第四章 船舶稳性分解

2018/8/9
第二节 船舶稳性的计算
KG0计算
Pi Z i KG0
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
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第一节 稳性的基本概念
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)可从船舶资料中查取。
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第一节 稳性的基本概念
二、几个基本概念 3.(横)稳心半径(Metacentric radius)BM： IT 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)；
四、稳性的分类 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。
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第一节 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。
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f d m
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第一节 稳性的基本概念
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。
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第一节 稳性的基本概念
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第二节 船舶稳性的计算
③悬挂载荷对GM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：
lP GM
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
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第二节 船舶稳性的计算
（2）影响初稳性高度的因素及计算
ix ①GMf计算： GM f
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) ix值可查取“液舱自由液面惯性矩ix表”或用下式近似计算：
2 ix klb1 b2 (b12 b2 )
第四章 船舶稳性
第一节 稳性的基本概念
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。
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第一节 稳性的基本概念
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)。
第一节 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。
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第一节 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稳性。 破舱稳性；船体破舱进水后所具有的稳性。
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第二节 船舶稳性的计算
（i) Zi确定方法：估算法
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第二节 船舶稳性的计算
(ii) Zi确定方法：舱容曲线图
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（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。
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MR = GMsin GM可以作为衡量船舶大小的标志。欲使 船舶具有稳性，必须使GM>0。
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第二节 船舶稳性的计算
2.初稳性衡准指标 GM计算
(1)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);
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第一节 稳性的基本概念
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’ 。
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第二节 船舶稳性的计算
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：MR = GMsin
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第二节 船舶稳性的计算
②船内载荷垂向移动对初稳性高度的影响
设GM的调整值:δGM= 要求的GM2 - 调整前GM1
PZ GM
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
第二节 船舶稳性的计算
④少量载荷(Pi10%)变动
若设Pi变动前后KM = 0，则：
P i KG1 Z Pi GM 2 GM1 P i
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1/36
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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，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