，角度φw90°。twn——twntwZp，由下式確定： Z(A

w wA

bcos

)/

pn

Apn——tpn——連接的外板凈厚度，mm，(應符合所要求的hw——該處骨材腹板高度，mm，見圖Afn——該處骨材面板/hfc——該處骨材量至面板/折邊面積中心的高度，mm，見圖 zna100Afnhwtwn1000tpns/2twn [(hz)2z2 Zptpns(zna

t

)sinφ

na

A[(hz)sinbcos]/ 船底結構(BIbMbSb)局部骨架和舷側結構橫骨架式局部骨架的尺寸應b與骨架方向平行。A10020.5LLsAFPPF / a——b——AF——PPFt——PPFtPPFs；Pavg——所得的載荷板范圍內(nèi)的平均壓力，MPa；ReH——材料屈服應力，N/mm2。中定義的板/Zp 1003LLYsAFPPF

aA1

A1——A1/{1j/2kj/2[(1a2)0.5 A[11/(2aY)]/(0.2751.44k0.7 ==a1At/ ——中給出的局部骨材的最小剪切面積，cm2；Aw——局部骨材的有效凈剪切面積(計算)，cm2；kw=1/(1+2Afn/Aw)Afn； = (bt2/4bt2/4)/f eff =tf-tc(tc ——面板/折邊的建造厚度，mm，見圖； ——外板的凈厚度，mm，(不得小于2.3.1中tnet)；beff——附連帶板外板的有效寬度，mm，取500s； A1002(AFPPFP)0.5ba/0.577R

k0=1-0.3/b′；b′=b/s；b——s——b2=b(1-0.25b′)，m ReH—— 1003(AFPPFP)ba2A/(8R

avg A4=1/{2+kwl[(1-a2)0.5-a4=AL——Aw——縱骨有效凈剪切面積(計算kwl1/(1+2Afn/Aw)，Afn2.2hwtwn之比應滿足如下要

h/ 282/

對球扁鋼、T型材和角鋼：h/ 805/R式中：hw——twn——

ReH——材料屈服應力，N/mm要求的骨架構件(如承受載荷的舷側縱桁或高腹板強肋骨)， / /(5.344(c/c)2 twn2.6310 式中：c1hw-ReH——材料屈服應力，N/mm 0.35tR / twn—— / 155/R f 式中：tfn——ReH——材料屈服應力，N/mm21倍船長的寬度范圍內(nèi)的外2.3.1tnet1.15倍。對于各個等級的破冰船，用以確定外板厚度時所采用的腐蝕/磨耗增量值ts 磨耗增量值=Fmin(F, 式中：FIB,10.534K )]0.2(DK)0.5

KI——凹口參數(shù)， K K2CB1e/(1e)0.9 b 80)，e1及以上，則可簡化為 ) )]20.9 K0.01A === stem——冰區(qū)高位水線角，(°)，在首部高位冰區(qū)水線(UIWL)處量得的水線LB——y

/2)(x/

BUI=20及LB=16時，首部形狀受到的eb作用的描FICf Cf=0.0LUI0.6LUICf=1.00.9LUILUICf=0.0LUICf=-0.50.2LUI0.6LUI處之間；Cf=0.00.8LUILUI的前端之間；2222.2.6M0.1CL[sin m 式中：LUI——γstem——FIB——Cm=0.0LUICm=1.00.5LUI0.7LUICm=0.30.95LUICm=0.0LUI的前端。對施加的垂向彎曲應力σa2222.2.5的相似方法沿船體梁進行計算。船舶的靜水彎矩應取中總縱強度衡 0.41η(σuηReH/0.41η(σu+ReH)/σcσc/1.1注：σa——施加的垂向彎曲應力，N/mm2；τa——施加的垂向剪切應力，N/mm2；ReH——材料屈服應力，N/mm2；σu——σc——2222.2.7 ——2222.2.7 2.3.1，2.3.32.3.4船體外板和局部骨材要求所規(guī)定的分析可基于線性或非線性方法進行強肋骨和舷側縱桁的強度校核。給出CCS《冰載荷作用下結構強度直接計算指南》。 3VonMises應力應不大于1.15ReH。 首部區(qū)和首部過渡區(qū)范圍內(nèi)的船體冰帶區(qū)中的船體外板所有露天和暴露于海水中的次要構件和主要構件(見鋼規(guī)第2篇表1...2()定義)，船中0以外的結構構件所有露天和暴露于海水中的特殊類(定義見鋼規(guī)第2篇第2篇表(1))，位于FP0.2LUI2篇2篇13(6)(7)中得到。 材料等級材料等級材料等級10<15<20<25<30<35<40<45<注：1)0.3m2)DDH0.3m1.8m50mm板厚的要求。ARC-M(X)8ARC-M(X)確定。如果選擇規(guī)定最小屈服強度≥420MPaARC-M(X)8的基礎上，CTOD(1)(2)(3)的要求。 ≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤-≤- CCS8ARC-M(X)后綴的極地船用高強度鋼10mm。2mm。CCS同意，可以采用其他焊接方式。如果選擇規(guī)定最小屈服強度≥420MPa的帶有ARC-M(X) 厚度第3 推進功N0.736ffff［240Bh1h0.035v270 123 式中：B——L——f1——3f3f2——系數(shù)，設可調(diào)螺距螺旋槳或采用電力推進時，f20.9；設固定螺距螺旋槳時，f21.0；時，f31.0；f4——系數(shù)，單槳時，f40.88；雙槳時，f40.99；三槳時，f4h0——層冰厚度，mv——h0厚時的船速，kn 層冰厚度第4 機械裝V型缺口沖擊試驗。在-10℃時，3次夏V10℃時，3次夏V20J。—— 0.7RcLE0.8——0.8R處葉剖面弦長的導邊部分，m；cTE0.8——0.8R處葉剖面弦長的隨邊部分，m； ——螺旋槳直徑，m；—— —— —— —— —— —— —— ——(Fice)max—— ——LIWL ——設計冰厚，用于定義螺旋槳載荷的冰塊尺寸，m； ——計及發(fā)動機側所有部件的等效轉動慣量，kgm2； ——整個推進系統(tǒng)的等效轉動慣量，kgm2； ————S-N ———— ——以最大持續(xù)功率自由運轉（無冰塊） —— —— ——船舶營運壽命期內(nèi)螺旋槳葉片受到的冰載荷總次數(shù)； ——等效疲勞應力下的載荷參考次數(shù)（108循環(huán)次）； ——每個沖擊循環(huán)過程中的螺旋槳轉數(shù)； ——0.7R ——最大持續(xù)功率自由運轉（無冰塊）0.7R ——0.7R —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——Qr(t) —— ——Fex —— ———— —— ———— —— ———— —— —— —— ——作用于軸系上的最大響應推力，kN； ——彈性聯(lián)軸器能承受的最大扭矩，kNm； ——一次載荷循環(huán)下的Tkmax，kNm； —— —— —— —— —— ——螺旋槳冰塊扭矩葉片次激勵分量的相位角，°； ——螺旋槳冰塊扭矩倍葉片次激勵分量的相位角，°； ——疲勞折減系數(shù)（分布和試樣尺寸影響）； ——疲勞折減系數(shù)（不同幅值載荷影響 ——疲勞折減系數(shù)（平均應力影響 ——108應力循環(huán)次的等效疲勞應力相關 —— —— —— —— —— ——由Fb或Ff引起的最大應力，MPa；(σice)bmax——最大向后螺旋槳冰載荷引起的主應力，MPa；(σice)fmax——最大向前螺旋槳冰載荷引起的主應力，MPa；(σice)Amax——慮及槳葉位置處的最大冰載荷應力幅值，MPa； ——平均應力，MPa；(σice)A(N)——槳葉應力幅值分布，MPa 載定0.7R0.7R片）TrTb可用作軸系葉片）(plastichinge)0.8R處。4.3.2除另有說明外，4.4中給出的載荷是包含冰載荷和水動力載荷在內(nèi)的總載荷，應單獨應FbFfHice×2Hice×3Hice4.4.2列出了各冰級用于估算螺旋槳冰載荷HiceSice。 Sice[-D＜Dlimit

F27C

EAR

1iceZD≥Dlimit

F23C

EAR

1iceZ

式中： SiceHice4.4.2 85%；D＜DlimitD≥Dlimit

F250EAR F500 d

EAR 1 D

Dlimit

dHice， DHice4.4.2 在葉片吸力面上，對從0.6R0.250%在葉片壓力面上，對從0.6R0.260%Ff60%Fb，在葉片壓力面上，對從0.6R0.2D＜Dlimit

EARFb

iceZ

(nD)0.7 D≥Dlimit

F66C

EAR

(nD)0.7H1.4 1iceZ

Dlimit=4Hice，SiceHice4.4.2n4.4.3(1)D＜DlimitD≥Dlimit

250EARD F500 d

EAR 1 D

d

，1 DHice4.4.2 在葉片吸力面上，對從0.6R0.2在葉片壓力面上，對從0.6R0.560%Ff60%Fb，在葉片壓力面上，對從0.6R(3)4.4.4(3)FbFf，計算繞葉片軸作用的轉葉Qsmax。如果這些轉葉扭矩值小于下式計算的值，則應選用該值作為最小值。Qsmax式中：FFbFf

4.4.5(2)Weibull分布（Fice超越(Fice)max的概率） lnNice P

F

eF

max式中：kk=0.75k=1.0；Nice4.4.5(3)；Fice——為葉片冰載荷的隨機變量，0≤Fice≤(Fice)max。 log(N)

ice

4.4.5(2)用于疲勞設計的Weibull Nicek1k2式中：Nclass4.4.5(3) 3； f0k20.8f當0f≤1k20.80.4f；當1f2.5k20.60.2f；f2.5k20.1；fh0Hice1h0D/2D/ 0.8R處作用于葉片最弱0.5R范圍內(nèi)迭代計算。Fex

ref1 0.8D式中：ct和r分別為葉根圓角以外最弱截面處的葉片柱型截面的實際弦長、厚度10%時，即可視作葉片失效。Qsexmax(cLE0.8,0.8cTE0.8)Cspex EAR3CspexCspCfex0.714Z CspCfexTf：Tf Tb TT T 1.10.850.75注：Tn為敞水工況下以最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時螺旋槳的標定推力，kND＜Dlimit時，

d

(nD)0.17D

open DD D≥Dlimit

d

(nD)0.17

openice DD式中：Dlimit1.8Hice，m；Hice4.4.2選取；kopen——14.7；

P0.7=P0.7bn——系柱試驗工況下的螺旋槳轉速，r/sn4.4.8(1)選取： 注：nn為敞水工況下以最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時螺旋槳的標定轉速，r/sD＜Dlimit時，

d

(nD)0.17D

ducted DD D≥Dlimit

d

(nD)0.17

ice

DD式中：Dlimit1.8Hice，m；Hice按表4.4.2選取；kducted——10.4；P0.7n4.4.8(1)

Qmax在整個轉速范圍內(nèi)被視為一個常值。當考慮特定的Qmax可采用相關的轉速予以計算。當φ0…ai 當φai…360

式中：φ為始于發(fā)生第一次冰塊沖擊的旋轉角度；αi為以旋轉角度計的螺旋槳葉片與冰相互4.4.8(3)1 4.4.8(3)1αi(°（相位差在撞擊過程（計算周期內(nèi)）Cq值在螺旋槳開始計算后的一轉內(nèi)增至最大并在結束計算前的一轉內(nèi)減小至零。（4.4.8(3)1）NQ

式中：Hice4.3.2

4.4.8(3)14.4.8(3)1 式中： Cq0——Cq1——Cq2——E0——4.4.8(3)2 4.4.8(3)2------------------------最大響應扭矩（在系統(tǒng)的各種集中慣量之間）下稱峰值扭矩，用Qpeak4.4.8(3)2QAmax4.4.8(3)2。QAmax

4.4.8(3)2 （即最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時的標定轉速Q(mào)

e Q

e Qemax4.4.9(1)取值：Qemax 注：Qmotor（即最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時的標定轉速

Qemax——Qopw—— ——1~4，采用頻域分析得出的計算扭矩，即4.4.8(3)1動態(tài)分析（必要時）4.4.8(4)予以確定。Miner

nk Nk

jkN NJ k——Dmds——Miner損傷率總和。制。載荷分布（譜）Weibull分布。限元分析(FEA)方法，并作為所有螺旋槳槳葉最終批準的一部分。vonMises等效應力σst應σ

對于相對半徑r/R<0.5，M 0.75r/RRF，其中F取Fb或Ff中的較大值。σref2σexp

ref

log

B1、B2和B3 螺旋槳葉片的疲勞設計基于船舶營運壽命期內(nèi)的預期載荷分布和葉片材料的S-N曲線。Miner法則計算與預期載荷分布產(chǎn)生相同疲勞損傷的等效應力σfat，并應符合本節(jié)規(guī)1×108。主應力σf和σbFfFb通過有限元分析確定的。峰值應力范圍Δσmax

S-NS-N曲線（4.510），見4.5.3(3)-1S-N曲線（可選擇斜率）4.5.3(3)-2。 4.5.5，其中，主應力是根.4Minernbl100，兩種方法都有相 ρ ρσ

σicemax0.5σicefmaxσicebmax 其中，(σice)fmax為向前載荷產(chǎn)生的主應力，(σice)bmax計算(σice)max13（24）為一組進行(σice)fmax和(σice)bmax5。ρ

σClog

C1、C2、C3C44.5.3(3)②C1、C2、C3和C4 ρ

ln(

) R

NRG4.5.3(3)③m/kG對應不同m/k比值的參數(shù)G σfl———— 青銅和黃銅不銹鋼84鐵素體(12Cr14484馬氏體(13Cr4Ni/13Cr156120馬氏體(16Cr168113奧氏體(19Cr13230MPa疲勞強度σfat108載荷循環(huán)次數(shù)下的疲勞極限。 ——參見表4.5.3(3)④中給出的值 ——考核位置的最大葉片厚度。平均應力影響的折減系數(shù)γm計算如下：

1.4

mean R 如無實際值，則折減系數(shù)γε10.85、γv0.75、γm0.754.5.3所述的最大靜載荷和疲勞設計載荷（如適用）。如無另行說明，抗疲勞安全系數(shù)和靜1.0。系評估的類似方法(4.5.5)。 S

(0.8D

——1.0d41Fex(0.8Dd) z 1.1，如能充分證明也能另行取值；dbb——zbb——S——1.0（4.4.5(1)）導致的轉軸扭矩，取大者。此最大轉軸扭矩(Qsmax,Qsex)也不應使調(diào)距機構的其d

66 QsQfrPCDzpinRp0.2式中：QsSQsQfrPCDzpinRp0.2 1.3用于Qsmax，1.0用于QsexQfr——接合面的摩擦扭矩，取0.33Qs，kNm；如有充分的說明和計算，CCSFFpin 33 2

式中：Fm——取值為QsQfrlmlm—— ——驅(qū)動銷的高度 ——驅(qū)動銷的直徑 QFexFf、Fb的反作用力引起的作用于掌部的葉片軸承的摩擦扭矩，Qs的三分之一，kNm。Qsamax由下式確定： QsbQsfsamax

式中：Qsb——由|Fb|Qsf——由|Ff|引起的轉葉扭矩，kNmQsmaxQsex引起1.0。荷（4.4）。Miner108載荷循環(huán)下的疲勞強度時，QA(N)

1

log(N log(ZNiceZNZNiceIceIceload/maxIce

1 1 1 1 1 14.5.5(2)軸系冰載荷分布（k=1）nblMiner求和法。下列公式可用于計算每一載荷區(qū)塊的i11n n 式中：inbl①摩擦力矩（0℃時）4.4.9Qpeak2倍（S=2），且計算

2S

μ0.15DS mQpeakQpeakSPCDzpinRp0.2

66 式中：Zpin 1.3d41Fex0.8D/PCD1

式中：α1.61.3，采用轉角擰緊法時取1.21.1，如能充分證明也能另行取值；dbzb①槳葉失效載荷Fex（4.4.6）沿軸系方向（向前或向后）施加在軸上不應導致其屈FexRp0.2FexRp0.21id4式中：dpdi0，mm起的彎矩在前一個軸承處（如尾管前軸承）線性減少到25%，而在向前第三個軸承處，該由于最大葉片力（FbFf）引起的彎曲應力遠低于葉片失效載荷導致的彎曲應力，因QpeakS1.5S至1.0，以避免軸發(fā)生彎曲。QpeakQpeakRp0.21id4

dp210

dp210 QpeakSQpeakSRp0.21id4③相應載荷循環(huán)次數(shù)的扭矩振幅（4.4.8(4)）應在累積疲勞評估中使用，安全系數(shù)Sfat1.5。如果推進裝置含有高的發(fā)動機激勵扭轉振動（例如直接傳動的二沖程發(fā)動機），④軸系材料的疲勞強度σF和τF（3×106循環(huán)）0.2%規(guī)定非F0.436Rp0.277F

這適用于小件拋光試樣（沒有缺口）和反轉應力，參見“VDEH1983ReportNo.abf11calculationofW?hlerlinienforcomponentsmadeofsteel”。1.6，1091.8。反映104循環(huán)次數(shù)的低周疲（LCF評估時基于更小的屈服值或者0.7倍抗拉強度/ 衡準的安全系數(shù)取1.25。Miner總和是可接受的。①②Fex（4.4.6）不會導致其屈服。③S1.5。①②應用載荷譜（4.5.5）時，輸出齒輪的載荷循環(huán)次數(shù)應乘以一個因子，即小齒輪數(shù)和Qpeak。ISO6336Pt.1-6B進行評估。也可應用等同于6CCS3101）ISO6336Pt1，26CCS3101）(flashtemperaturemethodref.ISO-TR13989)，假設油FZG1.2。表面硬化齒輪的齒面下疲勞（從有效表面到相對齒根的斜向裂紋）安全評估應經(jīng)CCS③軸承④4.4.9Qpeak1.8倍，扭轉應力不應80%屈服強度計的輪轂許用應力。

Qpeak0.8Tkmax(N

Qr(Nx)1 Qr(N log(ZNiceQA(Nx)1 QA(N log(ZNICE Q(N5104)S

(N5104

Q(N1106)S

Q(N5104)S

(N5104

kS1.5。Weibull轉矩分布中采用插值法來確定，Tkmax1和ΔTkmax5×104載荷循環(huán)，Tkv對應于1064.5.5(7)-1、4.5.5(7)-24.5.5(7)-3。

(N5104)Q(N5104

PTO，ISO-28140000小時的使用壽命（L10a）。推力軸承及底座應設計成能夠Fex外，假定軸在額定轉速下運行。