船舶原理PPTPPT公開課課件

船舶原理第1頁/共153頁船舶原理第1頁/共153頁1客滾船第2頁/共153頁客滾船第2頁/共153頁2CAR&PASSENGERFERRY第3頁/共153頁CAR&PASSENGERFERRY第3頁/共153頁3客滾船第4頁/共153頁客滾船第4頁/共153頁4PASSENGERSHIP第5頁/共153頁PASSENGERSHIP第5頁/共153頁5雜貨船第6頁/共153頁雜貨船第6頁/共153頁6雜貨船第7頁/共153頁雜貨船第7頁/共153頁7CONTAINERSHIP第8頁/共153頁CONTAINERSHIP第8頁/共153頁8CONTAINERSHIP第9頁/共153頁CONTAINERSHIP第9頁/共153頁9CONTAINERSHIP第10頁/共153頁CONTAINERSHIP第10頁/共153頁10CONTAINERSHIP第11頁/共153頁CONTAINERSHIP第11頁/共153頁11半潛式自航船第12頁/共153頁半潛式自航船第12頁/共153頁12半潛式自航船第13頁/共153頁半潛式自航船第13頁/共153頁13半潛式自航船第14頁/共153頁半潛式自航船第14頁/共153頁14BARGESHIP第15頁/共153頁BARGESHIP第15頁/共153頁15TIMBERCARRIER第16頁/共153頁TIMBERCARRIER第16頁/共153頁16分類：（一）縱向移動載荷對吃水差的影響第102頁/共153頁（3）船內(nèi)載荷垂向移動利用排水量Δ2查取dM2、xb2、xf2、MTC2中前為正，中后為負。矩形：k=1/12；第138頁/共153頁第146頁/共153頁大傾角穩(wěn)性不能用GM作4、動穩(wěn)性曲線的用途在船舶最寬處，由一舷的肋骨外緣至另一舷外緣之間的水平間距。（1）自由液面（Freesurface)BM是船舶正浮時浮心B至橫穩(wěn)心M的垂距的面積慣性矩（m4）。MR～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力矩曲線4、動穩(wěn)性曲線的用途干舷F（Freeboard)（3）船內(nèi)載荷垂向移動第107頁/共153頁CARCARRIER第17頁/共153頁分類：CARCARRIER第17頁/共153頁17CARCARRIER第18頁/共153頁CARCARRIER第18頁/共153頁18BULKCARRIER第19頁/共153頁BULKCARRIER第19頁/共153頁19OPENTYPEBULKCARRIER第20頁/共153頁OPENTYPEBULKCARRIER第20頁/共1520360000TBULKCARRIER第21頁/共153頁360000TBULKCARRIER第21頁/共153頁21REFRIGERATEDCARGOCARRIER第22頁/共153頁REFRIGERATEDCARGOCARRIER第22頁22670000cfREFRIGERATEDCARGOCARRIER第23頁/共153頁670000cfREFRIGERATEDCARGOC23OILTANKER第24頁/共153頁OILTANKER第24頁/共153頁24PRODUCTTANKER第25頁/共153頁PRODUCTTANKER第25頁/共153頁25VLCC第26頁/共153頁VLCC第26頁/共153頁26動穩(wěn)性力矩WR在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩MR曲線下的面積。最小傾覆力矩對應(yīng)的橫傾角。用途：計算船舶干舷、穩(wěn)性、吃水差等的依據(jù)。用途：船舶操縱的重要依據(jù)。九、船舶動穩(wěn)性

（Dynamicalstability）淡水柜長2m，寬6m，試求抵港時的GM值？船舶平行沉浮的條件：少量增減的載荷（二）靜穩(wěn)性力臂GZ的求取設(shè)計水線以上船體水密空間所具有的浮力。浮性

一、吃水差的基本概念第148頁/共153頁CONTAINERSHIP船舶在動平衡條件下，穩(wěn)性所允許的最大橫傾力矩。船舶在動平衡條件下，穩(wěn)性所允許的最大橫傾力矩。第136頁/共153頁第121頁/共153頁船舶平行沉浮的條件：少量增減的載荷（Crosscurvesofstability）在船舶最寬處，由一舷的肋骨外緣至另一舷外緣之間的水平間距。（Crosscurvesofstability）FPSOFloatingProductionStorage&Offloading

第27頁/共153頁動穩(wěn)性力矩WR在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩MR曲線下的面積。FPS27FPSO第28頁/共153頁FPSO第28頁/共153頁28散裝化學(xué)品船第29頁/共153頁散裝化學(xué)品船第29頁/共153頁29HEAVYLIFTSHIP第30頁/共153頁HEAVYLIFTSHIP第30頁/共153頁30HEAVYLIFTSHIP第31頁/共153頁HEAVYLIFTSHIP第31頁/共153頁31科考測量船第32頁/共153頁科考測量船第32頁/共153頁32CABLELAYINGVESSEL第33頁/共153頁CABLELAYINGVESSEL第33頁/共153頁33CABLELAYINGVESSEL第34頁/共153頁CABLELAYINGVESSEL第34頁/共153頁34PIPELAYINGVESSEL第35頁/共153頁PIPELAYINGVESSEL第35頁/共153頁35MULTI-PURPOSESEAWORKSHIP第36頁/共153頁MULTI-PURPOSESEAWORKSHIP第36頁36某輪出港時垂向總力矩為17500tm,設(shè)排水量為3500t時,KM為5.（Maximumrightingmoment）用途：船舶操縱的重要依據(jù)。此時需要裝甲板貨,貨物重心高度KP=14.浮性

一、吃水差的基本概念形狀穩(wěn)性力臂KN曲線（穩(wěn)性交叉曲線）船舶的液體艙柜中裝有液體但未滿艙第106頁/共153頁直角三角形：k=1/36；根據(jù)合力矩定理：HEAVYLIFTSHIPOPENTYPEBULKCARRIER第150頁/共153頁第111頁/共153頁（Angleofdynamicalstability）0m，使油、水柜產(chǎn)生自由 液面，設(shè)燃油比重0.2、最大尺度（全部尺度／周界尺度）功WR（動穩(wěn)性力矩）的大小。(Inclinationexperiment)試計算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨OFFSHORESUPPLYVESSEL第37頁/共153頁某輪出港時垂向總力矩為17500tm,設(shè)排水量為3500t時3730000T級舉力浮船塢第38頁/共153頁30000T級舉力浮船塢第38頁/共153頁38捕鯨船第39頁/共153頁捕鯨船第39頁/共153頁39FIREBOAT第40頁/共153頁FIREBOAT第40頁/共153頁40TUGBOAT第41頁/共153頁TUGBOAT第41頁/共153頁41SANDGATHERINGSHIP第42頁/共153頁SANDGATHERINGSHIP第42頁/共153頁42第一章船體形狀船體的三個基準面

中線面：過基線的縱向垂直平面中站面：過船中垂直于中線面的平面基平面：過基線和中站面交線的平面定義表示船體幾何形狀的圖形。船舶的型線圖均采用不包括船殼板和甲板板厚度的船體表面來表示其形狀。第43頁/共153頁第一章船體形狀船體的三個基準面定義第43頁/共153頁43第44頁/共153頁第44頁/共153頁443、船舶型線圖橫剖線圖（Bodyplan）縱剖線圖（Sheerplan）半寬水線圖（Halfbreadthplan）第45頁/共153頁3、船舶型線圖橫剖線圖（Bodyplan）第45頁/共145中橫剖面系數(shù)Cm水線面系數(shù)Cw第46頁/共153頁中橫剖面系數(shù)Cm第46頁/共153頁46根據(jù)試驗時的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM0（3）船內(nèi)載荷垂向移動GM：初穩(wěn)性高度（Initialmetacentricheight)破艙穩(wěn)性(Damagedstability)3、船舶的縱向浮態(tài)類型4、載荷重量變動對初穩(wěn)性的影響HEAVYLIFTSHIP（4）自由液面慣性矩ix的求取船舶在靜力作用下不致傾覆的條件：Mh≤MR.功WR（動穩(wěn)性力矩）的大小。條件：1第132頁/共153頁曲線反曲點對應(yīng)的角度。Wh=Mh船舶在大傾角橫傾時，橫穩(wěn)心點M不再是定點。（1）自由液面（Freesurface)動穩(wěn)性力矩曲線：WR～θ的關(guān)系曲線圖。九、船舶動穩(wěn)性

（Dynamicalstability）（Curveofdynamicalstability）85，油柜長7m，寬14m，中間有縱向隔艙壁；方形系數(shù)Cb第47頁/共153頁根據(jù)試驗時的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM0方形系數(shù)Cb第47棱形系數(shù)Cp第48頁/共153頁棱形系數(shù)Cp第48頁/共153頁48垂向棱形系數(shù)Cvp第49頁/共153頁垂向棱形系數(shù)Cvp第49頁/共153頁49船舶尺度

根據(jù)不同的用途和計量方法分為：

船型尺度、最大尺度、登記尺度

根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》規(guī)定的定義量取。第50頁/共153頁船舶尺度根據(jù)不同的用途和計量方法分為：第50501、船型尺度（理論尺度／計算尺度）

用途：計算船舶干舷、穩(wěn)性、吃水差等的依據(jù)。型長LBP或LPP（兩柱間長／垂線間長／船長）沿設(shè)計水線，由首柱前緣量至舵柱后緣的水平間距，無舵柱的量至舵桿中心線。型寬B（船寬）在船舶最寬處，由一舷的肋骨外緣至另一舷外緣之間的水平間距。第51頁/共153頁1、船型尺度（理論尺度／計算尺度）第51頁/共153頁51第52頁/共153頁第52頁/共153頁52第53頁/共153頁第53頁/共153頁53型深D

在船長中點處，沿船舷由平板龍骨上緣量至上層連續(xù)甲板橫梁上緣的垂直距離。型吃水d

在船長中點處，由平板龍骨上緣量至夏季滿載水線的垂直距離。第54頁/共153頁型深D第54頁/共153頁542、最大尺度（全部尺度／周界尺度）

用途：船舶操縱的重要依據(jù)。

它決定船舶能否?？恳欢ㄩL度的碼頭，通過或進入一定長度和寬度的船閘及船塢，還決定船舶在狹窄航道和港內(nèi)的安全移動和避讓，以及能否在橋下和高空電纜下順利通過。總長LOA

船首最前端量至船尾最后端的水平距離。第55頁/共153頁2、最大尺度（全部尺度／周界尺度）第55頁/共153頁55最大寬度Bmax

包括船舶外板和永久性固定突出物在內(nèi)的垂直于縱中線面的最大水平距離。最大吃水dmax

船中處，自龍骨下緣到夏季滿載水線的垂直距離。水線上最大高度Hmax（連桅高度）

船舶空載吃水到船舶最高點的垂直距離。

第56頁/共153頁最大寬度Bmax第56頁/共153頁56船舶在大傾角橫傾時，橫穩(wěn)心點M不再是定點。船舶在動平衡條件下能夠承受的橫傾力矩的極限值。（Angleofstaticalinclination）第116頁/共153頁法定規(guī)則規(guī)定，當船舶橫傾至進水角后，船舶將被視為穩(wěn)性喪失。船舶傾斜過程中考慮角加速度和慣性矩（三）動穩(wěn)性曲線圖試計算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨MR～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力矩曲線ix－－自由液面對過液面中心傾斜軸2、動平衡角(動傾角)θd第102頁/共153頁載荷由前向后移，取“－”。干舷F（Freeboard)滿載重量=W0+DW85，油柜長7m，寬14m，中間有縱向隔艙壁；由下圖可知，船舶在大傾角傾斜時穩(wěn)性力矩的計算公式為：船舶空載吃水到船舶最高點的垂直距離。船舶在大傾角橫傾時，橫穩(wěn)心點M不再是定點。寬深比B/D：B/D↑，穩(wěn)性↑，縱向強度↓第57頁/共153頁船舶在大傾角橫傾時，橫穩(wěn)心點M不再是定點。第57頁/共15357第58頁/共153頁第58頁/共153頁58第59頁/共153頁第59頁/共153頁593、登記尺度

用途：國家丈量船舶總噸位、凈噸位的尺度。登記長度LR

沿船舶最小型深85％處水線，從首柱前緣量至舵柱后緣的水平距離。登記寬度BR

在船舶最大寬度處，兩舷外板表面之間的水平距離。登記深度DR

登記長度中點處，從龍骨上緣量至最高一層連續(xù)甲板的橫梁上緣的垂直距離。第60頁/共153頁3、登記尺度第60頁/共153頁60主尺度比長寬比L/B：L/B↑，速航性↑寬吃水比B/d：B/d↑，初穩(wěn)性↑，搖蕩性↑操縱性和速航性↓深吃水比D/d：D/d↑，抗沉性↑，縱向強度↑寬深比B/D：B/D↑，穩(wěn)性↑，縱向強度↓長深比L/D：L/D↑，縱向強度↑第61頁/共153頁主尺度比長寬比L/B：L/B↑，速航性↑第61頁/共153頁61第二章船體計算的近似積分法常用船舶坐標系統(tǒng)原點位于基線中點的首向坐標系統(tǒng)我國使用。XYZO第62頁/共153頁第二章船體計算的近似積分法常用船舶坐標系統(tǒng)XYZO第62頁62坐標原點位于基線中點的尾向坐標系統(tǒng)日本使用。XYZO第63頁/共153頁坐標原點位于基線中點的尾向坐標系統(tǒng)XYZO第63頁/共15363坐標原點位于基線與尾柱交點的首向坐標系統(tǒng)英美等國使用。XYZO第64頁/共153頁坐標原點位于基線與尾柱交點的首向坐標系統(tǒng)XYZO第64頁/共64坐標原點位于基線與首柱交點的尾向坐標系統(tǒng)北歐一些國家使用。XYZO第65頁/共153頁坐標原點位于基線與首柱交點的尾向坐標系統(tǒng)XYZO第65頁/共65XYdxxyOF第66頁/共153頁XYdxxyOF第66頁/共153頁66第三章浮性（一）船舶平衡條件

重力＝浮力，反向且共垂線。GB第67頁/共153頁第三章浮性（一）船舶平衡條件GB第67頁/共153頁67（二）船舶浮態(tài)正浮正浮平衡條件第68頁/共153頁（二）船舶浮態(tài)正浮平衡條件第68頁/共153頁68橫傾橫傾平衡條件第69頁/共153頁橫傾橫傾平衡條件第69頁/共153頁69縱傾縱傾平衡條件第70頁/共153頁縱傾縱傾平衡條件第70頁/共153頁70任意傾斜縱橫傾平衡條件第71頁/共153頁任意傾斜縱橫傾平衡條件第71頁/共153頁71船舶的重量

分類：

1、空船重量W0

2、載重量ΣP

滿載重量=W0+DW

DW為總載重量=貨物重量+油水儲備量+船舶常數(shù)第72頁/共153頁船舶的重量第72頁/共153頁72船舶重心

重心坐標（xg，yg，zg）

Pi--構(gòu)成排水量的各項重量，包括空船重量、船舶常數(shù)、貨物重量、油水裝載量、固定航次儲備量。Xi,yi,zi–分別為重心橫坐標，縱坐標，垂直坐標第73頁/共153頁船舶重心Pi--構(gòu)成排水量的各項重量，包括空船重量、船舶常數(shù)73例題

某輪NO.3底艙裝載五金1600t、800m3，棉織品100t、450m3，日用品120t、552m3；草制品110t、792m3，艙容2710m3。試計算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨物的合重心高度。草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m第74頁/共153頁例題某輪NO.3底艙裝載五金1600t、800m3，74第75頁/共153頁第75頁/共153頁75根據(jù)平行力移動原理及力系平衡原理有：WLW1L1GBB1G1lyPMOθ

載荷水平橫移第76頁/共153頁根據(jù)平行力移動原理WLW1L1GBB1G1lyPMOθ載荷76（Maximumrightingmoment）根據(jù)試驗時的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM0第101頁/共153頁ix－－自由液面對過液面中心傾斜軸HEAVYLIFTSHIP尾傾(Trimbystern)：t<0九、船舶動穩(wěn)性

（Dynamicalstability）自由液面的形狀為橢圓形第126頁/共153頁最小傾覆力矩對應(yīng)的橫傾角。盡量減少自由液面的存在8m，分裝于縱向中心線左右兩翼各5.（3）船內(nèi)載荷垂向移動矩形：k=1/12；浮性

一、吃水差的基本概念根據(jù)試驗時的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM01、定義：靜穩(wěn)性力矩MR或靜穩(wěn)性力臂GZ與船舶橫傾角θ的關(guān)系曲線圖。在船長中點處，由平板龍骨上緣量至夏季滿載水線的垂直距離。此時需要裝甲板貨,貨物重心高度KP=14.設(shè)計水線以上船體水密空間所具有的浮力。排水量第77頁/共153頁（Maximumrightingmoment）排水量第777船舶平行沉浮第78頁/共153頁船舶平行沉浮第78頁/共153頁78少量載荷變動條件下，近似有：Aw=Aw1，則船舶平行沉浮的條件：少量增減的載荷重心位于初始水線面漂心F的垂線上。第79頁/共153頁少量載荷變動條件下，近似有：Aw=Aw1，則船舶平行沉浮的條79每厘米吃水噸數(shù)TPC

TPC：船舶平均吃水變化1cm時對應(yīng)的排水量改變量。（t/cm）

公式適用范圍：少量載荷變動，即P<10%

第80頁/共153頁每厘米吃水噸數(shù)TPCTPC：船舶平均吃水變化1cm時對80水密度改變對吃水的修正1、基本公式第81頁/共153頁水密度改變對吃水的修正1、基本公式第81頁/共153頁81例題

1、某輪排水量△=18000t,TPC=25t/cm,計劃由標準海水港駛往一半淡水港(ρ=1.010)，抵達目的港的平均吃水限制為8m，預(yù)計途中消耗油水200t，在不考慮其他因素的情況下，問出發(fā)時該輪的平均吃水為多少?(答案:d=7.97m)2、某輪自大連港開往非洲某港，開航時平均吃水dm=9.0m.排水量為19120t，途中消耗油水共1000t，求到達非洲某港(ρ=1.010t/m3)時的平均吃水是多少?(TPC=25t/cm)(答案:d=8.71m)第82頁/共153頁例題1、某輪排水量△=18000t,TPC=25t/cm,82六、儲備浮力和干舷儲備浮力（Reservedbuoyancy)

設(shè)計水線以上船體水密空間所具有的浮力。干舷F（Freeboard)

船中處從干舷甲板上邊緣向下量到載重線上邊緣的垂直距離。第83頁/共153頁六、儲備浮力和干舷儲備浮力（Reservedbuoyanc83第四章穩(wěn)性（一）穩(wěn)性的定義

船舶受外力作用發(fā)生傾斜而不致傾覆，外力消失后能夠自動回到原來平衡位置的能力。第84頁/共153頁第四章穩(wěn)性（一）穩(wěn)性的定義第84頁/共153頁84（二）穩(wěn)性的分類按傾斜方向

橫穩(wěn)性(Transversestability)

繞縱向軸X軸傾斜縱穩(wěn)性(Longitudinalstability)

繞橫向軸Y軸傾斜按傾角大小

初穩(wěn)性(Initialstability)：

<10

大傾角穩(wěn)性(Stabilityatlargeanglesofinclination)：

>10第85頁/共153頁（二）穩(wěn)性的分類第85頁/共153頁85按所受作用力矩的性質(zhì)

靜穩(wěn)性(Staticalstability)

船舶傾斜過程中不考慮角加速度和慣性矩動穩(wěn)性(Dynamicalstability)

船舶傾斜過程中考慮角加速度和慣性矩按船舶是否破艙進水

破艙穩(wěn)性(Damagedstability)

完整穩(wěn)性(Intactstability)第86頁/共153頁按所受作用力矩的性質(zhì)第86頁/共153頁86

（三）船舶平衡狀態(tài)

規(guī)定：與外力矩Mh反向時，MR>0

與外力矩Mh同向時，MR<0第87頁/共153頁（三）船舶平衡狀態(tài)第87頁/共15387

船舶的平衡狀態(tài)分類穩(wěn)定平衡(Stableequilibrium)（圖a）

G點在M點之下，GM>0，MR>0隨遇平衡(Neutralequilibrium)（圖b）

G點與M點重合，GM=0，MR=0

不穩(wěn)定平衡(Unstableequilibrium)（圖c）

G點在M點之上，GM<0，MR<0第88頁/共153頁船舶的平衡狀態(tài)分類第88頁/共153頁88

（四）初穩(wěn)性的表示方法初穩(wěn)性方程：初穩(wěn)性的衡量標志

GM：初穩(wěn)性高度（Initialmetacentricheight)第89頁/共153頁（四）初穩(wěn)性的表示方法第89頁/共15389

BM是船舶正浮時浮心B至橫穩(wěn)心M的垂距（1）統(tǒng)計法計算BM

水線面矩形：k=1/12

菱形：k=1/48

一般船體：k≈0.045～0.065

橫穩(wěn)心半徑BM（r）的計算第90頁/共153頁BM是船舶正浮時浮心B至橫穩(wěn)心M的垂距橫穩(wěn)心半徑BM（90

Ix為正浮水線WL面積對過漂心F的橫傾軸ox的面積慣性矩。XYdxxyOF詳算法計算BM（r）第91頁/共153頁Ix為正浮水線WL面積對過漂心F的橫傾軸ox的面積慣性91船內(nèi)載荷移動的特點

移動前后排水量不變，屬于船內(nèi)問題。船內(nèi)載荷移動分類

水平橫移；垂向移動；斜移平行力移動原理（五）船內(nèi)載荷移動對初穩(wěn)性的影響第92頁/共153頁船內(nèi)載荷移動的特點（五）船內(nèi)載荷移動對初穩(wěn)性的影響第92頁92根據(jù)平行力移動原理及力系平衡原理有：WLW1L1GBB1G1lyPMOθ

（1）載荷水平橫移第93頁/共153頁根據(jù)平行力移動原理WLW1L1GBB1G1lyPMOθ（193試驗?zāi)康?/p>

確定船舶的空船重心高度KG0和空船初穩(wěn)性高度GM0。試驗條件

新建船舶或經(jīng)重大改建的船舶在出場前應(yīng)進行傾斜試驗。（2）傾斜試驗(Inclinationexperiment)第94頁/共153頁試驗?zāi)康模?）傾斜試驗第94頁/共153頁94參與部門

試驗由船廠及船方共同進行，試驗報告由船廠負責計算與編制，編制后交驗船部門審核。計算公式第95頁/共153頁參與部門第95頁/共153頁95KM0和GM0的求取根據(jù)試驗時的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM0GM0則根據(jù)船內(nèi)載荷橫移的結(jié)論求取。WLW1L1lyPmbaθ

第96頁/共153頁KM0和GM0的求取WLW1L1lyPmbaθ第96頁/共96營運狀態(tài)空船重心高度KGL的計算

考慮到試驗時有少量少量設(shè)備未安裝上船（不足重量），同時有少量施工設(shè)備和試驗重量未拿下船（多余重量），所以實際營運狀態(tài)的空船排水量為：根據(jù)合力矩定理：第97頁/共153頁營運狀態(tài)空船重心高度KGL的計算根據(jù)合力矩定理：第97頁/共97進行傾斜試驗的注意事項試驗現(xiàn)場風力不大于2級，水面平靜無流，無來往船只船舶應(yīng)盡量保持正浮空船狀態(tài)，并系牢可移動物盡量減少自由液面的存在船上多余重量或不足重量對于空船排水量大于3000t的船舶，應(yīng)不大于0.5％ΔL

傾斜角θ一般為2

～4

，但不得小于1

試驗時纜繩應(yīng)處于不受力狀態(tài)第98頁/共153頁進行傾斜試驗的注意事項第98頁/共153頁98載荷下移，重心下移，lZ取“+”，GM1增加；載荷上移，重心上移，lZ取“－”，GM1減小。MWLGG1lZP（3）船內(nèi)載荷垂向移動第99頁/共153頁載荷下移，重心下移，lZ取“+”，GM1增加；MWLGG1l99水平橫移WLW1L1GBB1G1OlyPMG2lZθ

（4）船內(nèi)載荷斜移垂移

斜移可分解為水平橫移、縱移及垂移，然后分別計算其對船舶初穩(wěn)性高度的影響。第100頁/共153頁水平橫移WLW1L1GBB1G1OlyPMG2lZθ（4）100懸掛重物對穩(wěn)性的影響：相當于將其重心從實際位置上移到懸掛點。MWLGG1lZPW1L1θ

mθ

3、船內(nèi)懸掛重物對GM的影響第101頁/共153頁懸掛重物對穩(wěn)性的影響：相當于將其重心從實際位101（1）少量載荷變動對初穩(wěn)性的影響4、載荷重量變動對初穩(wěn)性的影響第102頁/共153頁（1）少量載荷變動對初穩(wěn)性的影響4、載荷重量變動對初穩(wěn)性的影102

因為是少量載荷變動，所以通常裝載狀態(tài)下載荷變化前后KM變化較小，則可以忽略不計，即載荷變化前后假定KM不變，公式變?yōu)椋旱?03頁/共153頁因為是少量載荷變動，所以通常裝載狀第103頁/共15103（2）大量載荷重量變動對初穩(wěn)性的影響計算KM2

根據(jù)新的排水量

2=1+i查取靜水力圖表，可得KM2。計算KG2

根據(jù)合力矩定理：

第104頁/共153頁（2）大量載荷重量變動對初穩(wěn)性的影響第104頁/共153頁104（1）自由液面（Freesurface)

船舶的液體艙柜中裝有液體但未滿艙時的液面。（2）自由液面的影響結(jié)果自由液面的存在使初穩(wěn)性高度GM

恒減小。（六）、液艙內(nèi)自由液面對GM的影響第105頁/共153頁（1）自由液面（Freesurface)（六）、液艙內(nèi)自由105

ix－－自由液面對過液面中心傾斜軸的面積慣性矩（m4）。（3）自由液面計算公式第106頁/共153頁ix－－自由液面對過液面中心傾斜軸（3）自由液106查取船舶資料求取ix

“各液艙自由液面慣性矩ix表”“各液艙自由液面對初穩(wěn)性高度修正值表”利用公式法計算ix（4）自由液面慣性矩ix的求取第107頁/共153頁查取船舶資料求取ix（4）自由液面慣性矩ix的求取第107頁107自由液面的形狀為矩形、三角形

矩形：k=1/12；直角三角形：k=1/36；等腰三角形：k=1/48自由液面的形狀為梯形

直角梯形：k=1/36；等腰梯形：k=1/48第108頁/共153頁自由液面的形狀為矩形、三角形第108頁/共153頁108自由液面的形狀為圓形自由液面的形狀為橢圓形第109頁/共153頁自由液面的形狀為圓形自由液面的形狀為橢圓形第109頁/共15109液面形狀圖bbbllblbb1b2lb1rabbaFAb2l第110頁/共153頁液面形狀圖bbbllblbb1b2lb1rabbaFAb2l110設(shè)置水密縱隔壁減少甲板上浪和存水，及時排出積水液體艙柜應(yīng)根據(jù)實際情況盡量裝滿或排空航行中，應(yīng)逐艙使用油水并盡量減少同時存在自由液面的液艙數(shù)。液體散貨船裝載貨物時，盡量少留部分裝載艙。部分裝載艙應(yīng)選擇艙室寬度較小的貨艙。保證液體艙柜內(nèi)的縱向水密隔壁的完整性（4）減小自由液面影響的措施第111頁/共153頁設(shè)置水密縱隔壁（4）減小自由液面影響的措施第111頁/共15111某輪裝貨至△=14000噸時,KM=8.00米,KG=6.50米。此時需要裝甲板貨,貨物重心高度KP=14.0米,要求裝貨后船舶的GM≥1.30米,則最多能裝載甲板貨____噸。某輪排水量△=8000噸,初穩(wěn)性高度GM=0.85米,在開航前加油(ρ=0.880克/立方厘米)200噸,其重心在船舶重心之下3.70米,該油柜是邊長為10米的正方形,且兩道縱向隔壁,存在自由液面的影響,則加油后船舶的初穩(wěn)性高度值為____米。第112頁/共153頁某輪裝貨至△=14000噸時,KM=8.00米,KG=6112

1、定義：靜穩(wěn)性力矩MR或靜穩(wěn)性力臂GZ與船舶橫傾角θ的關(guān)系曲線圖。MR～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力矩曲線GZ～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力臂曲線

2、繪制

根據(jù)公式GZ=KN-KGsin

及KN曲線圖可得。

（七）靜穩(wěn)性曲線圖第113頁/共153頁1、定義：靜穩(wěn)性力矩MR或靜穩(wěn)性力臂GZ與船舶橫傾角θ的113Curveofstaticalstability第114頁/共153頁Curveofstaticalstability第11114靜平衡位置靜平衡角(靜傾角)θS

（Angleofstaticalinclination）甲板浸水角（Angleofdeckimmersion）

曲線反曲點對應(yīng)的角度。甲板浸水后穩(wěn)性增長減緩。該點的曲線斜率最大。3、靜穩(wěn)性曲線圖的主要特征第115頁/共153頁靜平衡位置3、靜穩(wěn)性曲線圖的主要特征第115頁/共153頁115最大復(fù)原力臂GZmax

（Maximumrightinglever）最大復(fù)原力矩MR.max

（Maximumrightingmoment）極限靜傾角θS.max

（Angleformaximumrightinglever）穩(wěn)性消失角θv

（Angleofvanishingstability）

0～θv

的范圍定義為船舶的穩(wěn)性范圍。曲線原點處的斜率等于初穩(wěn)性高度GM第116頁/共153頁最大復(fù)原力臂GZmax第116頁/共153頁116八、大傾角靜穩(wěn)性（一）船舶大傾角穩(wěn)性的表示

1、大傾角穩(wěn)性和初穩(wěn)性的區(qū)別橫傾角的范圍不同船舶在大傾角橫傾時，橫穩(wěn)心點M不再是定點。M點變?yōu)楦⌒腂的漸近線，隨橫傾角的變化而變化。船舶大傾角橫傾時傾斜軸不再過初始水線面漂心F。大傾角穩(wěn)性不能用GM作衡量標志。B0M0W0L0第117頁/共153頁八、大傾角靜穩(wěn)性（一）船舶大傾角穩(wěn)性的表示B0M0W0L0117

2、大傾角穩(wěn)性的表示由下圖可知，船舶在大傾角傾斜時穩(wěn)性力矩的計算公式為：GZ：靜穩(wěn)性力臂（復(fù)原力臂或扶正力臂）（Leverofstaticstability）第118頁/共153頁2、大傾角穩(wěn)性的表示GZ：118（二）靜穩(wěn)性力臂GZ的求取1、基點法（Basepoint）求取GZ第119頁/共153頁（二）靜穩(wěn)性力臂GZ的求取1、基點法（Basepoint）119形狀穩(wěn)性力臂KN曲線（穩(wěn)性交叉曲線）（Crosscurvesofstability）第120頁/共153頁形狀穩(wěn)性力臂KN曲線（穩(wěn)性交叉曲線）第120頁/共153頁120研究船舶橫傾過程中，功之間的平衡關(guān)系。（一）船舶動平衡（Dynamicalequilibrium）

1、動平衡條件九、船舶動穩(wěn)性

（Dynamicalstability）第121頁/共153頁研究船舶橫傾過程中，功之間的九、船舶動穩(wěn)性

（Dyn121

（Angleofdynamicalstability）船舶達到動平衡時的橫傾角。EθSθd0Mh2、動平衡角(動傾角)θd第122頁/共153頁（Angleofdynamicalstabilit122

3、最小傾覆力矩Mh.min（Minimumcapsizingmoment）EθSθd0Mhθd.maxθSMh.min0A第123頁/共153頁3、最小傾覆力矩Mh.minEθSθd0Mhθd.123

3.1定義船舶在動平衡條件下能夠承受的橫傾力矩的極限值。能使船舶傾覆的最小外力矩。船舶在動平衡條件下，穩(wěn)性所允許的最大橫傾力矩。

3.2結(jié)論船舶在動力作用下不致傾覆的條件：Mh≤Mh.min船舶在靜力作用下不致傾覆的條件：Mh≤MR.max第124頁/共153頁3124

3.3極限靜傾角θd.max（Maximumangleofdynamicinclination）最小傾覆力矩對應(yīng)的橫傾角。

θd.maxθSMh.min0A第125頁/共153頁3.3極限靜傾角θd.m125船舶動穩(wěn)性的大小取決于船舶復(fù)原力矩所作功WR（動穩(wěn)性力矩）的大小。（二）船舶動穩(wěn)性的衡量指標動穩(wěn)性力矩WR在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩MR曲線下的面積。動穩(wěn)性力臂ld在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力臂GZ曲線下的面積。第126頁/共153頁船舶動穩(wěn)性的大小取決于船舶復(fù)原力矩所作（二）126

1、定義動穩(wěn)性力矩曲線：WR～θ

的關(guān)系曲線圖。動穩(wěn)性力臂曲線：ld

～θ

的關(guān)系曲線圖。

2、繪制動穩(wěn)性力矩曲線為MR曲線的積分曲線動穩(wěn)性力臂曲線為GZ曲線的積分曲線（三）動穩(wěn)性曲線圖（Curveofdynamicalstability）第127頁/共153頁1、定義（三）動穩(wěn)性曲線圖第127127動穩(wěn)性曲線圖第128頁/共153頁動第128頁/共153頁128

3、動穩(wěn)性曲線的特征曲線過原點曲線反曲點對應(yīng)角為極限動傾角θd.max

曲線極值點對應(yīng)角為穩(wěn)性消失角θv

θvθld(GZ)θd.max第129頁/共153頁3、動穩(wěn)性曲線的特征θvθ129

4、動穩(wěn)性曲線的用途已知恒定外力矩Mh，求動傾角θd

Wh=Mh

求取Mh.min和θd.max

θMd(ld)θdθvθd.maxHFOMh.minMhPTH57.3°第130頁/共153頁4、動穩(wěn)性曲線的用途θMd(ld)θdθ130

5、初始橫搖角及船舶進水角θj對Mh.min的修正

5.1初始橫搖角θi的修正風浪聯(lián)合作用的不利條件下求取Mh.min。第131頁/共153頁5、初始橫搖角及船舶進水角θj對Mh.min的修正第1311315.2船舶進水角θj

對Mh.min的修正

進水角(Angleofflooding)：船舶橫傾至非水密開口時的橫傾角。法定規(guī)則規(guī)定，當船舶橫傾至進水角后，船舶將被視為穩(wěn)性喪失。第132頁/共153頁5.2船舶進水角θj對Mh.min的修正第132頁/共1132浮性

一、吃水差的基本概念1、吃水差的定義2、吃水差產(chǎn)生的原因船舶裝載后重心的縱向位置與正浮時浮心的縱向位置不共垂線。第133頁/共153頁浮性

一、吃水差的基本概念1、吃水差的定義第133頁/共11333、船舶的縱向浮態(tài)類型首傾(Trimbyhead)：t>0尾傾(Trimbystern)：t<0平吃水(Evenkeel)：t=0FL1LBGFW1WL1LBGFWLBG???W1W第134頁/共153頁3、船舶的縱向浮態(tài)類型FL1LBGFW1WL1LBGFWLB134

2、縱穩(wěn)性方程（二）每厘米縱傾力矩MTC

1、縱向傾斜靜平衡條件

3、MTC第135頁/共153頁2、縱穩(wěn)性方程（二）每厘米縱傾力矩MTC1、縱向135第136頁/共153頁第136頁/共153頁1361、吃水差計算公式（三）吃水差及首、尾吃水的計算FWLBG?

xbxgdFdA第137頁/共153頁1、吃水差計算公式（三）吃水差及首、尾吃水的計算FWLBG?137船舶重心距船中距離xg的計算xi－組成

的載荷重心距船中距離(m)。中前為正，中后為負。包括：L、航次儲備量、壓載水、貨物等?？沾匦木啻芯嚯xxL：查取船舶資料；第138頁/共153頁船舶重心距船中距離xg的計算xi－組成的載荷重心距船中距離1382、首、尾吃水的計算FWLBG?

xbxgxfdFdA

dF

dA

第139頁/共153頁2、首、尾吃水的計算FWLBG?xbxgxfdFdAd139（四）、吃水差調(diào)整（一）縱向移動載荷對吃水差的影響移動特點

移動過程中船舶排水量不變，屬于船內(nèi)問題。FWLBG?