浮体静力学课程设计说明书

浮体静力学课程设计
目录
Ⅰ.邦戎曲线计算 (4)
Ⅱ.静力水曲线计算 (7)
水线面面积Aw (7)
漂心纵向坐标Xf (7)
每厘米吃水吨数TPC (8)
水线面系数 (8)
排水体积V (8)
排水量W(附体系数取1.006) (8)
浮心纵向坐标 (8)
浮心垂向坐标 (8)
横稳心垂向坐标 (9)
纵稳心垂向坐标 (9)
每厘米纵倾力矩曲线 (9)
方形系数 (9)
Ⅲ.装载稳性计算 (16)
浮态及初稳性 (16)
静稳性曲线及动稳性曲线 (17)
稳性校核 (20)
课程设计中均采用如1-1图所示的空间直角坐标系：
Ⅰ邦戎曲线计算
（1）邦戎曲线概念：
船体某一站号处横剖面（如下图所示），该横剖面自查船底到最高一层连续甲板在不同吃水下的横剖面面积。

（2）计算原理
图Ⅰ-1表示某一横剖面曲线及不同吃水的半宽值，根据基本公式
⎰⎰
==
d
o
d
zydz Moy ydz As ;
2;0
采用梯形法计算，在吃水d 时，横剖面
面积
为经过端点修正后的式中：0n 010
y');y (y'21
-
y '''2++++=∑≈=
∑⎰
n o i i
d
y y y y d ydz As δ
半宽值（本次计算暂不考虑端点修正）；d δ为各水线等间距值。

横剖面面积As 对基线y O 轴的静距:
)ny y (021-10'')
(22n '00'
2
0+⨯++⨯+⨯=≈=∑∑⎰n
i i i i
i
d
ny y y y k y
k d zydz Moy 式中：δ
用同样的方法分别计算1站，2站，3站，4站，5站，6站，7站，8站，9站，10站的横剖面面积以及对基线y O 轴的静距。

其数值总结如表Ⅰ-2所示:
表Ι-2
（2）绘制邦戎曲线图
（3）把上述计算的结果AutoCAD绘制成邦戎曲线图。

为了使图纸美观和图纸长度的使用方便，对船长，型深，面积，面积距按不同比例绘制如下图：
（4）
Ⅱ 静力水曲线计算
1.计算原理 （1）水线面面积Aw
如图Ⅱ-1所示，⎰-=22
L
L ydx Aw ；式中：y 是离Oy 轴x 处的半宽；L 是
水
线长。

为经过端点修正后的式中：0n 010
y');y (y'21
-
y '''2++++=∑≈=
∑⎰
n o i i
d
y y y y d ydz As δ
（2）漂心纵向坐标F x
⎰⎰--==22
22
L
L L
L F
ydx
xydx
Aw
Moy
x
式中：Moy 为Aw 对Oy 的静距。

（3）每厘米吃水吨数TPC
100
wAw
TPC=；式中w为水的重量密度，3
/m
t.
（4）水线面系数
BL
Aw
Cwp=
（5）排水体积▽
()()
[]⎰+
+
+
+
+
+
≈
=
∇
-
⋅
i
d
o Wi
Wi
W
W
w
w A
A
A
A
A
A
d
Awdz
i
1
2
1
1
0)
(
2
/
1
δ
（6）排水量W（附体系数取1.006）
∇
=
∇
=wk
w
W
k；式中k∇为总排水体积，∇型排水体积。

(7)浮心纵向坐标
⎰
⎰
=
∇
=
d
d
F
B
Awdz
Awdz
x
Myoz
x
式中：Myoz为对中站面yOz的体积静距。

（8）浮心垂向坐标
⎰⎰=
∇
=
d
d
B Awdz zAwdz Mxoy
z 0
式中：Mxoy 为对基平面xOy 的体积静距。

（9）横稳心垂向坐标
∇
=∇
=
⎰-dx y I BM L
L T
22
3
32
式中：T I 为水线面WL 的面积对于纵向中心轴O-O 的横向惯性矩。

（10）纵稳心垂向坐标
ydx
x I Awx I I BM L L L F
L
LF L ⎰-=∇-=∇=22
22
2
式中：LF I 为水线面面积Aw 对于通过该水线面漂心F 的横轴的纵向惯性矩；L I 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。

（11）每厘米纵倾力矩
L
BM L GM MTC L
L 100100∆≈∆=
(12)方形系数
LBD
C B ∇=
二、计算数据
1. 计算过程（以1号水线为例）
用同样的方法分别计算个水线面的个曲线数据，将计算的静水力曲线的各曲线的数据整理如下：
三、绘制图形
将将整理计算数据用AtuoCAD绘制成静力水曲线图，如下图所示。

Ⅲ装载稳性计算
一、浮态及初稳性
根据给出的载况，在所计算的静力水曲线的数据中用差值法求出平均吃水、浮心纵向坐标、浮心垂向坐标、横稳心距基线高、纵稳心距基线高等数据并计算纵倾力矩、纵倾值、首尾吃水、初稳性高、纵稳心高。

计算公式及数据如表Ⅲ-1所示：
表Ⅲ-1
项目单位符号及公示满载出港标注
排水量t △5519.52
平均吃水m d 5.6038 静
重心纵向坐标m Xg -0.85 水
重心垂向坐标m Zg 5.02 力
浮心纵向坐标m Xb 1.088 图
漂心纵向坐标m Xf -1.477 插
横稳心距基线高m Zm 6.168 值
纵稳心距基线高m Zml 108.646 得
纵向稳性高m GM L=Zml-Zg 103.626
每厘米纵倾力矩t.m MTC=△ GM L/(100L) 64.266
纵倾力矩t.m Mt=△(Xg-Xb) -10696.8
纵倾值m dd=Mt/(100.MTC) -1.66447
首吃水增量m dd F=(L/2-Xf)(dd/L) -0.85986
尾吃水增量m dd A=-(L/2+Xf)(dd/L) 0.804611
首吃水m d F=d+dd F 4.743944
尾吃水m d A+d+dd A 6.408411
未修正稳心高m GM0=Zm-Zg 7.018
自由液面修正值m Dgm 不考虑
修正后初稳心高m GM=GM0-Dgm 不考虑
二、静稳性曲线及动稳性曲线
根据给定的稳性横截曲线、排水量和重心高度
z，通过差值求出该排
G
水量下不同倾斜角度的ls按式l=ls-（Z G-Zs）sinφ，假设Zs=0，计算各倾角下的复原力臂，并绘制静稳性曲线l=f（φ）
静稳性曲线图
由⎰=φ
0φ
ld ld计算各倾角下的复原力臂
d
l，并绘制d l随Φ变化的动稳性曲线图。

如图Ⅲ-2所示。

动稳性曲线
在该吃水下，不同倾斜角对应的l、ls，计算过程如下所示：
三、稳性校核
稳性衡准数：
1或1≥=
≥=
f q f
q l l K M M K
①横摇角的计算
为系数。

、、、式中28.15043213
241C C C C C C C C =Φ
经计算查表。

取，取，取，取101138.068.0248.04321C C C C 则 3.290=Φ
②最小倾覆力臂q l 的计算
根据横摇角和动稳性曲线的对称于过O 点的纵轴，绘制出在风浪联合作用下的稳性曲线，
在如图所示的在风浪联合作用下的稳性曲线图上，从原点向左量取29.3度，过该点做X 轴的垂线与动稳性曲线交于A 点，过'A 点作动稳性曲线的切线AL,再从A 沿水平方向取 3.57，作垂线与AL 交于一点，则该点在过A 点的水平线以上的纵坐标即为q l 。

m l q 2517.0=
③风压力臂的计算
∆=9810Z
pA l f f。

/7633.经查表计算取,52.5519,65.3,36022m N p t m Z m A f =∆==
则。

0154m .0=f l
1334.160154
.02517.0≥==K 所以该船在满载情况下符合稳性要求。