第四章-船舶稳性.ppt
《第四章-船舶稳性.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章-船舶稳性.ppt(68页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第四章 船舶稳性5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念一、稳性一、稳性(Stability)船舶受外力作用而不致倾覆,当外力消失后仍能回复到原平衡位置的能力。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念二、几个基本概念二、几个基本概念 1.复原力矩MR(Righting moment)MR=GZ 式中:GZ 复原力臂(重力和浮力作用线之间的距离)。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念二、几个基本概念二、几个基本概念 2.(横)稳心(Metacenter)M:船舶微倾前后浮力作用线的交点。其距基线的高度KM=f(dm)可从船舶资
2、料中查取。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念二、几个基本概念二、几个基本概念 3.(横)稳心半径(Metacentric radius)BM:浮心B点到稳心M点之间的距离。式中:IT 水线面面积横向惯性矩(m4);5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念三、船舶的三种平衡状态(三、船舶的三种平衡状态(equilibrium)1.稳定平衡:重心G在稳心M之下,MR为正值。2.不稳定平衡:重心G在稳心M之上,MR为负值。3.随遇平衡:重心G与稳心M重合,MR为零。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念四、稳性的分类四、稳性的
3、分类 1.按倾斜方向 横稳性:船舶在横倾状态下所具有的稳性。纵稳性:船舶在纵倾状态下所具有的稳性。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念 2.按倾斜角度大小 初稳性(小倾角稳性):倾斜角度小于10 时船舶所具有的稳性。大倾角稳性:倾斜角度大于10船舶所具有的稳性。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念 3.按外力性质 静稳性:在静态力矩作用下,不计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。动稳性;在动态力矩作用下,计及倾斜角加速度和惯性矩的稳性。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念 4.按船舱是否进水分 完整稳性:船体在完整状态时的
4、稳性。破舱稳性;船体破舱进水后所具有的稳性。5/13/2024.第一节第一节 稳性的基本概念稳性的基本概念重量移动原理重量移动原理合重心的移动方向平行于局部重心的移动方向,即:G1G2|g1g1,而且,PG1G2=P1 g1g1。5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算一、初稳性一、初稳性 1.初稳性公式:MR=GZ 初稳性假定条件:(1)船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F;(2)浮心移动轨迹为圆弧段,圆心为定点M(稳心),半径为BM(稳心半径)。满足假定条件时:满足假定条件时:MR=GM sin 5/13/2024.MR=GMsin GM可以作为衡量船舶大小的标
5、志。欲使船舶具有稳性,必须使GM0。5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 2.初稳性衡准指标 GM计算 (1)基本计算法基本计算法 GM=KM-KG0 式中:KM 横稳心距基线高度(m),KM=KB+BM或者KM=f(dm);KG0 船舶重心距基线高度(m);5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 KG0计算式中:Pi 组成船舶总重的第i项载荷重量。Zi Pi载荷的重心距基线的高度(m)。油水载荷Zi确定方法:(i)满舱时取舱容中心 (ii)未满舱时取载荷重心货物载荷Zi确定方法:(i)估算法 (ii)舱容曲线图法 (iii)舱内货物合重心法
6、5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(i)Zi确定方法:估算法5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(ii)Zi确定方法:舱容曲线图5/13/2024.(iii)Zi确定方法:舱内货物合重心法 以舱内所装货物的合体积中心作为该舱货物的合重心(如果货舱已满仓,则取舱容中心作为货物的合重心)合体积中心计算方法同上述方法(i)配货的一般原则是重货在下、轻货在上,因此将货物合体积重心作为该舱货物的合重心是一种偏安全的做法。5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(2)影响初稳性高度的因素及计算)影响初稳性高度的因素及计算GMf计算
7、:式中:液体密度(g/cm3);ix自由液面对其横倾轴的面积惯性距(m4)i ix x值可查取值可查取“液舱自由液面惯性矩液舱自由液面惯性矩i ix x表表”或用下式近似计算:或用下式近似计算:其中:l 舱长(m);b1、b2 前、后边宽(m)。k 系数,液面对称的舱柜取1/48,液面不对称的 舱柜取1/365/13/2024.减少自由液面影响的措施:减少自由液面影响的措施:1)减少液舱柜的宽度 矩形液面的液舱内,设置一道纵向舱壁将其宽度二等分,ix 减少至原来的1/4;设置两道纵向舱壁将其宽度三等分,ix减 少至原来的1/9。对于等腰梯形或等腰三角型液面,设置设置一道纵向舱壁将其宽度二等分,
8、ix减少至原来的1/3。设置横向舱壁则不会减少自由液面对稳性的影响2)液舱柜应尽可能装满或空舱3)保持甲板排水孔畅通,减小甲板上浪而形成的自由液面的影响4)注意纵向水密分隔是否有漏水连通现象及是否有不必要的积水5)在排水量较小时,更应重视自由液面对稳性的影响5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算船内载荷垂向移动对初稳性高度的影响船内载荷垂向移动对初稳性高度的影响 设GM的调整值:GM=要求的GM2-调整前GM1 式中:Z P重心垂向移动距离(m),下移取“+”,上移取“-”。当满载满舱时,可采用轻 重货物等体积互换方法调整:P=PH-PL SFHPH=SFLPL 5/1
9、3/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 悬挂载荷对悬挂载荷对GM的影响的影响设悬挂物重P吨,其初始重心至悬挂点的垂直距离l,则悬挂载荷对GM影响值为:因GM值等于将载荷P垂向移至悬挂点所产生对GM影响,所以称悬挂点为悬挂载荷的虚重心。GM与悬挂索的长度无关5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 少量载荷少量载荷(Pi 10%)变动变动 若设Pi变动前后KM=0,则:式中:GM1、GM2 载荷变动前、后船舶的初稳性高度(m)。注:重心之下加载,注:重心之下加载,GMGM变大;重心之上加载,变大;重心之上加载,GMGM变小变小5/13/2024.第二节第二
10、节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 大量载荷大量载荷(Pi10%)变动变动这时不能忽略载荷变动对这时不能忽略载荷变动对KM的影响的影响根据新的排水量1=+Pi查静水力资料,得到重量增减后新的KM1计算重量增减后新的船舶重心高度KG1 新的GM1=KM1-KG1上述方法对载荷少量增减同样适用,只是为了计算方便而用上述方法对载荷少量增减同样适用,只是为了计算方便而用中的简便算法中的简便算法5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算二、大倾角稳性二、大倾角稳性:1.大倾角稳性与初稳性的区别 两者对应的船舶倾斜角不同大倾角横倾时相邻的浮力作用线的交点不再为定点M(小倾角横倾时忽略)大
11、倾角横倾时,倾斜轴不再过初始水线面漂心大倾角稳性不能用GM作为衡量标志(M点不固定)5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算2.大倾角稳性的衡量标志MR=GZ 排水量一定的条件下,大倾角下的稳性力矩MR取决于船舶重心G到倾斜后浮力作用线的垂直距离,即静稳性力臂GZ 衡量大倾角稳性的标志:静稳性力臂衡量大倾角稳性的标志:静稳性力臂GZ 5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算3.静稳性力臂GZ的计算(1)基点法 GZ=KN-KH式中式中:KN 形状稳性力臂形状稳性力臂(m),KN=f(,),可从可从“稳性横交曲线稳性横交曲线”中查取中查取;KH 重量稳
12、性力臂重量稳性力臂(m),KH=KG sin,GZ 复原力臂复原力臂(m)GZ=KN-KH=KN-KG sin 5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算“稳性横交曲线”(基点法)5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(2)假定重心点法 GZ=GGZ=GA AZ ZA A-GG-GGA Asinsin 式中:GAZA 形状稳性力臂(m),GAZA=f(,)GGAsinsin 重量稳性力臂(m)。5/13/2024.5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(3)初稳心点法式中:MS 形状稳性力臂(m),MS=f(,)。GMsin
13、重量稳性力臂 初稳性点M随船舶吃水(或排水量)而改变,故其参考点不像基点K、假定重心GA那样固定不变5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算 4.自由液面对GZ的修正1)重心高度修正法 将自由液面对初稳性高度的减少视为船舶重心高度的增大 GZ=KN KG1sin这是一个近似的方法,在大倾角的情况下这是一个近似的方法,在大倾角的情况下ix随横倾角而变化随横倾角而变化5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算2)查取“液舱自由液面倾侧力矩表”5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算5.静稳性曲线某一装载状态,即,KG一定,则MR=f(
14、)或GZ=f()5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算5.1静稳性曲线的特征(1)曲线在原点处的斜率等于初稳性高度GM (小倾角时GZ=GMsin,为正弦曲线。相比较可知,在横倾角较小时,两条曲线重合,但随着横倾角的增大两条曲线逐渐分离。说明大倾角横倾时GZ不能用GMsin 表示)求取求取GM:过原点作GZ曲线的切线,然后在=57.3度量取该切线的纵坐标即为GM 5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(2)静稳性曲线上的反曲点 反曲点处曲线斜率最大,这是因为船舶横倾至甲板浸水角前后浮心位置改变最大反曲点反曲点:反曲点对应的角度即为甲板浸水角im(
15、3)静稳性曲线上的极值点 是曲线最高点的位置,反映出船舶横倾中所具有的最大静稳性力矩(力臂)MRm(GZmax)极限静倾角极限静倾角smax:指极值点对应的横倾角5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(4)稳性消失点 横倾角达到某一角度时,MR或GZ等于零,此时稳性消失稳性消失角稳性消失角 v:船舶稳性消失时的横倾角。稳性范围稳性范围:0 v ,超过 v船舶会倾覆5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(5)静平衡位置和静平衡角静平衡位置静平衡位置:静外力矩Mh缓慢作用于船上使船横倾,当倾角达到某一角度时船舶不再继续倾斜的位置。此时:Mh=MR(大
16、小相等,方向相反)静平衡角(静倾角)静平衡角(静倾角)s:船舶在静平衡位置的横倾角。5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算5.2影响静稳性曲线的因素对不同船舶:(1)不同船宽(吃水、重心高度相同):(2)不同干舷(船宽、吃水、重心高度相同):5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算对于同一船舶:(3)重心高度不同:(4)排水量(吃水)不同:与与“干舷不同干舷不同”类似类似5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算(5)自由液面 对稳性的影响,自由液面的存在 相当于增加了船舶的重心高度(6)初始横倾 静稳性曲线下降,GZmax和稳
17、性范围减小5/13/2024.第二节第二节 船舶稳性的计算船舶稳性的计算三、动稳性三、动稳性动稳性动稳性:船舶在动态外力矩的作用下计及横倾角加速度和惯性矩的稳性外力矩逐渐作用在船上外力矩逐渐作用在船上:不考虑横倾过程中的角加速度和惯性矩(静稳性)(静稳性)外力矩突然作用在船上外力矩突然作用在船上:要考虑横倾过程中的角加速度和惯性矩,如阵风突然袭击、海浪的猛烈冲击、拖轮急拖或急顶等(动稳性)(动稳性)思考:在动态外力矩的作用下,什么时候船舶第一次达思考:在动态外力矩的作用下,什么时候船舶第一次达思考:在动态外力矩的作用下,什么时候船舶第一次达思考:在动态外力矩的作用下,什么时候船舶第一次达到横倾
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第四 船舶
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。