船舶下水计算
船舶纵向下水运动计算新的应用方法
第18卷 第10期 中 国 水 运 Vol.18 No.10 2018年 10月 China Water Transport October 2018收稿日期：2018-05-01作者简介：Aleksandar Dordevic（1987-），男，塞尔维亚人，上海交通大学研究生，工学硕士，船舶设计与制造。
顾解忡（1962-），男，江苏人，上海交通大学副研究员，工学博士，研究方向为浮体运动学。
船舶纵向下水运动计算新的应用方法Aleksandar Dordevic，顾解忡（上海交通大学，船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240）摘 要：船舶纵向下水是一种被广泛采用的传统下水方法。
纵向下水关注艏艉跌落的发生和艏支架最大压力。
根据船舶三维设计的发展趋势，在传统纵向下水的基础上，本文提出了一种改进的下水计算方法。
下水过程中涉及的船体瞬时湿表面积、排水体积、浮心位置和浮力矩等物理量采用基于NURBS 船体曲面的精确计算方法进行计算，给出了下水过程中船舶移动速度和加速度与下水行程之间关系的计算公式，实际开发了MatLab 下水计算程序。
在此基础上，对一艘3,100箱集装箱船具体开展了下水计算，结果表明，艏艉跌落并未发生，支架最大压力在合理的安全范围以内。
此外，计算得到的湿表面积和排水体积与商用软件的计算结果符合一致。
关键词：NURBS；IGES；船舶纵向下水；MatLab中图分类号：U671.5 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）10-0001-05引言船舶下水是船舶建造过程中的一个重要环节，是一个复杂的动力学过程，向来受到高度重视。
常用的船舶下水方式有纵向下水、横向下水和浮船坞下水。
其中最传统的是重力式纵向下水，把船舶置于向水面倾斜的滑道上，在船舶自身重力的作用下沿滑道自动滑入水域，整个下水过程可以分为起动、入水、艉浮、漂浮共四个阶段[1]。
下水计算是指通过计算事先掌握下水过程中船舶的行程、速度、加速度、纵倾角等物理量的变化过程，由此评估下水过程中包括结构安全性在内的各项性能。
船舶下水曲线计算
下水曲线计算一．下水时的主要数据船厂L=33.6m下水重量Wc=130t重心位置：11.5站处前支架位置：18站重心距前支架：10.92m龙骨坡度=滑道坡度：3°=0.0523 rad下水前尾部距离滑道末端15m二.下水计算1.第二阶段：船体尾部接触水面到船尾开始上浮为止首吃水：dF=dA-L*0.0523=-1.757+0.0523x尾吃水：dA=0.0523x重心到滑道末端距离：Sg=x-（15+11.5*1.68）浮心到前支架距离：lb=18*1.68-Xb’浮心到滑道末端距离SB=x-（15+Xb’）Xb’为浮心到尾垂线距离利用不同滑行距离的收尾吃水，结合邦戎曲线和辛普森计算第一法，可计算得到每一水线下的浮力和浮心纵向位置。
下水第二阶段计算表如下从图中可得出结论（1）在x1=34.65m处船尾开始上浮（2）船尾上浮时前支架受力R=65.4t（3）第二阶段中Mv＞Mw，故不会发生尾落现象2.第三阶段：自船尾开始上浮至前支点离开滑道船尾上浮后，前支点滑动，船体绕前支点转动，故收尾吃水不确定，采用如下方法确定某一下滑时刻的排水：对于某一行程假设一尾吃水，分别算该吃水下排水和矩，利用图形确定真实尾吃水。
辅助表格和辅助曲线如图。
图中可得M’w与M’v相交是排水量wv=61.19t同理，43m，46m时可得排水量分别为68.76t，70.51t，即可做出尾上浮之后的曲线。
从图中可知，前支架完全离开滑道末端后，重力依旧大于浮力，因此会出现较为严重的首落。
二．曲线分析此下水情况下，会出现严重的首落，并且Mv与Mw交点与X1距离很近，实际工程中极容易发生尾落，因此可加大滑道入水部分长度，即，采用更高的水位。
备注：美观起见，下水曲线的绘制采取了如下比例下滑距离X100重力对前支点矩X1浮力对前支点矩X1重量对滑道末端矩X0.2浮力对滑道末端矩X0.2重力X10浮力X10X1=34.65X2=45.24。
舰船的排水量是怎么计算出来的
舰船的排水量是怎么计算出来的比如说美国的伯克驱逐舰，设计排水量为8XXX吨，他是如何计算出来的呢？总不能是建造的过程中把每一块称一下然后求和吧？这不和曹冲称象一样么？排开水的质量呗...有图纸嘛不是，水线一下的部位测量数据再加上有图纸，用计算机计算不就完了.....计算复杂点....原理可简单只知道有的船只特别是军舰，满载排水量和标准排水量相差还是蛮大的，说明设计时还是为多装载留足了空间。
不过我觉的最强的还是我们国家的载重货车，标准载重是确定的，最大载重约等于无穷大.....物体要浮在水面, 受到的浮力必须等于他自身的重力. 所以排水量就等于舰艇的重量, 单位一般用"吨". 排水量是衡量船只大小的重要参数.进一步细分下去有:1.满载排水量就是在船只最大浮力范围以内, 船只重量的极限. 某一级船舶具体的数值, 由船级社Classification Society估算. 对于军舰, 则完全由军队说了算. 2.装载排水量携带航行所需的货物、人员、燃料、给养, 这是船身吃水应该正好位于水线waterline. 3.标准排水量船只在待发状态下的排水量. 包括全部船员以及食品淡水、携带所有装备弹药、机器处于随时可开动状态等等, 总之包括开赴战区所需的一切, 除了燃料和管道循环水. 4.空载排水量不携带货物、燃料、弹药、人员、给养. 只是包括了管道的循环水. 5.正常排水量很少用的术语, 只携带 2/3的物资和给养.没有办法直接称量舰船的重量, 那可以算一下他水线以下的体积. 这样计算出来的是"设计排水量". 不过这要求有船身线形的详细技术图纸, 运用计算机进行运算, 否侧结果跟实际出入很大.在满载时候船的吃水线下所占据的水的立方m³的质量！就是该船的排量简单的讲排水量就是一条船的重量。
满载排水量就是这条船满载货物、人员、淡水、军火武器后的最大重量。
直接计算出来的，比土木工程计算要准确些，毕竟军舰零件要不土木构件精确很多。
船舶下水潮位位高度及浮船坞吃水计算(1)
1、浮船坞基本参数a)船长Loa： 89.8 mb)船宽B： 34 mc)浮船坞路轨顶距外底板距离H： 5.036 md)最大下沉深度H： 12.1 me)浮船坞设计吃水： 4.2 mf)浮船坞日常吃水： 1.25 mg)浮船坞总体平面及剖面图参见附页《浮船坞总布置图》2、浮船坞承载最大载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最大载重吨船舶下水（以承载4000t船舶下水为例）：1)本区域0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载4000t船舶下水时，浮船坞吃水为：（4000×1.5）／（89.9×34）+1.25≈3.21m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-3.21 =1.826m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-1.826=2.944m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+2.944=1.834m6)具体参见下图最大载重吨（4000t）船舶下水时相关数据计算模拟图3、浮船坞承载最小载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最小载重吨船舶下水（以承载307t船舶下水为例）：1)0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载307t船舶下水时，浮船坞吃水为：（307×1.5）／（89.9×34）+1.25≈1.4m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-1.4 =3.636m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-3.636=1.134m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+1.134=0.024m6)具体参见下图最小载重吨（307t）船舶下水时相关数据计算模拟图。
船舶下水计算
§6-2 下水阶段划分
一、第一阶段
（1）自船舶开始下滑至船体尾端接触水面为止。
（2）运动特点：平行于滑道运动。
（3）受力分析：
※下水重量：其中涉及船体重量及下水架重量。重
力W 沿滑道方向旳分力 T W sin 即为下滑力，垂直于滑
C
C
道旳分力为 N W cos （正压力），如图6-2所示。
第六章 船舶下水计算
§6-1 概 述 §6-2 下水阶段旳划分 §6-3 下水曲线计算 §6-4 滑道压力旳计算
§6-1 概 述
一、下水定义
船舶在船台上或船坞内建造到一定程度后便可下水， 即将原在船台上或船坞内呈支撑状态旳船进入水中呈漂浮 状态。
二、下水方式
1、起重机吊：小船造好后能够用起重机把它吊到水中
d h x
d h x L （6-4）
F
A
（L为船舶垂线间长，α为龙骨坡度，β为滑道坡度）
根据上式能够把船在各不同行程 x（例如：x=60m、80m、
100m等）时旳首尾吃水算出。
（4）在邦戎曲线图上画出相当于上述不同行程x时旳水线
，然后用数值积分法算出每一水线下旳浮力ω▽及浮心纵
向位置，据此可求出 M '及 M ，也可得出不同行程x时旳
（3）下落高度t:前支架离开滑道末端时旳水线与船在自 由浮起时首吃水之差。 （4）首沉深度t´
当船首下落至静止水线时，因有惯性作用，船首将继 续下沉，在首垂线处下沉旳最深水线与静止水线之距离t´ 称为首沉深度，一般t´=1.1t。
（5）防止措施： ①增长滑道入水部分旳长度； ②等待潮水更高时下水； ③中心凹槽； ④在滑道末端增长河床深度。
CG
B
（4）受力特点：① W R C
船舶下水计算的方法及力学分析的探讨
船舶下水计算的方法及力学分析的探讨作者：潘政中来源：《进出口经理人》2017年第06期摘要：现阶段国内大部分船厂船舶下水方式主要有三种方式：纵向滑行下水方式、借助浮船坞进行下水、使用干船坞进行下水。
本文结合现场运用要点主要探讨船舶纵向滑行下水方式的计算，并根据船舶结构设计特点给出下水墩位布置的一些建议。
关键词：船舶下水；计算方法；力学分析；支墩反力船舶下水相当于船舶的出生，它第一次接触到实际意义上的水，就像人平安出生一样，船舶下水也需要保证安全计算。
船舶下水计算目的就是预测船舶下水过程中的安全性。
一、下水阶段描述及各阶段注意事项按照船舶下水过程中的运动特征、力的变化以及有可能出现的危险情况，惯例地把船舶下水过程划分为4个过程。
第一阶段：自船舶开始滑动至船体接触水面为止在这一阶段中，船依靠本身重力沿滑道方向的分力下滑。
设下水重力为（包括船体及下水支架），滑道坡度为（弧形滑道取重心正下方之滑道坡度），静摩擦系数为，则船开始滑动条件为使船下滑的作用力，即这一阶段应注意船舶的重量及重心的位置。
第二阶段：自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止这一阶段中船的运动仍然平行于滑道，该阶段的力及力矩平衡方程式为：；式中，，及分别为下水重力，浮力和滑道反作用力的作用点至下水架前端点的距离。
在这一阶段中应避免尾下落现象。
第三阶段：自船尾开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止理论上，当船尾开始上浮时，滑道反力集中于下水架前支点处。
此时力及力矩的平衡方程为：船尾上浮是船舶下水过程中的正常现象。
但应采取适当的措施，避免压力集中作用于下水架前端一点，造成结构损坏。
通常在前部滑板与船体之间填入普通愣木，使反力分布在相当长度内。
第四阶段：自下水架滑板前端离开滑道至船舶停止运动为止下水船舶全浮后，由于惯性作用将在水中继续滑行，但是船舶受到水和其他制动物的阻力作用，其滑行速度将逐渐减小，直至滑行停止。
在这一阶段应避免出现以下两种情况：1、下水架滑板前端离开滑道末端时，船舶下水重量仍大于浮力——首吃水小于船首自由浮起的首吃水，将发生船首跌落现象。
船舶静力学：第六章 船舶下水
重力式下水：下水时，船舶通过下水架坐落在滑道 上，并依靠自身重力的斜面分力滑行入水，因而称 为重力式下水。
纵向重力式下水：船舶下水的滑行方向与船体纵剖 面平行时称为纵向下水。
横向重力式下水：而滑行方向与船体纵剖面垂直时 称为横向下水。
纵向重力下水。
船舶下水时，首先将龙骨墩、边墩和支撑全部拆除，使 船舶重量移到滑板和滑道上，再松开止滑装置，船舶便 和支架、滑板等一起沿着滑道滑入水中，同时依靠船舶 自身的浮力漂浮在水面上。
一、第一阶段
常出现的问题：可能出现的问题是船舶无法滑动。 解决方法： （1）计算润滑油脂摩擦系数和承压能力，合理选用滑油； （2）借助机械驱动顶推滑板使船舶沿滑道滑动。
第二阶段
常出现的问题：船以滑道末端为支点而发生尾落现象，尾落 现象极其危险。 解决方法：（1）增加滑道水下部分的长度；
（2）在船首增加压载，使重心前移，减小重量 对滑道末端力矩；
6图819滑道末端水深示意图图819滑道连接方式图820滑板许用平均比压力曲线图图822中间支架示意图图823尾支架示意图图824杠杆式机械止滑器示意图二下水过程中消除事故的工艺措施在下水准备中必须采取有效的工艺措施以防止事故或在事故发生时能及时进行处理
第六章 船舶下水
船舶下水的主要方法和设施
纵向下水过程的分析及计算
第四阶段
船舶在这个阶段中可能发生两种情况： 1．船已完全浮起； 2.船舶的下水重量仍大于浮力，则将发生首落现象。 避免首落现象发生，可采取措施： 1.增加滑道水下部分的长度； 2.等待潮水更高时下水。
五、船舶下水计算
根据上述分析，并通过计算，可以绘制出以滑行距 离为横坐标的下水曲线图，如图8-15所示，用来预报船 舶在纵向倾斜滑道上下水时的力学过程。
第一篇第6章船舶下水计算
二、第二阶段
自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止；在这一阶段中 ，船的运动仍平行于滑道，作用力有： 1 ．船体下水时重Wc； 2 ，浮力ω ▽（其中▽为船舶入水部分的排水体积） 3 ．滑道的反作用力R ;
设下水时重Wc 、浮力ρ ▽及反作用力R 的作用线至前支 架前端的距离分别为l G、l B、lR，如图6 一3 所示，
下水曲线图
(5)下水重对于下水架前支点的力矩曲线M’w=WclG
(6)浮力ρ▽对于下水架前支点的力矩曲线M’▽＝ ω ▽lB 在下水曲线图上，下水重Wc与浮力ω ▽曲线之差即为船 在不同行程时滑道的反力R 。M’w直线与M’▽曲线的交点 （图中A点）表示船尾开始上浮，与之相应的x1表示船尾 开始上浮时的行程数值。根据图中的M▽曲线与Mw曲线， 可判断船舶在下水过程中是否发生舰落现象。若M▽曲线 位于Mw曲线之上，则表示在整个下水过程中，M ▽总是 大于Mw，因而不会发生艉落现象。图6-8 中的ω▽ 、 M▽ 、 M’▽曲线，在艉浮以后的那部分已没有实际意义。
2 - 12
第三阶段
(1)加强前支架处的结构，并使反力平均作用于前支架的 全体部分上，这是过去习用的老方法。船在下水时通 常都有很强的前支架，并规定设置于船体舱壁或强骨 架处，船体内部则用支柱进行临时加强、这种措施费 工费时，现已逐步废弃而为新方法所代替 (2)取消前支架，在滑板与船体之间的相当长度内只需添 入普通楞木，这些楞木随船体及滑板一起下水。当船 尾上浮时，可使反力分布在相当长度内，因而大大降 低局部受力，船体内部也不必采用支柱临时加强。 (3)在船尾上浮处前支架下方的滑道结构给予适与加强.
2-8
第二阶段
在下水第二阶段中，必须注意是否会发生艉落现象。当船 的重心G 已经过滑道末端之后，而船尾尚末浮起时， 重力对滑道末端的力矩Mw=WcSG有使船尾下落的趋 势，而浮力对滑道末端的力矩M▽= ω ▽ ·S B有阻止 船尾下落的作用，其中SG和S B分别为Wc和ω ▽作用 线至滑道末端的距离。 若ω ▽ ·S B ＞WcSG，则下水架滑板仍与滑道相紧贴。 若ω ▽ ·S B ＜ WcSG ，则船以滑道末端为支点而发 生艉落现象（也称仰倾现象），如图6 一4 所示，此 时反力R 集中于滑道末端，使船受到损伤。
船舶气囊下水船体梁的结构计算方法
船舶气囊下水船体梁的结构计算方法
船舶气囊下水船体梁是中国船舶设计和制造中一项重要技术，它起着密切关系到船舶性能及安全的作用。
气囊下水船体梁的计算方法是船舶设计与制造的重要组成部分，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。
船舶气囊下水船体梁的结构计算方法以水动力模型试验或者水动力数值计算方法为基础，结合结构安全性评价标准，采用综合参数确定船体梁的结构尺寸。
在确定船体梁结构尺寸的计算方法中，考虑到船舶水动力模型试验数据不容易得到，也非常昂贵，通常采用水动力数值计算方法。
首先，在水动力数值计算的基础上，需要计算船体梁的抗弯刚度和抗弯承载力，这一步是用来检验船体梁的结构安全性。
其次，考虑到船舶在航行过程中受到推力和转矩的影响，在计算船体梁结构尺寸时，也需要考虑推力和转矩的作用，以确定船体梁的尺寸及其安全性。
最后，根据抗弯刚度、抗弯承载力和推力转矩的要求，确定船体梁的尺寸，以满足船舶的性能要求。
总之，船舶气囊下水船体梁的结构计算方法是一项重要的技术，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。
从而保证船舶的安全性及其性能，为中国船舶的发展积累经验，提供技术支撑。
船舶下水计算
2-9
第二阶段
艉落是一种很危险的现象．船舶下水过程中不允许发生这 种情况。，如果根据计算结果发现可能产生艉落时．通常 采用的方法有： (1)增加滑道水下部分的长度，在 这种情况下，滑行同样 的距离，使重心经过滑道未端的时间推迟．从而使 WcSG 减少．则可增加抗仰倾力矩。 (2)在船首部分加压载，可使重心移向船首，减小重力对滑
即
lR
?
Wc
? lG
???
R
? lB
?
Wc ? lG Wc
??? ???
? lB
在计算浮力 ω ▽及浮力位置时，通常认为下水架的自重
、重心及其本身的浮力、浮心相当，因而只需依据邦
戎曲线计算船体部分的浮力及浮心位置就行了。
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第二阶段
在下水第二阶段中，必须注意是否会发生艉落现象。当船 的重心G 已经过滑道末端之后，而船尾尚末浮起时， 重 势 船 线力，尾至对而下滑滑浮落道道力的末末 对 作 端端 滑 用 的的 道 ， 距力 末 其 离矩 端 中 。的MSG力w和=矩WS McBS分▽G别有= 为使ωW船▽c尾和·下Sω落B▽有的作阻趋用止
在这个阶段中 ，船舶不再沿平行于滑道的方向移动，下 水架的滑板只有前支点与滑板相接触，如图 6 一5 所 示。
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第三阶段
艉部开始上浮时，滑道反力 R 一般约为（ 0.25 一0.3 ）Wc。 在理沦上，此力集中作用于下水架前支点处，故该处所受 到瞬时压力很大。船尾开始上浮时可能出现的不利情况 (1)因滑道反力 R 集中作用于下水架前支点处，可能损坏下 水设备及船体结构； (2)当船舶绕前支点转动时，艏柱底部可能撞击船台，损坏 船首结构和船台。 艉浮是船舶下水过程中必然发生的现象，通常可采用下列 措施以消除由此而产生的不利情况。
双体船排水量计算公式
双体船排水量计算公式双体船是指由两个并排的船体组成的船只。
由于其特殊的结构设计，双体船在排水量计算上有一些不同于传统单体船的公式。
本文将介绍双体船排水量计算的相关公式及其推导过程。
首先，我们需要了解一些基本的概念和定义。
1.船体长：指双体船两个船体中心线之间的距离，通常以L表示。
2.船体宽度：指双体船两个船体外侧之间的距离，通常以B表示。
3.船体高度：指从船体基准面（通常是船底）到船体顶部的距离，通常以H表示。
根据上述的定义，双体船的排水量可以通过以下公式计算：V=V1+V2其中，V1和V2分别为两个船体的排水量。
对于传统的单体船来说，其排水量可以通过船体的长、宽、高等参数计算得出。
但对于双体船来说，由于存在两个船体，各个参数的计算稍微复杂一些。
接下来，我们将推导出双体船排水量计算的具体公式。
首先，我们可以通过船体的形状和船体参数计算出每个船体的体积。
对于一个船体来说，其体积可以近似地认为是一个长方体加上两个半椭球形的体积之和。
船体底部的长方体部分的体积可以通过以下公式计算：V1=L*B*H1其中，H1为船体的高度。
船体两侧的半椭球形部分的体积可以通过以下公式计算：V2=2/3*π*(B/2)^2*(L/2)其中，π为圆周率。
将上述两个公式代入排水量计算的公式中，可以得到双体船的排水量计算公式：V=L*B*H1+2/3*π*(B/2)^2*(L/2)这是双体船排水量计算的基本公式。
通过该公式，可以根据船体的长、宽、高等参数快速计算出双体船的排水量。
需要注意的是，上述公式是基于船体形状的简化模型推导得出的，实际的双体船可能存在更加复杂的形状和结构，因此在实际应用中可能需要更加精确的参数计算和模型分析。
总结起来，双体船的排水量可以通过两个船体的体积之和来计算。
每个船体的体积由船体的长、宽、高等参数计算得出。
通过计算船体底部的长方体部分和船体两侧的半椭球形部分的体积之和，可以得到双体船的排水量计算公式。
海军部系数公式
海军部系数公式
海军部系数公式一般用于计算舰船的吨位和排水量。
根据中国海军部制定的系数公式，舰船的吨位可以通过如下公式计算：吨位 = （长× 宽× 垂深）/ 5.92
其中，长、宽和垂深分别为舰船的长度、宽度和吃水深度。
计算结果的单位为吨（ton）。
排水量的计算公式如下：
排水量 = 入库吃水体积× 浸没系数
其中，入库吃水体积为舰船航行时的吃水体积，浸没系数是根据舰船的结构特点和性能参数确定的一个系数。
排水量的计算结果的单位也为吨（ton）。
需要注意的是，这些公式仅适用于中国海军部制定的舰船吨位和排水量计算方法，其他国家或组织可能采用不同的计算公式。
船舶下水
二、船台纵向下水计算
尾跌落判断 当重心滑过滑道末端后，如果浮力对滑道末端力 矩小于重力对滑道末端力矩，将发生尾跌落。军船 由于重心靠近船中稍偏后，不易发生尾跌落；民船 由于大多采用尾机舱/后上建形式，重心靠后，较易 发生尾跌落。 不发生尾跌落的条件如下：
三、船台纵向下水强度校核
总纵强度校核 在尾浮时刻，船体主要受到尾部浮力和 首部支反力的作用，船体将处于最大中垂状 态。在最小抗昂倾力臂时刻，船体处于最大 中拱状态。因此，需要对总纵强度进行校 核
四、下水操作安全措施
合理选择下水时机：
由于首跌落或尾跌落的发生，很大程度上 是由于潮位太低，浮力不足以克服船体重力/ 力矩造成的，合理选择下水时机可以提高下 水时的潮位，达到安全下水的目的。
船舶下水
高等工程力学 上海交通大学工程硕士船舶与海洋专业
船舶下水
一、船舶下水的方式 二、船台纵向下水计算
三、船台纵向下水强度校核 四、工艺措施
五、计算实例
一、船舶下水的方式
船坞下水 纵向船台下水 滚珠下水 牛油下水 横向船台下水 浮船坞下水 气囊下水 起吊下水 浮箱下水（研究中）
一、船舶下水的方式
0.14
Time Velocity
10 20 30 40
1
2
3
4
5
20 40 60 80 100
Stern Lift
五、计算实例
Trav el - metres
120 140 160
FXXP下水速率曲线图
五、计算实例
NAPA 计算结果 TRIBON计算结果 摩擦系数 水阻力系数
NAPA
ƒ= k1 + k2 ( x/x1 - k3 )2
排水量系数
排水量系数
排水量系数是指船舶所占据的水体体积和船舶自身的体积之比，通常用来评估船舶的载重能力和稳性。
排水量系数可以用以下公式计算：
排水量系数 = 船舶排水量 / （L x B x T）
其中，L表示船舶的长度，B表示船舶的宽度，T表示船舶的吃水深度。
船舶排水量是指船舶浸入水中的体积，包括船舶本身的体积以及其载货、载油、载水等带入的体积。
排水量系数的大小通常越小越好，因为排水量系数越小表示船舶自身的体积相比所占据的水体体积越小，其稳定性和操控性会更好。
一般来说，大型货船和油轮的排水量系数通常在0.70至0.85之间，而小型近海渔船和快艇的排水量系数则通常在0.35至0.60之间。
除了排水量系数，航海工程中还有一些其他的重要指标，如吨位、载重水线、自由板等。
吨位是指船舶的容积，通常有净吨位和总吨位两种。
载重水线是指船舶装载最大载荷后的水线位置。
自由板是指船舶船壳上方水面和船底之间的距离，对船舶的稳性和速度有很大影响。
综上所述，排水量系数是航海工程中的一个重要指标，可以反映船舶的载重能力和稳定性。
在实际应用中，需要结合各种指标来评估船舶的性能和适用范围。
船舶船坞下水计算
船舶船坞下水计算作者：田少男来源：《广东造船》2017年第05期摘要：介绍了船舶在船坞下水中的稳性计算、受力分析及应对措施。
关键词：下水；浮船；计算中图分类号：U671.5 文献标识码：ACalculation of Ship Launching in DockTIAN Shaonan（ Guangxin Shipbuilding &Heavy Industry Co.， Ltd. Zhongshan 528437 ）Abstract： This paper describes the stability calculation， stress analysis and the relative countermeasures during ship launching and floating in dock.Key words： Launching； Ship floating； Calculation1 前言船舶下水根据不同船厂、不同船型其下水方式有很多种，其中最简单、最安全的下水方式之一是船坞下水。
但船坞下水也存在一定风险就是首尾起浮时间的不同会导致首部或尾部外板及内部结构受到坞墩较大的支撑反力而变形。
本文以78 m工作维护船为例，对船舶起浮过程中各种状态进行受力分析和下水后的稳性计算，从而判断船舶是否可以安全下水.2 船舶主尺度及下水重量、重心位置4 下水受力分析根据表2下水后的首尾吃水，可以判断在水位上涨过程中船舶首部先起浮，故可将FR10肋位的木墩做为首部起浮过程的旋转支点。
通过水位上涨浮力不断增大，最终当首尾吃水为3.07m时：船舶浮力：F=2 851.03 t浮心位置：X=35.474；Y=0；Z=1.646。
重力矩：2 873.37x29.24=84 017.3（t·m），浮力矩：2 851.03x29.47=84 031.0（t·m）重力距与浮力距近似平衡，此时尾部达到将浮未浮状态，尾部FR10肋位支点受力为：2 873.34-2851.03=22.64 t根据墩位布置图在FR10处有2个木墩，平均每个墩位受力为11.32 t，不会引起外板及内部结构变形。
1250teu集装箱船下水计算书(新)
目录一．船舶主尺度－―――――――――――――――――――――――3二．下水布置及船台数据――――――――――――--――――――――3 三．下水重量重心汇总―--――――――――――――――――――――4 四、艉浮计算――――――――――――――――――――――――――4 １．假定不同尾吃水时船的浮力及浮力矩计算--------------------- 4 ２．下水曲线图――――――――――――――――――――――――4 ３．艉浮计算―――――――――――――――――――――――――5 五．全浮计算――――――――――――――――――――――――― 5 １．全浮计算―――――――――――――――――――――--------5 ２．初稳性计算――――――――――――――――――---------- 7 六．计算结果汇总――――――――――――――――――――――― 8一．船舶主尺度总长（Ｌoa）-------- -- ------约 161.09 m两柱间长（Ｌpp）------------- ----- 151 m型宽（Ｂ）------------------- 25.00 m型深（Ｄ）------------------- 13.90 m设计吃水（Td）------------------- 9.60 m结构吃水（Ts）-------------------- 9.90 m二．下水布置及船台数据（一）基本情况：船台-------------------------------圆弧型船台龙骨坡度-------------------------------圆弧R为8000m艏支架假定设在：-----------------------FR193处船底距轨道上表面高---------------------1.7 m坞道末端-------------------------------取510m处潮高-----------------------------------1.438（实取1.5m）（二）小车配置：艉车1-6节： 350t/节*6＝2100t节车7-27节350t/节*21＝7350t艏车１节800t/节*1＝800t三、下水重量汇总以12#空船重量为依据，预估为8000t四、艉浮计算当船体重力对艏支点的力矩等于船体浮力对艏支点的力矩时船开始艉浮。
船舶排水量
船舶排水量船舶在船艏和船尾都有标准的吃水刻度线，计算排水量时，只需要根据吃水深浅和所处的水体（分淡水、近海、海水）进行换算，经过计算便可以得出船舶排水量的数据。
排水量有东西方两种标准，其中轻载（空载）排水量、标准排水量和满载排水量东西方标准大至一致，区别主要在于正常排水量为西方标准所没有。
一、轻载（空载）排水量：装载条件A （空载）——舰船具备进入服役的完整状态，计入永久性压载（固体和液体的）、维修备件、航空移动支持设备、使机械达到操作状态的必须的液体，但不计入任何可变载荷（供应品、贮备、弹药、舰员和行李、货物、飞机和航空用品、乘员、海水压载、燃油和其他储备舱柜内的液体）。
装载条件B （最小可操作状态）在正常操作状态下的具备最小稳性的状态（根据船的液体装载指示书）。
对军船，近似于舰船在海上长期航行后投入作战时的最终状态。
此时液体的重量和位置都能保证最佳的稳性、纵倾。
装载条件C（最佳战斗状态）一一对应于完成最小作战任务的状态，计入最大弹药基数和三分之二的供应品、燃油、滑油等。
燃油分布和海水压载符合液体装载指示书规定，但服务舱柜假设为半满、每项机械设备对应的一半储藏柜假设为空。
该条件多用于装备有反潜作战系统的舰船。
二、满载排水量：满载（合同）——舰船具备进入服役的完整状态，装载条件A 加上规定的人员、行李、最大允许量的弹药、最大允许量的飞机和车辆及其备件和库存品、按照设计规格书规定的任务期间的供应品和贮备品、满足续航力要求的足够的燃油、防摇舱液体、按照液体装载指示书规定的必须容量的舱内液体、正常装载的货物或者最大容量的部分。
用于重量估算。
满载（出港）——满载（合同）状态中燃油、滑油的95%、给水的100%。
用于倾斜试验。
装载状态E （最大容量装载）一一舰船具备进入服役的完整状态，装载条件A加上可安置的最大数量的人员和行李、最大储存量的弹药、最大允许量的飞机和车辆及其备件和库存品、舱柜以最大容量装载液体（燃油舱为95%，淡水舱为100%），最大数量的货物和供应品，但不应使吃水超过最大限制。
船舶下水局部强度计算滑道反力模拟
方法的准确性。 进行船底局部强度分析，就是通过计算船底支墩反力作用区船底结构的相当应力
分布，并以最大应力与许用应力比较，从而预测船舶在下水过程中是否发生永久局部 变形或破损。
当前结构有限元方法已经发展成熟，而且有限元计算软件应用广泛，能更准确评 估船舶下水安全。因此，船舶下水强度计算大都采用结构有限元方法。
最后，比较两种算法的结果，得出结论：作船舶纵向下水局立ｆ！分析时，用弹性 支墩代替直接加支撑力更合理，分析结果更接近实际值，具有实际工程意义。
关键词：船舶下水强度；有限元分析；结构有限元建模：船舶建造：集装箱船。
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ａ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌａｓｔｉｃ·ｂｏｄｙ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｈｉｐ ｅｎｄ ｌａｕｎｃｈ
工作量小。本章将着重讨论下水静力学方法。
１．１船舶纵向下水布置概述
１．１，１船舶下水却置图。 船舶纵向下水在船台上进行，船台上安装两条滑道，以１／２２—１／２０的斜率向下水
方向倾斜。船舶通过地步支墩和滑板坐于滑道上。在滑板与滑道之间，添以油脂或滚 珠，船体在自身的重力作用下，沿滑道下滑入水。典型的下水布置如图卜ｌ，图卜２
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｌａｕｎｃｈ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ（ｓｕｃｈ ａｓ ｗｏｏｄｅｎ ｂｌｏｃｋｓ ａｎｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｗａｙｓ），ｔｈｅ ｈｕｌｌ ｉｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ａｓ ａｎ ｅｌａｓｔｉｃ ｂｅａｍ ａｎｄ ｌａｕｎｃｈ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ａｓ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇｓ，ＳＯ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｏｎｅ ｂｙ ＦＥＭ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｎｏｔ ｏｎｌｙ
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三角形分布（见图6-13），前端及后端处滑道所承受的压
力为：
P R 1 lb
S
P 0 2
(6-10)
③当反力R的作用点至前支点的距离 l
l S
时，因滑板与滑
3 R
道之间不能承受拉力，故两者之间的有效接触长度
l' 3l
S
R
滑道压力沿有效长度l' 的分布如图6-14所示，前端及后端处 S
滑道分别承受的压力：
C
作用力R的作用点至前支架端点的距离分别为l 、l 、 l
G
B
R
（见图6-3）则在该阶段中力及力矩的平衡方程式为：
W R C
（6-2）
W l l Rl
CG
B
R
7
反作用力： 反作用力距前支点的距离：
R WC
lR
Wclg
lB
R
※尾下落
★当船的重心G已在底滑道末端之后，而船尾尚未浮起
首下落重量。
C
二、下水计算
（1）根据第二章中关于重量及重心计算的基本原理，尽 可能正确地计算下水重量及重心位置；
（2）绘制如图6-9所示的下水布置图，并注明有关尺寸； （3）确定船舶滑行某一距离x时的首尾吃水；
d h x
d h x L （6-4）
F
A
（L为船舶垂线间长，α为龙骨坡度，β为滑道坡度）
当船首下落至静止水线时，因有惯性作用，船首将继 续下沉，在首垂线处下沉的最深水线与静止水线之距离t´ 称为首沉深度，通常t´=1.1t。
（5）避免措施： ①增加滑道入水部分的长度； ②等待潮水更高时下水； ③中心凹槽； ④在滑道末端增加河床深度。
（6）下水船舶在离开滑道之后，由于惯性作用将继续向前 滑动，故应采取适当措施使船停止运动。 ①抛锚； ②制动； ③在舵的后面绑一块横向木板。
★ 下水架的两端比较坚固，以支持船体首尾两端的尖 削部分，分别称为前支架及后支架。
★ 下水架的长度约为船长的80%，船体首尾两端各有
10%左右的长度悬空于下水架之外。
★ 滑板的支承总面积
A
W C
P：润滑油脂的许可平均压力） p
（W C
：下水时总重量；
★ 滑板宽度 b A（l：下水架长度；n：滑道数目） ln
l l
（6-5）
C
G
R
（式中：l 为下水船舶重心G至滑板前端的距离；l 为滑道
G
R
反力R的作用点至滑板前端的距离）
（2）压力分布及大小
设：滑道压力沿滑道长度按梯形分布（见图6-12)，则
P R (2 3lR )
1 lb
l
S
S
（6-7)
P2
R lSb
(3 lR lS
1)
（其中：b为每条下水滑道的宽度，P 、P 分别为滑板前端和
或
W sin f W cos
C
S
C
（6-1）
tan f S
二、第二阶段
（1）自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止。
（2）运动特点：船的运动仍平行于滑道。
（3）受力分析：作用力有：
※船体下水重量W ； C
※浮力 （其中 为船舶入水部分的排水体积）；
※滑道的反作用力R 。设下水重量W 、浮力及反
※摩擦力F fW cos ，f为摩擦系数，其数值与润滑油脂的 C 性质及温度有关。f又分为静摩擦系数 f（船在开始滑动时 S ）和动摩擦系数 f（船在滑道上运动时），通常f的数值为： d
※滑动条件
f 0.03 ~ 0.07 S
f 0.02 ~ 0.05 d
船舶在本身重力作用下沿滑道滑动的条件是：
（3）辅助设备
● 套牢装置：防止船在开始下水之前滑板可能滑动 ● 导向挡板：防止船在下水过程中滑板发生偏斜 ● 制动装置：使船在下水后能迅速停止于预定位置 ● 驱动装置：使船在开始下水时能迅速滑动
§6-2 下水阶段划分
一、第一阶段
（1）自船舶开始下滑至船体尾端接触水面为止。
（2）运动特点：平行于滑道运动。
1~1 15 20
◆ 大型船舶（船长200m以上）： β=
1~1 20 24
大船的滑道坡度一般较小，以免船首部分离地过高，影 响施工，船的龙骨坡度α与滑道坡度β大体相同，有时α较β 约小 。 1 ~ 1
100 200
（2）运动部分
运动部分在下水过程中与船舶一起滑入水中，称为下 水架。
★ 下水架的底板称为滑板，在滑板与滑道之间敷有润 滑油脂，使滑板易于滑动。
⑤下水重量对于下水架前支点的力矩
M' W
W l CG
常数（水平直线）；
⑥浮力ω▽对于下水架前支点的力矩
M ' l f (x)（曲线）。
B
4
3、4阶段
1、2阶段
5
1ห้องสมุดไป่ตู้
6
2
R
34
（2）特点
①下水重量 W 与浮力ω▽曲线之差即为船在不同行程 C
时滑道的反力R。
②
M
'
直线与
M
'
曲线的交点（A点）表示船尾开始上
1
2
后端处滑道所受的压力）
二、下水第二阶段
（1）受力：当下水进入第二阶段时，船体受到浮力的作
用，这时滑道反力R及其作用点至前支点的距离 l 可由下
R
式决定：
W l l
R W C
l CG
B
R
R
(6-8)
（2）压力分布及大小：与R的作用点的位置有关
l
①当反力R作用点位于滑道接触长度中央的
★条件： S W S 发生尾下落（见图6-4）
B
CG
S W S 不发生尾下落
B
CG
★避免措施
● 增加滑道水下部分的长度；
● 在船首部分加压载重量，使重心G向船首移动，减小重量对滑道
末端的力矩；WC SG
●增加滑道坡度
；
●等待潮水更高时下水。这相当于增加滑道水下部分的长度
三、第三阶段
W
浮，与之相应的 x 表示船尾开始上浮时的行程数值。
1
③若 M 曲线位于 M 曲线之上，则 M M ，不发
W
生尾下落现象，反之，发生尾下落。
W
④当下水进入第三阶段后，其浮力随行程的变化规律
与一、二阶段不同，设行程 x 表示下水架前支点已离开滑
2
道末端，若 W ，则将发生首下落现象，其差数d即为
§6-4 滑道压力计算
为了保证船舶安全下水，还应对滑道压力进行计算，
以便检验润滑油脂、滑道及前支架是否能承受该项压力。 船舶在下水过程中，滑道上的受力情况是变化的，故对压 力计算也需分阶段进行。
一、下水第一阶段
（1）受力：整个下水重量完全由滑道支承，滑道的反力
R等于下水重量W ，即
C
W R
③在船尾上浮处的前支架下方的滑道结构给予适当加强 ④两滑道后端的中间挖一凹槽，以免船首底部碰触船台
四、第四阶段
（1）自下水架前支点离开船台滑道至船舶停止运动为止
（2）运动情况：
①船已完全浮起；
②船舶的下水重量仍大于浮力，则将发生船首下落现 象，下水重量与浮力之差称为下落重量。
（3）下落高度t:前支架离开滑道末端时的水线与船在自 由浮起时首吃水之差。 （4）首沉深度t´
从P1、P2的变化，可以判断船体和滑道需加强的部位及 范围。
三、纵向下水布置概述
1、下水设备
（1）固定部分：固定部分由木方铺成，称为滑道。 1
滑道通常采用两条，其中心线之间的距离约为船宽的 3
。滑道坡度β一般取为
1 12
~
1 24 ，其具体数值视船的大小而定：
◆ 小型船舶（船长100m以下）： β=
1~1 12 15
◆ 中型船舶（船长100m～200m）：β=
§6-1 概 述
一、下水定义
船舶在船台上或船坞内建造到一定程度后便可下水， 即将原在船台上或船坞内呈支撑状态的船进入水中呈漂浮 状态。
二、下水方式
1、起重机吊：小船造好后可以用起重机把它吊到水中
2、造船坞下水：船在船坞内建造，造好后向船坞内放 水使船浮起再拖到船坞外的水域中。造船坞是目前解决大 型船舶建造和下水的较好设施，适合于水位落差不大的地 区（如沿海）。
④以尾吃水为横坐标，绘制浮力ω▽曲线、M ' 曲线及M ' 直
W
线；
⑤在 M ' M ' 处得对应尾吃水，对应的浮力ω▽也可查得；
W
⑥同理假定另外几个x值，可确定每个x下对应的ω▽；
⑦绘制下水曲线中 x x 阶段的浮力曲线。 1
（7）为了估计船在入水后的浮态及稳性，尚需计算船舶下 水后的首尾吃水及初稳性高。
（1）自船尾开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止
（2）运动特点：船舶不再沿平行于滑道的方向移动，下水架的滑板 只有前支点与滑道相接触。
（3）上浮条件：当船尾开始上浮时，下水架滑板前端成为支点，因 而船尾开始上浮的条件必然是：
W l l
CG
B
（4）受力特点：① W R C
② W l l
3、船台重力下水：即船舶在本身重力的作用下沿船台 倾斜滑道滑入水中，是常用的下水方法。主要包括纵向下 水和横向下水两种。
（1）纵向下水：船体的中纵剖面平行于滑道运动。如 川东厂的纵向楔形小车。
（2）横向下水：船体的中横剖面平行于滑道运动。如 东风厂的横向梳式滑道下水。
鉴于我国各主要船厂普遍采用纵向下水方式，故在本 章中只限于讨论船舶纵向下水的计算。