第三章 稳性汇总
船舶静力学:第3章 初稳性
1 2
y12dx
L/2 L / 2
1 2
y22dx
0
上式表示WL水线面对o-o轴的静矩为零,故该轴一定通过水线面的形心。 可见,两等体积水线面的交线必过原水线面的漂心(形心)。
二、浮心的移动
为便于研究浮心的移动,先介绍重心移动原理。 如图两物体W1,W2,重心为g,g1, 总的重心 为G,对g点取矩
由于 f 为小量
M R GM f
由复原力矩的方向,或G点和M点之间的关系,可以判断船舶平衡
的稳定性。
1)G在M之下, GM 为正值,MR为正值,与倾斜方向相反,外力消 失后可回复到原平衡位置,则原平衡状态为稳定平衡;
2)G在M之上, GM 为负值,MR为负值,与倾斜方向一致,外力消 失后,船舶在MR作用下继续倾斜,则原平衡状态为不稳定平衡; 3)G与M重合, GM 为零,MR为零,外力消失后,船舶不动,则原 平衡状态为中性平衡或随意平衡。
• >0 : 稳定平衡;=0:中性平衡;<0:不稳定平衡。
• 若系统处于稳定平衡状态,则:
F 0;M 0
P 2P l 0; l 2 0
• 打破平衡需要外力做功,或由外界输入的能量大于阀值H(h)。
船舶受外力矩作用,WL 不变,但形状变化,B
W1L1,W,G 不变,故▽大小 B1,复原力矩
M R GZ
t
aw1 w0
aw1
IT
2 3
L y3dx 2
0
3
L ( a )3 dx a3L
02
12
KB
1 2
w1a
BM IT a3L 1 a 12 atL 12w1
GM
KB BM
KG
1 2
船舶原理练习题3章(航海)有解答【可编辑范本】
《船舶原理》练习题3章【第3章】稳性概念(GM,BM)1【第3章】初稳性初步错误!未定义书签。
【第3章】初稳性高GM错误!未定义书签。
【第3章】横稳心高KM错误!未定义书签。
【第3章】载荷重心高度KP错误!未定义书签。
【第3章】自由液面之影响错误!未定义书签。
【第3章】轻货操作之影响错误!未定义书签。
【第3章】大倾角稳性初步错误!未定义书签。
【第3章】复原力臂GZ初步错误!未定义书签。
【第3章】静稳性曲线错误!未定义书签。
【第3章】动稳性曲线错误!未定义书签。
【第3章】稳性衡准数错误!未定义书签。
【第3章】临界初稳性与重心高度错误!未定义书签。
【第3章】横摇周期与GM关系错误!未定义书签。
【第3章】横倾角判断初稳性错误!未定义书签。
【第3章】观察现象判断初稳性错误!未定义书签。
【第3章】稳性的调整原则错误!未定义书签。
【第3章】垂向移动载荷调整稳性错误!未定义书签。
【第3章】增减载荷调整船舶稳性错误!未定义书签。
【第3章】改善稳性之措施错误!未定义书签。
【第3章】初始横倾角的调整错误!未定义书签。
【第3章】稳性概念(GM,BM)·2按作用于船上外力矩的性质,将船舶稳性划分为。
A。
静稳性和动稳性B. 横稳性和纵稳性C. 大倾角稳性和初稳性D。
破舱稳性和完整稳性·3 按船舶横倾角的大小,将船舶稳性划分为。
A。
横稳性和纵稳性B。
破舱稳性和完整稳性C。
大倾角稳性和初稳性D。
静稳性和动稳性·4 按船舶的倾斜方向,将船舶稳性划分为。
A.横稳性和纵稳性B。
破舱稳性和完整稳性C. 大倾角稳性和初稳性D。
静稳性和动稳性·6船舶稳性从不同的角度可分为。
A. 破舱稳性和完整稳性B。
初稳性和大倾角稳性C. 动稳性和静稳性D。
A、B、C均是·7 船舶倾斜前后,重力和浮力。
A. 大小不等,浮心位置不变B. 大小不等,浮心位置改变C。
大小相等,浮心位置不变D。
大小相等,浮心位置改变·8 船舶受外力作用发生等容微倾时其会发生较明显变化。
第三章 稳性
第三章稳性第一节稳性的基本概念(一)船舶平衡的3种状态1、稳定平衡>0G点在M点之下,GM>0,MR2、随遇平衡=0G点与M点重合,GM=0,MR3、不稳定平衡<0G点在M点之上,GM<0,MR(二)稳性的定义船舶稳性是指船舶受给定的外力作用后发生倾侧而不致倾覆,当外力消失后仍能回复到原来的平衡位置的能力。
(三)稳性分类分类方法: 按倾斜方向、倾角大小、倾斜力矩性质、船舱是否进水┏破舱稳性稳性┫┏初稳性(小倾角稳性)┃┏横稳性┫┏静稳性┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫┗纵稳性┗动稳性其中,倾角小于等于10-15度称为小倾角,否则称为大倾角。
倾斜力矩性质指静力或动力,或者说有无角速度、角加速度。
第二节 稳性指标的计算(一) 船舶初稳性的基本标志 1.稳心M 与稳心距基线高度KM船舶小倾角横倾前、后其浮力作用线交点称为横稳心,简称稳心。
稳心M 距基线的垂向坐标称为稳心距基线高度。
2.初稳性的衡准指标稳心M 至重心G 的垂距称为初稳性高度GM 。
初稳性高度GM 是衡准船舶是否具有初稳性的指标。
初稳性高度大于零,即船舶重心在稳心之下,船舶就有初稳性。
3.初稳性中的假设(对于任一给定的吃水或排水量)(1)小倾角横倾(微倾);(2)在微倾过程中稳心M 和重心G 的位置固定不变;(3)在微倾过程中浮心B 的移动轨迹是一段以稳心为圆心的圆弧; (4)在微倾过程中倾斜轴过漂心。
(二)初稳性高度GM 的表达式GM=KB+BM-KG=KM-KG (三) 初稳性高度的求取1、 KM 可在静水力曲线图、静水力参数表或载重表中查取。
2、 KG 的计算式中,P i —— 组成船舶总重量(含空船重量等)的第i 项载荷,tZ i —— 载荷P i 的重心距基线高度,m3、Z i 确定(1)舱容曲线图表查取法船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表,利用舱容曲线图表,可方便确定舱内散货或液货的重心高度Z i ,方法如下:i )对于匀质散货或液货,已知货堆表面距基线高度,在图中左纵轴上对应点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点,过B 点做垂线交上横轴得C 点,对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。
稳性的定义专业知识讲座
曲线与横坐标轴旳交点即为稳性消失点,相应旳横倾角称为稳性消失角θV, 自0~ θV称为稳性范围。对于一般装载状态下旳货船而言, θV约为70 ~ 80 。
第三章 船舶稳性
第三章 船舶稳性
第五节 船舶动稳性 指船舶在动态外力矩作用下计及横倾角加速度和惯性矩旳稳性。
随遇平衡 :重心G与稳心M重叠,GM=0,MR=0 不稳定平衡:重心G在稳心M之上,GM<0,MR<0
第三章 船舶稳性
处于稳定平衡状态旳船舶,其复原能力旳大小取决于倾斜后产生旳稳性 力矩或复原力矩旳大小。
MS = 9.81Δ•GZ=9.81Δ•GMsinθ 二、船舶稳性旳分类 1.按倾斜方向分类 横稳性:系指船舶在横倾力矩旳作用下,饶纵向X轴旳横向倾斜称为横倾, 船舶在横倾时旳稳性称为横稳性。 纵稳性:指船舶在纵倾力作用下,绕横向Y轴旳纵向倾斜称为纵倾,船舶在 纵倾时旳稳性称为纵稳性。
船舶横摇周期:是指船舶横摇一种全摆程所需旳时间(s)。 船舶自正浮起横摇至一舷旳倾角称为一种摆幅,4个摆幅称为一种全摆程。
第三章 船舶稳性
三、船舶稳性调整 稳性调整旳措施可概括为:船内载荷旳垂向移动及载荷横向对称增减调 整船舶初稳性高度。 1.载荷垂移法调整GM 载荷垂向移动调整船舶稳性旳手段适应于配载计划编制阶段。 因为载荷垂移前、后船舶排水量不变,故初稳心距基线高度KM不变,所 以,载荷垂移所引起旳船舶重心高度变化量在数值上就等于初稳性高度该变 量。船舶在配载计划编制时,经校核后若稳性过大,可将载荷上移;反之将 载荷下移。
GM能够作为衡量船舶初稳性大小旳基本标志。欲使船舶具有稳性,必须 式GM>0。
货运_ch3_稳性_整理版
M s GZ0 M fi (GZ 0
即 GZ
M
fi
)
M d ld 。 ld 可以作为船舶动稳性大小的基本标志。
了解极限动平衡角、最小倾覆力矩,理解初始横倾角及甲 板进水角对最小倾覆力矩的修正。了解的动稳性曲线作用。 五、载荷变动船舶稳性的影响:
GZ 0
KM:查取船舶静稳性曲线图,静水力曲线参数表或载重表。 5、当存在自由液面时求初稳性高度 GM f : 说明:存在自由流动液体的处 所,液面变化和船舶倾斜是一 致的。不同的在于船舶的重心 不会改载荷的横移。1、所以:
ld
,
2、减小自由液面对船舶稳性影响的方法: () 三、大倾角静稳性 1、船舶发生倾斜大于 10~15,等容倾斜。 2、大倾角稳性的基本标志:GZ(静稳性力臂) GZ 的求取方法(借助于稳性交叉曲线有三种求取方法) : 1 、分析:船舶载荷的分布是变化 的, ,取决于轻重货物的和油水分 布来。 因此 KG 求算。 浮力作用线 B1O 它是垂直于水线的,它取决于 排水量和倾角 。因此定点 J, 到 B1O 距离 JJ1 就只与 和排水量 有关系。那么求取 GZ: ①JJ1 随 , 变化的情况②求出 KG ③算出 J 与 G 的距离 具体讲:
M
fi
( M fi 查表即可)
第二种方法:重心高度修正法 依据:将自由液面对船舶的影响是使船舶的重心高度升高。
1、载荷横移:
KG KG0 GM f KG0
ix
tan
M s1 GM0 sin pq1q2
又 P=; l z
GZ 0 KN KG0 sin GZ KN KG sin
客船安全管理与操作实务 第三章
(五) 船舶具有稳性的条件
第二节 客船应满足的稳性要求
我国及IMO对客船完整性的衡
准
我国及SOLAS公约对客船稳性
的特殊要求
(一)我国及IMO对客船完整性的衡准
一、IMO完整稳性衡准数的具体要求:
《在核算装载状况下经自由液面修正后》
1、初稳性高度GM不小于0.15m ; 2、大倾角稳性的要求 :
1) 在横倾角0~30°之间,静稳性曲线下面积应不小 于0.055 m•rad;
(七) 滚装客船横稳性和纵稳性
(七) 滚装客船横稳性和纵稳性
(七) 滚装客船横稳性和纵稳性
滚装客船的特点: 1、 运输汽车或者集装箱和旅客 2、 型深设计较大,导致重心较高(合理的GM值) 3、首尾开门,特殊的装卸方式导致装卸时吃 水差变化,会导致稳性突然变化。 4、水下的特殊的线形导致船舶在艏倾时,稳 性迅速恶化。 5、上层建筑高大,吃水较浅,受风面积大, 一般水上面积是水下面积的3~4倍。 6、前后连通的汽车甲板。
第三章 客船稳性、吃 水差和强度
目前客船安全的几个要点:
稳性 抗沉性
吃水(差)
船舶强度 火灾 操作性事故
第一节 客船稳性和吃水差
稳性的定义和分类 船舶具有稳性的原因
船舶的平衡状态及分类
稳性大小与船舶航行的关系 船舶具有稳性的条件 吃水差 滚装客船横稳性和纵稳性
2-3_船舶初稳性
中国石油大学(华东)
稳性的分类和研究方法(3 稳性的分类和研究方法(3)
通常把稳性问题分为下面两部分进行讨论:
(1)初稳性(或称小倾角稳性):一般指倾斜角度小于10° (1)初稳性(或称小倾角稳性):一般指倾斜角度小于10°~ 15 °或上甲板边缘开始人水前(取其小者)的稳性。 或上甲板边缘开始人水前(取其小者) (2)大倾角稳性:一般指倾角大于10° 15° (2)大倾角稳性:一般指倾角大于10°~15°或上甲板边 缘开始入水后的稳性。 – 把稳性划分为上述两部分的原因是,在研究船舶小倾 角稳性时可以引入某些假定,既使浮态的计算简化, 又能较明确地获得影响初稳性的各种因素之间的规律。 此外,船舶的纵倾一般都属于小角度情况。大角度倾 斜一般只在横向倾斜时产生,因此大倾角稳性也称为 大倾角横稳性。
– 纵稳心半径
» 式中:ILF为水线面面积Aw对于通过该水线面漂心F的横轴 式中:I 为水线面面积Aw对于通过该水线面漂心F 的纵向惯性矩 » IL为水线面面积Aw对于通过该水线面中站处Oy横轴的纵 为水线面面积Aw对于通过该水线面中站处Oy横轴的纵 向惯性矩 为水线面WL的漂心F » xF为水线面WL的漂心F的纵向坐标。
– 船舶复原力矩的计算及其有关的影响因素。 船舶复原力矩的计算及其有关的影响因素。
中国石油大学(华东)
稳性的分类和研究方法(1 稳性的分类和研究方法(1)
横稳性和纵稳性 船舶在任何方向的倾斜,可分成如下两种基本浮态:
– 船舶的横向倾斜,即向左舷或右舷一侧的倾斜(简称横 船舶的横向倾斜,即向左舷或右舷一侧的倾斜(简称横 倾); – 纵向的倾斜,即向船首或船尾的倾斜(简称纵倾)。 纵向的倾斜,即向船首或船尾的倾斜(简称纵倾) – 倾斜力矩的作用平面平行于中横剖面时称为横倾力矩, 倾斜力矩的作用平面平行于中横剖面时称为横倾力矩, 它使船舶产生横倾。 – 倾斜力矩的作用平面平行于中纵剖面时称为纵倾力矩, 倾斜力矩的作用平面平行于中纵剖面时称为纵倾力矩, 它使船舶产生纵倾。 – 船舶在横向和纵向抵抗倾斜的能力,分别称为横稳性和 船舶在横向和纵向抵抗倾斜的能力,分别称为横稳性和 纵稳性。 纵稳性。
稳性计算
第一节 稳性的基本概念 一、稳性概述1. 概念:船舶稳性(Stability)是指船舶受外力作用发生倾斜,当外力消失后能够自行回复到原来平衡位置的能力。
2. 船舶具有稳性的原因1)造成船舶离开原来平衡位置的是倾斜力矩,它产生的原因有:风和浪的作用、船上货物的移动、旅客集中于一舷、拖船的急牵、火炮的发射以及船舶回转等,其大小取决于这些外界条件。
2)使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩,其大小取决于排水量、重心和浮心的相对位置等因素。
S M GZ =∆⋅ (9.81)kN m ⋅式中:GZ :复原力臂,也称稳性力臂,重力和浮力作用线之间的距离。
◎船舶是否具有稳性,取决于倾斜后重力和浮力的位置关系,而排水量一定时,船舶浮心的变化规律是固定的(静水力资料),因此重心的位置是主观因素。
3. 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 可从船舶资料中查取。
4. 船舶的平衡状态1)稳定平衡:G 在M 之下,倾斜后重力和浮力形成稳性力矩。
2)不稳定平衡:G 在M 之上,倾斜后重力和浮力形成倾覆力矩。
3)随遇平衡:G 与M 重合,倾斜后重力和浮力作用在同一垂线上,不产生力矩。
如下图所示例如:1)圆锥在桌面上的不同放置方法;2)悬挂的圆盘5. 船舶具有稳性的条件:初始状态为稳定平衡,这只是稳性的第一层含义;仅仅具有稳性是不够的,还应有足够大的回复能力,使船舶不致倾覆,这是稳性的另一层含义。
6. 稳性大小和船舶航行的关系1)稳性过大,船舶摇摆剧烈,造成人员不适、航海仪器使用不便、船体结构容易受损、舱内货物容易移位以致危及船舶安全。
2)稳性过小,船舶抗倾覆能力较差,容易出现较大的倾角,回复缓慢,船舶长时间斜置于水面,航行不力。
二、稳性的分类1. 按船舶倾斜方向分为:横稳性、纵稳性2. 按倾角大小分为:初稳性、大倾角稳性3. 按作用力矩的性质分为:静稳性、动稳性4. 按船舱是否进水分为:完整稳性、破舱稳性三、初稳性1. 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)。
第03章-初稳性
dF’ = dF +δdF dA’ = dA+δdA
计算说明
计算中应当注意坐标及倾斜角的正负方向的规定: X:船舯前为正;舯后为负。 Y:右舷为正;左舷为负。 Z:基线以上为正。 Φ:向右舷倾斜为正;向左舷倾斜为负。 Θ:向首倾斜为正;向尾倾斜为负。
4/5
初稳性和大角稳性
六、初稳性和大角稳性 Ø 初稳性:船舶在小横倾角时的稳性 § 横倾角 < 10~15°; § 甲板边缘入水前。 Ø 大角稳性:船舶横倾角超过上述范围时的稳性。
船舶在小角度横 倾时,可以引入某些 假设,以简化稳性 计算。
5/5
3.2 浮心移动,稳心
一.等体积倾斜水线 二.浮心移动 三.横稳心及稳心半径 四.纵稳心半径
IL
I
Aw
x
2 f
I 2 L/2 x2ydx L/ 2
而I 是正浮水线面面积对船舯的纵向惯矩。
2/2
3.3 初稳性和稳性高
一. 横稳性 二. 纵稳性
1/1
一. 横稳性
一、初稳性公式
船舶横倾一小角度φ,船内物体不移动,船体重心不变; 排水量也不变。船体水下部分形状变化,引起浮心移动, 则浮力与重力产生的回复力矩MR:
第三章 初稳性
3.1 概述
3.2 浮心移动,稳心
3.3 初稳性和稳性高
3.4 静水力曲线
3.5 重量移动对浮态和稳性的影响
3.6 装卸载荷对浮态和稳性的影响
3.7 自由液面对稳性的影响
3.8 悬挂重物对稳性的影响
3.9 船舶进坞和搁浅稳性
3.10 船舶完整稳性校核
3.11 船舶倾斜试验
第三张初稳性
第三张初稳性第三章初稳性1.何谓初稳性(作图说明)、静稳性和动稳性?在研究船舶稳性时为何将稳性分成初稳性和大倾角稳性,他们之间有何关系?初稳性(小倾角稳性):一般指倾斜角度小于10°到15°或上甲板边缘开始入水前(取其小者)。
大倾角稳性:一般指倾斜角大于10°到15°或上甲板边缘开始入水后的稳性。
静稳性:倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加,使船舶倾斜时的角度很小,可忽略不计,则这种倾斜下的稳性称为静稳性。
动稳性:倾斜力矩是突然作用在船上,使船舶倾斜有明显的角速度变化,则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
关系:初稳性的静稳性臂公式根据以下假设得来(1)等体积倾斜轴线通过正浮水线面的漂心(2)浮心移动的曲线是圆弧的一段,圆心为初稳心M ,半径为初稳心半径BM这些假定既能使计算简化,又能较为明确的获得影响初稳性的各种因素之间的规律。
但当横倾角超过10°到15°后,上述假定就不再适用。
因为入水楔形和出水楔形的形状不对称。
2. “等体积倾斜”的原理如何?有什么假定?原理:由于船只收倾斜力矩的作用,所以排水体积不变。
出水楔形体积和入水楔形体积相等。
则两等体积水线(O-O )的交线必然通过原水线面(WL)的漂心。
假定:(1)等体积倾斜轴线通过正浮水线面的漂心(2)浮心移动的曲线是圆弧的一段,圆心为初稳心M ,半径为初稳心半径BM(3)稳心M 点位置保持不变4. 什么叫稳心、稳心半径?初稳性半径公式是如何推导的?它主要与哪些因素有关?稳心:船舶倾斜后浮力的作用线与正浮状态时浮力的作用线的交点M 称为稳心稳心半径BM :稳心与原正浮时浮心的连线▽T I BM = 推导:认为φ为小角度,浮心移动距离乘以φ为稳心半径。
在实际应用中扩大到10°到15°以下相关:水线面的横向惯性矩(水线面的形状)排水体积有关5. 什么是复原力矩?初稳性公式是如何推导的?其适用范围如何?为什么?复原力矩:倾斜后重力与浮力的作用线不再重合,将产生一个试图使船舶回到正浮状态的力矩,称为复原力矩初稳性公式:φφGM GM M R ?=?=sin适用范围:小角度倾斜(等体积倾斜)船上货物并未移动(重心位置G 保持不变)6. 什么叫横稳性高?为什么说它是衡量船舶初稳性好坏的主要指标?如何应用它判断船舶的初稳性?为什么船一般总是横向倾覆而不是纵向倾覆?横稳性高(初稳性高):重心与稳心的连线。
船舶稳性习题.doc
第三章船舶稳性1.某轮某航次出港时的初稳性高度GM=0.56米,临界稳性高度GMc=0.75米,则该轮的 d 不满足《船舶与海上设施法定检验规则》对普通货船的基本稳性要求。
A 初稳性B 动稳性C 大倾角稳性D B、C均有可能2.某轮某航次出港时的初稳性高度GM=0.56米,临界稳性高度GMc=0.75米,该轮的一定满足《船舶与海上设施法定检验规则》对普通货船的基本稳性要求。
A 初稳性B 动稳性C 大倾角稳性D 以上都是3.要使船舶处于不稳定平衡状态,必须满足的条件是。
A GM = OB GM < 0C GM > OD GM ≥ 04.要使船舶处于不稳定平衡范畴,必须满足的条件是。
A GM = OB GM < 0C GM > OD GM ≤ 05.我国《船舶与海上设施法定检验规则》中规定:船舶受稳定横风作用时的风压倾侧力矩可用公式M W=P W A W Z W 来计算,其中Z W是指 b 。
A A W的中心至水下侧面积中心的垂直距离B A W的中心至船舶水线的垂直距离C A W的中心至船舶吃水的一半处的垂直距离D A或C6. 将增加船舶的浮心高度。
A 由舱内卸货B 向甲板上装货C 将货物上移D 将货物下移7.GM是船舶初稳性的度量,因为。
A 当船舶倾角为大倾角时稳心基本不随船舶倾角改变而改变B 当船舶倾角为大倾角时稳心随船舶倾角改变而改变C 当船舶倾角为小倾角时稳心基本不随船舶倾角改变而改变D 当船舶倾两为小倾角时稳心随船舶倾角改变而改变8.初稳性是指。
A 船舶在未装货前的稳性B 船舶在小角度倾斜时的稳性C 船舶在开始倾斜时的稳性D 船舶在平衡状态时的稳性9.船舶舱室破损后仍浮在水面并保持一定浮态和稳性的能力称为船舶。
A 浮性B 稳性C 抗沉性D 储备浮力10.船舶侧向受风面积 a 。
A 随吃水的增加而减小B 随吃水的增加而增大C 与吃水大小无关D 与吃水的关系不能确定11.船舶的稳心半径BM与成反比。
第三章稳性——精选推荐
第三章稳性第三章稳性第⼀节稳性的基本概念(⼀)船舶平衡的3种状态1、稳定平衡>0G点在M点之下,GM>0,MR2、随遇平衡G点与M点重合,GM=0,M=0R3、不稳定平衡<0G点在M点之上,GM<0,MR(⼆)稳性的定义船舶稳性是指船舶受给定的外⼒作⽤后发⽣倾侧⽽不致倾覆,当外⼒消失后仍能回复到原来的平衡位置的能⼒。
(三)稳性分类分类⽅法: 按倾斜⽅向、倾⾓⼤⼩、倾斜⼒矩性质、船舱是否进⽔┏破舱稳性稳性┫┏初稳性(⼩倾⾓稳性)┃┏横稳性┫┏静稳性┗完整稳性┫┗⼤倾⾓稳性┫┗纵稳性┗动稳性其中,倾⾓⼩于等于10-15度称为⼩倾⾓,否则称为⼤倾⾓。
倾斜⼒矩性质指静⼒或动⼒,或者说有⽆⾓速度、⾓加速度。
第⼆节稳性指标的计算(⼀)船舶初稳性的基本标志 1.稳⼼M 与稳⼼距基线⾼度KM船舶⼩倾⾓横倾前、后其浮⼒作⽤线交点称为横稳⼼,简称稳⼼。
稳⼼M 距基线的垂向坐标称为稳⼼距基线⾼度。
2.初稳性的衡准指标稳⼼M ⾄重⼼G 的垂距称为初稳性⾼度GM 。
初稳性⾼度GM 是衡准船舶是否具有初稳性的指标。
初稳性⾼度⼤于零,即船舶重⼼在稳⼼之下,船舶就有初稳性。
3.初稳性中的假设(对于任⼀给定的吃⽔或排⽔量)(1)⼩倾⾓横倾(微倾);(2)在微倾过程中稳⼼M 和重⼼G 的位置固定不变;(3)在微倾过程中浮⼼B 的移动轨迹是⼀段以稳⼼为圆⼼的圆弧;(4)在微倾过程中倾斜轴过漂⼼。
(⼆)初稳性⾼度GM 的表达式GM=KB+BM-KG=KM-KG (三)初稳性⾼度的求取1、 KM 可在静⽔⼒曲线图、静⽔⼒参数表或载重表中查取。
2、 KG 的计算式中,P i —— 组成船舶总重量(含空船重量等)的第i 项载荷,tZ i —— 载荷P i 的重⼼距基线⾼度,m3、Z i 确定(1)舱容曲线图表查取法船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表,利⽤舱容曲线图表,可⽅便确定舱内散货或液货的重⼼⾼度Z i ,⽅法如下:i )对于匀质散货或液货,已知货堆表⾯距基线⾼度,在图中左纵轴上对应点做⽔平线交舱容中⼼距基线⾼度曲线得B 点,过B 点做垂线交上横轴得C 点,对应值即为该舱货物重⼼距基线⾼度Z i 。
第三部分(稳性)分解
2、客船应核算下列基本装载情况的稳性:
(1)满载客货出港; (2)满载客货到港;
(3)满客无货(或加压载)到港;
(4)空载(或加压载)到港。 3、乘客集中一舷的静倾角衡准
客船在乘客集中一舷引起的倾侧力矩或力臂(见本节 8.3.2.4 )作用下,从
复原力矩或力臂曲线求得的静倾角应不大于极限静倾角 。
五.
★审核时,应注意检查存在自由液面的舱是否遗漏,满载的液货舱是
否已考虑,选取的舱或舱组是否是具有最大液面,以及每个舱本身是 否按最大的自由液面计及等。
流的影响:激流衡准要求
船舶在使用过程中产生的附加力影响 上层建筑的影响
自由液面的影响
封闭式舷伸甲板的影响 乘客集中一舷的影响
三.
改进稳性的措施
内因:增大干舷;适当加大船宽;降低重心;采用外飘船型和封
闭式的舷伸甲板;减少自由液面;加强水线以上船体密闭性,增 大船舶进水角; 外因:尽量减少使用过程中作用在船舶上的外力。 控制受风面积Af及其形心高度Zf。 回转尽量减速,以减少回航横倾力矩。 拖钩位置尽量降低,以减小急牵倾侧力矩。 采用防止货物移动的措施,减小货物移动附加倾侧力矩。 在布置上采取预防措施,减少旅客集中一舷倾侧力矩。 减少船舶不对称装载引起的横倾力矩。 限核内容与准备工作 ●准备工作:(1)备齐所需要的图纸资料。(2)按船 舶类型,建造年份确定适用的规范、规则及具体的衡准 要求;(3)通过全船说明书的有关部分,了解船舶的 基本概况,如主尺度、载重线、满载吃水、航区、航程、 客货量等。 ●审核内容:(1)检查所选用规范规则是否适用,应 满足其中那些要求;(2)检查输入数据是否正确,对 照图纸核对是否与原始数据一致,对照公约规范、规则 是否按要求选取数据;(3)检查计算方法是否合理; 计算结果是否正确、可靠;(4)检查计算结果是否满 足相应的衡准要求。
第3章 初稳性
21
三、稳心及稳心半径
横稳心、横稳心半径、横稳心垂向坐标
船横倾 角度,倾斜后的浮力作用线与正浮状态作用线交于M点,称为初横稳心,常用M表 示。 浮心曲线BB1的曲率半径BM=B1M,常用r表示,称横稳心半径。 当为小角度,浮心移动距离:
(a)图中复原力距,倾斜力矩方向相反,起到抵抗倾斜力矩的作用, MR定为正值 (b)图中复原力距,倾斜力矩方向相同,倾斜力矩增加, MR定为负值
5
二、船舶稳性研究的内容
稳性分类
按倾斜方向分:
• 向左舷或向右舷一侧的倾斜(横倾),倾斜力矩(横倾力矩)的作用平面平行于中横剖 面;——横稳性(Transverse Stability) • 向船首或向船尾的倾斜(纵倾),倾斜力矩(纵倾力矩)的作用平面平行于中纵剖面。—— 纵稳性(Longitudinal Stability)
15
二、浮心移动
(1)浮心移动的方向与移动的距离
设点g1和g2分别表示为v1和v2的重心在横倾平面上的投影。根据重心移动原理可知: • 1)浮心移动的方向应平行于入水和出水楔形体积重心的移动方向,即:
BB1 // g1 g 2
• 2)排水体积与浮心移动距离的乘积等于入水(或出水)楔形体积与该重心移动距离的 乘积,即:
26
一、初稳心公式
2. 纵稳性公式
用类似原理可获得纵稳性公式 :
M RL GM L sin GM L
27
二、稳性系数、横倾1o力矩、纵倾1cm力矩
1. 稳性系数
初稳性公式 :
M R GM
M RL GM L
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
三、船舶稳性的分类
3、按倾斜角大小分 (1)初稳性(Initial stability)——倾斜角小于15且干舷甲板边
缘开始入水前的稳性。 (2)大倾角稳性(Stability at large angle of inclination)
——倾斜角大于15或干舷甲板边缘开始入水后的稳性。 4、按船舱是否进水分类
第三章 保证船舶具有适度的稳性
教学要求
掌握船舶稳性的基本概念分类及其与船舶平衡的关系 ; 掌握初稳性、大倾角稳性和动稳性的表示方法和校核方
法; 了解静稳性曲线图和动稳性曲线图的特征和应用 掌握船舶稳性的要求; 掌握船舶稳性的检验和调整方法。
❖ 学时:10学时
重点和难点
❖ 重点
船舶稳性(初稳性、大倾角稳性和动稳性)的表 示和核算方法;
KG0
Pi Zi
(m)
❖ 式中,Pi——船舶各组成部分的重量(包括空船、货物、航次储
备、船舶常数)
(t)
❖
Zi——Pi相应的中心重心距基线高度 (m)
❖ Σ PiZi ——垂向重量力矩 (9.81kN.m)
1)空船重量及其重心高度的查取
❖ 对于某一船舶,空船重量及其重心高度为定值,它们可在船舶稳性计算 资料中查找。
船舶稳性的定义
一、船舶的三种平衡状态
1)重心G在稳心M之下,复原力矩与倾侧力矩反向,正浮时的 船舶处于稳定平衡状态。
稳心M:正浮时浮力作用线和微倾后浮力作用线的交点
一、船舶的三种平衡状态
2)重心G在稳心M之上,复原力矩与倾侧力矩同向,正浮时的 船舶处于不稳定平衡状态。
一、船舶的三种平衡状态
3)重心G在稳心M重合,复原力矩等于0,正浮时的船舶处于随 遇稳定平衡状态。
——船舶在横倾力矩作用下所表现的稳性。 (2)纵稳性(Longitudinal stability)——船舶在纵倾力矩作用
下所表现的稳性。 2、按外力矩的作用效果分 (1)静稳性(Statical stability)——假设船舶受外力矩作用只
发生角位移,而不产生角加速度时的稳性。 (2)动稳性(Dynamical stability)——考虑到船舶受外力矩作
第三章 保证船舶具有适度的稳性
船舶稳性的定义
第一节 稳性的概述
稳性(Stability)——船舶受外力矩作用而发生倾斜,当外力矩消 失以后,船舶所具有的回原来平衡位置的能 力。
物理意义:船舶倾斜后具有的复原力矩(righting moment) 或力臂 (righting arm )。
稳性不足的后果
船舶平衡的3种状态
1.稳定平衡 稳心M在重心G上方 复原力 矩MS 为 + , MS > 0
2. 不稳定平衡 稳心M在重心G上方 复原力矩 MS 为 - , MS <0
3.随遇平衡 稳心M与重心G重合, 复原力矩MS 为 0, MS =0
二、船舶稳性的分类
1、按倾斜方向分 (1)横稳性(Transverse stability)
船舶稳性的衡准要求; 船舶稳性的检验和调整方法。
❖ 难点
船舶静稳性曲线图和动稳性曲线图。
教学内容
❖ 第一节 船舶稳性的基本概念 ❖ 第二节 船舶初稳性 ❖ 第三节 载荷变动对稳性的影响及计算 ❖ 第四节 船舶大倾角稳性 ❖ 第五节 船舶动稳性 ❖ 第六节 对船舶稳性的要求 ❖ 第七节 船舶稳性的检验与调整 ❖ 第八节 船舶稳性资料的运用
径的圆弧轨迹移动
复原力矩与外力矩
一、初稳性的基本标志
MS GZ GM Sin (9.81kN.m)
初稳性大小的基本标志:初稳性高度(Initial stability hight)GM
一、初稳性的基本标志
①初稳性方程: MS = 9.81Δ•GZ=9.81Δ•GMsinθ ②衡量标志:GM ③影响初稳性因素:
800
h1
7.2 2710
完整稳性(Intact stability) 破舱稳性(Damaged stability)
第二节 初稳性
❖ 横稳心(Transverse metacenter)M——船舶横向微幅倾斜后 的浮力作用线与正浮时的浮力作用线的交点。
第二节 初稳性
一、船舶初稳性❖ 1.船舶微倾,θ<10~15° ❖ 2.等容倾斜,即倾斜前后排水量不变 ❖ 3.倾斜轴通过初始水线面的面积中心,即漂心F ❖ 4.当排水量一定时,船舶的稳心M点为一定点 ❖ 5.浮心B沿着以稳心M 为圆心,以稳心半径(横稳心半径BM )。 r 为半
❖
KG0——船舶合重心距基线高度(m)
❖
KM——横稳心距基线高度(m)
❖
BM——横稳心半径(m)
BM I X (m) VM
IX——水线面对其纵向中心轴的面积惯性矩(m4) ❖ VM——型排水体积(m3)
(m)
三、初稳性高度的求取
❖ 初稳性高度的计算步骤 ❖ 1、求KM ❖ a.根据船舶静水力性能参数资料(见教材P16) ❖ b. KM=KB+BM ❖ KB——浮心距基线高,查静水力资料 ❖ 2、根据船舶装载状态计算确定KG0 (原理)
Δ ↗、 GM↗ → MS↗ 规定:与外力矩Mh反向时,MS>0
与外力矩Mh同向时,MS<0
二、初稳性高度GM的表达式
GM 0 KM KG0 (KB BM ) KG0 (m)
二、初稳性高度GM的表达式
GM 0 KM KG0 (KB BM ) KG0
式中:
❖ KB——浮心距基线高度(m)
2)货物重心高度Zi的确定
将均匀货物(积载因数SF相同或相近)的体积中心作为货物重 心看待。
❖ 近似公式计算法 Zi=货高/2 + 货物底端距基线距离
❖ 估算法 平行中体部位的舱室,货物重心取在货高的1/2处;首、尾部位 的舱室,货物重心取在货高的0.54~0.58处。
❖ 利用舱容曲线图确定载荷的重心高度
2)货物重心高度Zi的确定
例题:
某轮NO.3底舱装载五金1600t、800m3,棉织品100t、450m3 ,日用品120t、552m3;草制品110t、792m3,舱容2710m3 。 试计算舱内各类货物的重心高度及该舱货物的合重心高度。
Z3 Z2 Z1
草制品
棉织品
日用品
五金
7.2m 1.50m