第二节 船舶初稳性
《船舶结构与货运》教学课件—08船舶稳性
第八章 船舶稳性（STABILITY）
稳性的定义和分类 船舶初稳性 船舶大倾角稳性 船舶动稳性 稳性规范 稳性检验调整
一、稳性的定义和分类
（一）稳性的定义
船舶受外力作用发生倾斜而 不致倾覆，外力消失后能够自动 回到原来平衡位置的能力。
（二） 稳性分类
稳性
横稳性 纵稳性
完整稳性 破舱稳性
前应进行倾斜试验
进行倾斜试验的注意事项
船舶应尽量保持正浮空船状态，并系牢 可移动物 尽量减少自由液面的存在 船上多余重量或不足重量对于空船排水 量大于3000t的船舶，应不大于0.5％ΔL 倾斜角θ一般为2～ 4，但不得小于1 试验时缆绳应处于不受力状态
（3）船内载荷垂向移动
GM P Z
动 稳 性 曲 线 图
五、船舶稳性规范
（一）IMO和《法定规则》对船舶稳性要求
初 稳 性 ：G M 0.15m
大 倾
A0~ 30 0.055 m .rad ；
A0~40 0.090 m .rad ；
角 A30~40 0.030 m .rad ;
稳 GZ 0.20m ；
性
30
s.max 30， 至 少 25
动稳性（L≥24m 天气衡准要求）
（1）稳定风压力臂lw1，产生静倾角θ0
（2）横浪作用产生上风舷倾角θ1
（3）产生突风风压倾侧力臂lw2 1 109.3 K x1 x 2 rs
w1
M w1
Pw Aw Z w
w 2 1.5 w1
2 min{ j , c ,50 }
ba
（二）《法定规则》对沿海船舶 稳性要求
静平衡位置 静平衡角θS 甲板浸水角 最大复原力臂GZmax 最大复原力矩MR.max
船舶初稳性ppt课件
外力作用对船施加一个力矩—
倾斜力矩 – 倾斜力矩>船舶倾斜>水线位置发 生变化<重心与重量不变>排水体 积不变，但水下形状变化>浮心 位置发生变化>重心和浮心不再 位于同一铅垂线上>重力和浮力 形成一个力偶，这个力偶的矩称 作复原力矩 – 复原力矩通常记为MR
式中GZ称为复原力臂
» 复原力矩可能为正，也可能为负。 » 为正使船复原，为负加剧倾斜。
船舶倾斜后浮心的移动距离
如图示，船在正浮时的水线为WL， 排水体积为，横倾小角度后的水 线为W1L1。设V1、V2表示入水及出 水楔形的体积，g1、g2表示入水及出 水楔形的体积形心。由于V1＝V2， 因此可以认为，船在横倾至W1L1时的 排水体积相当于把楔形WOW1这部分 体积移至楔形LOL1处，其形心则自 g2移至gl。 设船横倾后的浮心自原来的B点移至 B1点，利用重心移动原理，可以求得 浮心的移动距离为 且
由于V1＝V2，故glo＝g2o=g1g2/2，代入上式得：
» 上式右端V1g1o是入水楔形体积对于倾斜轴线0-0的静矩
在Φ为小角度时，tanΦ= Φ，故 积分式 为水线面WL的面积对于纵向中心轴 线0-0的横向惯性矩IT，因此 可见，浮心移动的距离BBl与横向惯性矩IT 、横倾角 Φ成正比，而与排水体积成反比.
稳性的分类和研究方法（2）
静稳性和动稳性 – 假若倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加， 使船舶倾斜时的角速度很小，可忽略不计， 则这种倾斜下的稳性称为静稳性。 – 若倾斜力矩是突然作用在船上，使船舶倾斜 有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳 性称为动稳性。
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：
第二节 船舶初稳性
第二节船舶初稳性1．在舱容曲线上可以（）。
A．由货物容积查取货面距基线高度B．由货面距基线高度查容积中心高度C．由货物容积直接查取容积中心高度D．以上均可2．某轮空船排水量为2000t，空船重心高度为5.5m；船舶载荷重量为8000t，其重心高度为3.50m；查得船舶初稳心距基线高度KM为4.70 m。
该轮的初稳性高度GM为（）m。
A．0.8B．1.2C．1.5D．1.823．当货舱装满时，通常按货物实际重心求得的GM比按舱容中心求得的GM（）。
A．大B．小C．相等D．以上均有可能4．当货舱装满时，通常按货物实际重心距基线高度比舱容中心距基线高度（）。
A．大B．小C．相等D．以上均有可能5．某轮某两个航次No.1货舱分别装满货物A、B，积载因数分别为S.FA 、S.FB，该舱的重心高度分别为ZA 、ZB，则（）。
A．ZA ＜ZBB．ZA ＞ZBC．ZA =ZBD．关系无法确定6．某轮某底舱货舱容积为2710m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74m3 /t），上层花生果500t（S.F=3.28m3 /t），则两种货物的重心高度分别为（）m。
A．2.48；4.15B．2.48；5.70C．2.00；4.53D．1.85；4.217．某轮某底舱货舱容积为2710 m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74 m3/t），上层花生果500t（S.F=3.28 m3/t），则该舱的重心高度为（）m。
A．2.78B．3.12C．3.55D．5.968．在船舶的重心处装载部分货物，则（）将可能改变。
A．KBB．KGC．KMD．A和C9．某货舱下层、上层分别装有重心距基线高为2.04m和4.18m的两种货物，它们的重量分别是2630t和367t，双层底高1.1m，则该舱重心高度为（）。
A．2.06mB．2.14mC．2.30mD．2.49m10．在估算各类货物的重心高度时，对于首尾部位的货舱，货物的重心可取为货堆高度的（）。
第四章 船舶稳性
第四章船舶稳性第一节船舶稳性的基本概念（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。
第二节船舶初稳性（1）（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第二节 船舶初稳性（2）（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。
海上货物运输教案船舶初稳性校级公开课教学设计课题
《海上货物运输》教案《船舶初稳性》校级公开课教学设计课题：（第三章第二节）课时安排：2教具：PPT、实船稳性资料及配载资料教学目标：1.理解船舶初稳性的基本概念和三个前提假设；2.掌握船舶初稳性高度的计算方法；3.理解不同方式的载荷变动对船舶初稳性高度的影响。
教学重点：1.初稳性高度的计算2.载荷变动对船舶初稳性高度的影响。
教学难点：1.初稳性的三个前提假设；2.载荷变动对船舶初稳性高度的影响。
教学过程：一、回顾：船舶稳性基本概念（提问）1.稳性概念及分类概念：船舶在外力矩作用下偏离其初始平衡位置而倾斜，当外力矩消失后能自行回复到初始平衡状态的能力。
分类：按船舶倾斜方向分：横稳性和纵稳性按船舶倾角大小分：初稳性和大倾角稳性按作用力矩性质分：静稳性和动稳性按船舱是否进水分：完整稳性和破舱稳性2.稳定平衡状态（要求学生画出）概念：具有稳性的船舶的初始平衡状态条件：重心在稳心之下稳心：正浮时浮力作用线与倾斜后浮力作用线的交点，记作M3.稳性方程稳性的大小取决于稳性力矩的大小稳性力矩=重力或浮力×稳性力臂稳性方程: M s=Δ•GZ稳性力臂GZ：倾斜状态下重力作用线与浮力作用线之间的垂直距离二、新课讲解：船舶初稳性1.基本概念及三个前提假设概念：船舶小角度倾斜（θ≤10︒~15︒）时的稳性前提假设：1）船舶在微倾条件下，倾斜轴过初始水线面的面积中心即初始漂心F；2）过初始漂心F微倾后船舶排水体积不变；3）当排水量一定时，船舶的稳心M点为一定点。
船舶初稳性是以上述结论为前提进行研究和表述的。
由上可得，船舶小角度倾斜时，浮心的移动轨迹为以M为圆心，BM为半径的圆弧。
2.初稳性的基本标志GM船舶在小倾角条件下，稳性力臂GZ和稳性力矩M s可表示为GZ＝GM s inθM s＝ΔGM s inθ式中：GM───船舶重心与稳心间的垂直距离，称为初稳性高度（m）；θ───船舶横倾角（°）。
由上式可见，在排水量及倾角一定情况下，静稳性力矩大小取决于重心和稳心的相对位置，即取决于GM 大小。
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
第三章 稳性汇总
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。
第九章船舶稳性
–对于水线面为矩形的船，Iｘ＝LB3/12≈0·083 3LB3；
–对于水线面为菱形的船，Iｘ=LB3/48≈0·020 8LB3；
–对于一般船体，其水线面介于矩形和菱形之间，故Ix也介于
相应两者之间，其统计数值为Ix≈（0 ．045一0．065）LB3。
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横稳心距基线高度Zm（或KM）
ＫＭ＝KB＋BM
或 Zm＝Zb十r 由 船于 舶Z装b载和吃r均水与d
有 与d关有，关故，Z船m亦舶
静水力曲线图、
静水力参数表或
载重表中均给出
了船舶不同吃水
时 图Z表m。值曲线或
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四、初稳性高度的求取
设未考虑自由液面影响的船舶在装载后初稳性高度 可由下式求取
– GM＝KM一KG
装载排水量△查取。表9-2为某船ix表。 2）公式计算法
– 具有折点且液面对称的液舱（柜）,该类液舱（柜） 的ix可按下式求算 等腰梯形 ：ix=L (b1+b2) (b12+b22) / 48 矩形：ix=L b3 / 12 ；等腰 三角形： ix=L b3 / 48
– 具有折点而液面不对称的液舱（柜）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MS＝△·GZ 式中：MS—静稳性力矩（9．81 kN·m）； △—排水量（ｔ）；
ＧZ—静稳性力臂（Statical stability lever） （m），是船舶重心G至倾斜后浮力作用线
的垂直距离，一般简称做稳性力臂或复原
力臂。 2020/5/31
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–1、稳定平衡 ，G点在M点之下，GM>0 ， 船具有稳性
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3）油水重量及其重心高度的确定
船舶稳性
船舶稳性第二章我们学习了船舶的浮性，知道船舶在静水中平衡时受到重力和浮力两个力的作用，这两个力方向相反、大小相等、作用点（重心和浮心）在同一铅垂线上，那么当船受到另外一个倾斜力的作用后，船能否在倾斜力消失后恢复到平稳状态呢？这就是我们今天要学习的“船的稳性”问题。
本节课我们的主要内容有：稳性的概述，讨论稳性问题的关键知识点（也就是初稳性公式推导的准备和过程），初稳性公式及应用。
下面我们先看一下“稳性的概述”，这一部分主要有三个知识点：稳性概念、稳性分类、倾斜力矩和复原力矩。
一、稳性：船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来平衡位置的能力，称为船舶稳性。
或者说：是船舶在外力作用消失后保持其原有位置的能力。
二、稳性分类：按作用力矩性质分为：静稳性和动稳性，静稳性：假若倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加，使船舶倾斜时的角速度很小，可忽略不计，因此船舶在倾斜过程中不计角加速度和惯性矩；动稳性：若倾斜力矩是突然作用在船上，使船舶倾斜有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳性称为动稳性。
船舶在倾斜过程中计角加速度和惯性矩。
按倾斜方向分：横倾和纵倾，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)；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纵剖面时称为纵倾力矩；按倾斜角度分：初稳性（或称小倾角稳性）：倾斜角度小于10度～15度或上甲板边缘开始入水前的稳性；大倾角稳性：一般指倾角大于10度～15度或上甲板边缘开始入水后的稳性。
因为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。
所以小倾角稳性即初稳性的研究具有重要意义。
三、力矩：船舶在停泊或航行过程中会受到各种外力，这些外力作用对船施加一个力矩，即倾斜力矩；倾斜力矩的来源有：1）风浪的作用；2）船上货物的移动；3）旅客集中于某一船舷；4）拖船的急牵、火箭的发射、船舶回转等，倾斜力矩大小取决于这些外界条件的作用，是外因。
船舶稳性
（ a ） （ b ） （c） 图 3-1 船舶平衡状态 1.稳定平衡 如图 3-1（a）所示，船 舶横稳心 M 的位置位于重心点 G 的上方。 在船舶受倾侧力矩作用离开平衡位置后， 浮力作用线在外侧， 重力作用线在内侧， 重力和浮力构成的力偶矩 W 为正值，即复原力矩，该复原力矩使船舶恢复到原来平衡位置。 此时船舶所处的平衡状态称为稳定平衡状态（Stable equilibrium） 。 2.不稳定平衡状态 如图 3-1（b）所示，船舶横稳心 M 的位置位于重心点 G 的下方。在船舶受倾侧力矩作 用离开平衡位置后，浮力作用线在内侧，重力作用线在外侧，重力和浮力构成的力偶矩 W 为负值，即倾覆力矩，该倾覆力矩使船舶继续倾斜。此时船舶所处的平衡状态称为不稳定平 衡状态（Unstable equilibrium） 。
第二节 船舶初稳性
一、船舶初稳性的特征 船舶初稳性是船舶稳性在小角度倾斜的前提下的一个特例，具有将稳性问题简化的条 件。 如图 3-2 所示， 在假定正浮时水线附近的舷侧垂直于水面的前提下， 船舶的小角度横倾 具有以下特点： （1）倾斜轴通过初始水线面面积中心，即漂心Ｆ； （2）在排水量一定时，船舶的横稳心Ｍ(Metacentric Radius)（船舶横倾前后浮力作 用线的交点）的位置可以视作固定不变，浮心Ｂ沿着以Ｍ为圆心，以稳心半径 B0M 为半径的 圆弧轨迹向倾斜一侧移动。稳心半径 B0M 为浮心 B 至横稳心 M 之间的距离。
货名 重量 （t） 棉布 1300 SF （m /t） 0.74
3
货物容积 （m ） 962
3
占舱容百分 比（％） 31.3
货堆高度 （m） 0.313 7.8=2.44 ×
货物重心高度 （m） 1.5+2.44/2=2.72
第四章 船舶稳性教案
第四章船舶稳性（一）课程导入（二）新授课第一节、稳性的基本概念船舶平衡的3种状态： 1．船舶的平衡状态船舶漂浮于水面上，其重力为W，浮力为△，G为船舶重心，B为船舶初始位置的浮心。
在某一性质的外力矩作用下船舶发生倾斜，由于倾斜后水线下排水体积的几何形状改变，浮心由B移至B1点，当外力矩消失后船舶能否恢复到初始平衡位置，取决于它处在何种平衡状态（下图）。
（1）稳定平衡。
如图（a）所示，船舶倾斜后在重力W和浮力△作用下产生一稳性力矩，在此力矩作用下，船舶将会恢复到初始平衡位置，称该种船舶初始平衡状态为稳定平衡状态。
（2）随遇平衡。
如图2-1所示，船舶倾斜后重力W和浮力△仍然作用在同一垂线上而不产生力矩，因而船舶不能恢复到初始平衡位置，则称该种船舶初始平衡状态为随遇平衡状态。
（3）不稳定平衡。
如图2-1（c）所示，船舶倾斜后重力W和浮力△作用下产生一倾覆力矩，在此力矩作用下船舶将继续倾斜，称称该种船舶初始平衡状态为不稳定平衡状态。
2．船舶平衡状态的判别为对船舶的平衡状态进行判别，将船舶正浮时浮力作用线和倾斜后浮力作用线的交点定义为稳心，以M表示。
由于船舶倾斜后的浮心位置或浮力作用线与船舶吃水（或排水量）、船舶倾角有关，稳心位置也随船舶吃水（或排水量）、船舶倾角不同而变化。
进一步分析表明，船舶处于何种平衡状态与重心G和稳心M的相对位置有关。
船舶稳定平衡时，重心G位于稳心M之下；船舶不稳定平衡时，重心G位于稳心M之上；船舶随遇平衡时，重心G 和稳心M 重合。
因此，为了使船舶在受到一外力矩作用下具有一定的复原能力从而保证船舶安全，船舶重心必须在相应倾角时的稳心之下。
处于稳定平衡状态的船舶，其复原能力的大小取决于倾斜后产生的稳性力矩或复原力矩s M 的大小。
由图（a ）可见，该稳性力矩大小为s M GZ =∆⋅式中：GZ ──静稳性力臂 （m ），是船舶重心G 至倾斜后浮力作用线的垂直距离，通常简称作稳性力臂或复原力臂。
船舶稳性知识点讲解(word)
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)。
第三章保证船舶具有适度的稳性模拟题(答案)讲诉
第三章保证船舶具有适度的稳性模拟题2011-3-13第二节船舶初稳性1.当船舶等容横倾且排水量一定时，稳心点M是（）；稳心半径BM的大小取决于（）。
A．定点；船体形状B．定点；重心位置 C．动点；船体形状 D．动点；重心位置2. 某轮排水量为15000t，全船垂向重量力矩∑p i z i=92763×9.81kN·m，船舶稳心距基线高度KM=7.28m，则其初稳性高度为（）m。
A．0.60 B．0.80 C．1.10 D．1.363.某轮排水量为15000t，垂向总力矩∑P i Z i=910006.0KN·m，船舶稳心距基线高度KM=7.68m，则其初稳性高度为（）m。
A．1.00 B．1.25 C．1.50 D．1.764.某轮空船排水量为2000t，空船重心高度为5.5m；船舶载荷重量为8000t，其重心高度为3.50m；查得船舶初稳心距基线高度KM为4.70 m。
该轮的初稳性高度GM为（）m。
A．0.8B．1.2C．1.5D．1.825.船舶吃水一定时，横初稳心点M为（）。
A．中纵剖面上的定点B．中横剖面上的定点C．任意剖面上的定点D．一不确定点6.船舶小角度横倾时，稳心点（）。
A．固定不动B．移动幅度很小而可以忽略C．移动幅度很大D．是否会发生移动不明确7.船舶小倾角纵倾时，其倾斜轴为（）。
A．Z垂向轴B．X纵向轴C．Y横向轴D．以上都不对8.船舶小倾角横倾时，倾斜轴为（）。
A．过初始漂心的横轴B．过初始漂心的纵轴C．过初始浮心D．过初始稳心9.船舶初稳性高度值的大小与（）无关。
A．船舶总吨B．船舶重心高度C．船舶排水量D．横稳心距基线高度10.已知船舶排水量为18000t，GM=0.80m，横倾角为5°，则船舶的稳性力矩为（）kN·m。
A．1255B．14345C．12312D．14072411.要使船舶处于中性平衡状态，必须满足的条件是（）。
第四章 船舶稳性资料
MR = GMsin GM可以作为衡量船舶大小的标志。欲使 船舶具有二节 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);
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
（ii)舱容曲线图法 （iii)舱内货物合重心法
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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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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)；
2-3_船舶初稳性
» xF为水线面WL的漂心F的纵向坐标。
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第3节 初稳性公式和稳性高
船舶横倾某一小角度Φ时，如船上 的货物并未移动，则重心位置G保 持不变，而浮心则自B点移至B1点。 此时重力W的作用点G和浮力的 作用点B1不在同一铅垂线上，因而 产生了一个复原力矩MR，即
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稳性的分类和研究方法（2）
静稳性和动稳性 – 假若倾斜力矩的作用是从零开始逐渐增加， 使船舶倾斜时的角速度很小，可忽略不计， 则这种倾斜下的稳性称为静稳性。 – 若倾斜力矩是突然作用在船上，使船舶倾斜 有明显的角速度的变化，则这种倾斜下的稳 性称为动稳性。
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稳性的分类和研究方法（3）
二、浮心的移动
重心移动原理
– 图中表示由重量W1及W2两个物 体所组成的系统，其总重量W＝ W1+W2，重心在G点。 – 若将其中重量为W1的物体从重 心g1点移至g2点，则总重量W的 重心将自G点移至G1点，且有 或
上式表明: 整个重心的移动方向平行于局部重心的移 动方向，且重心移动的距离GG1与总重量W成反比. 中国石油大学（华东）
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同样，纵稳性高GML可写成
式中：BML为纵稳心半径。
上式又可写成：
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第4节 船舶静水力曲线图
前面讨论的船舶在静止正浮状态下浮性和 初稳性的计算结果通常都要绘制成综合性 的曲线图，即船舶静水力曲线图。
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静水力曲线图全面表达了船舶在静止正浮状态下浮性和稳性要 素随吃水而变化的规律。 某货船的静水力曲线图
船舶稳性(船舶管理课件)
任务三 船舶稳性
四、影响船舶稳性的因素
5．悬挂重物对稳性的影响
悬挂对船舶稳性的影响， 相当于把质量为p的重物 从位置q1垂直上移至悬 挂点M，对稳性影响的 效果是一样的。
任务三 船舶稳性
四、影响船舶稳性的因素
6．散货的装载对稳性的影响
用散装方式进行运输的货物称为散装货物，如粮食、矿砂、 煤炭等。散装货船有时由于各种原因导致船舱不满，货物 在船舶横摇或横倾时会发生倾斜，使船舶重心发生横向移 动，从而产生与自由液面类似的影响，使船舶稳性降低。
一、稳性分类 船舶稳性分类
倾斜方向
倾斜角度
作用力性质
破损与否
横纵 稳稳 性性
大 初倾 稳角 性稳
性
静动 稳稳 性性
完破 整舱 稳稳 性性
任务三 船舶稳性
二、船舶初稳性
船舶在一横倾力矩Mh 作用下，从正浮位置
倾斜一个小角度
（<10°～15°）时 的船舶稳性，即初稳 性问题。
1．稳心M 2．稳心半径r（BM） 3．初稳性高度GM
三、船舶稳性的基本衡准
1．静态与动态横倾力矩
（1）静态横倾力矩 静态横倾力矩就是船舶处于静平衡时作用在船上的横倾力矩。 （2）动态横倾力矩 作用在船上使船舶的倾斜过程产生角加速度的横倾力矩称为 动态横倾力矩
任务三 船舶稳性 三、船舶稳性的基本衡准
2．静平衡与动平衡 （1）静平衡
船舶在静态横倾力矩作用下，稳性应满足的条件为：Mh ≤ Msm。
任务三 船舶稳性 三、船舶稳性的基本衡准
2．静平衡与动平衡 （2）动平衡
动平衡的条件为Wh= Ws，故船舶的动平衡是功的平衡。 船舶在动态横倾力矩作用下的平衡称为动平衡。
任务三 船舶稳性 三、船舶稳性的基本衡准
二、船舶稳性
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三、船舶大倾角稳性
2.大倾角稳性的计算 1)基点法 2)假设重心法 3)稳性点法 4)自由液面对大倾角稳性的影响及 修正
45
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三、船舶大倾角稳性
1)基点法 Base point · 将度量浮力作用线 和重力作用线位 置的参考点设在 基点K处 · 计算式：GZ＝KN－KH
8总目录 教学目录 上源自页 下一页 后退 退出教学内容：目录
一、船舶稳性的基本概念 二、船舶初稳性 三、船舶大倾角稳性 四、船舶动稳性 五、对船舶稳性的要求 六、船舶稳性的检验与调整
9
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一、船舶稳性的基本概念
1.船舶稳性Ship’s Stability · 船舶受外力作用发生倾斜，当外力 消失后回到原来平衡位置的能力
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二、船舶初稳性
例题：某轮空船排水量为5000t，装 货10000t，燃油1500t，淡水300t， 备品10t，船舶常数180t，装载后全 船垂向总力矩136600.0t· m， KM=8.80m，装货后船舶的初稳性 高度值GM为多少米？
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二、船舶初稳性
3)求取KG：
· 求取载荷KGi： 方法1：估算法，对船中部舱，KGi 取0.5货高；对船首尾部舱，KGi取 0.54~0.58货高
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二、船舶初稳性
· 估算法示意
10 8
KG0
KG 5
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第二节船舶初稳性1．在舱容曲线上可以（）。
A．由货物容积查取货面距基线高度B．由货面距基线高度查容积中心高度C．由货物容积直接查取容积中心高度D．以上均可2．某轮空船排水量为2000t，空船重心高度为5.5m；船舶载荷重量为8000t，其重心高度为3.50m；查得船舶初稳心距基线高度KM为4.70 m。
该轮的初稳性高度GM为（）m。
A．0.8B．1.2C．1.5D．1.823．当货舱装满时，通常按货物实际重心求得的GM比按舱容中心求得的GM（）。
A．大B．小C．相等D．以上均有可能4．当货舱装满时，通常按货物实际重心距基线高度比舱容中心距基线高度（）。
A．大B．小C．相等D．以上均有可能5．某轮某两个航次No.1货舱分别装满货物A、B，积载因数分别为S.FA 、S.FB，该舱的重心高度分别为ZA 、ZB，则（）。
A．ZA ＜ZBB．ZA ＞ZBC．ZA =ZBD．关系无法确定6．某轮某底舱货舱容积为2710m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74m3 /t），上层花生果500t（S.F=3.28m3 /t），则两种货物的重心高度分别为（）m。
A．2.48；4.15B．2.48；5.70C．2.00；4.53D．1.85；4.217．某轮某底舱货舱容积为2710 m3，双层底高1.48m，舱高7.32m，计划配装两种货物：下层焦宝石1000t（S.F=0.74 m3/t），上层花生果500t（S.F=3.28 m3/t），则该舱的重心高度为（）m。
A．2.78B．3.12C．3.55D．5.968．在船舶的重心处装载部分货物，则（）将可能改变。
A．KBB．KGC．KMD．A和C9．某货舱下层、上层分别装有重心距基线高为2.04m和4.18m的两种货物，它们的重量分别是2630t和367t，双层底高1.1m，则该舱重心高度为（）。
A．2.06mB．2.14mC．2.30mD．2.49m10．在估算各类货物的重心高度时，对于首尾部位的货舱，货物的重心可取为货堆高度的（）。
A．40%B．50%C．54%～58%D．75%～80%11．对于近长方形货舱，舱容曲线为（），容积中心高度曲线为（）。
A．直线；直线B．直线；曲线C．曲线；直线D．曲线；曲线12．船舶重心距基线高度KG随船舶排水量的减小而（）。
A．增大B．减小C．不变D．变化趋势不定13．舱容曲线的垂向坐标为（）, 横坐标为（）。
A．货面距基线高度；舱容和容积中心高度B．舱容和容积中心高度；货面距基线高度C．舱容；货面距基线高度和容积中心高度D．以上均不对14．利用舱容曲线求取（）较为方便。
A．装载单一货物时的重心高度B．装载多种货物时的重心高度C．液体舱柜中液体的重心高度D．A和C15．为方便使用，船舶资料中常以（）代替舱容曲线。
A．静水力参数表B．静水力曲线图C．舱容表D．倾斜试验报告16．由液体体积可以在（）上查取相应的重心高度。
A．静水力参数表B．液舱舱容曲线C．液舱舱容表D．B或C17．由装货体积可以在（）上查取相应的重心高度。
A．静水力参数表B．货舱舱容曲线C．货舱舱容表D．B或C18．根据（）可以在货舱舱容曲线中查取装货后的重心高度。
A．货物重量B．货物体积C．货物积载因数D．以上均可19．根据（）可以在压载舱舱容曲线中查取相应的的重心高度。
A．压载水重量B．压载水体积C．压载水密度D．以上均可20．船舶作小角度横倾时，浮心的运动轨迹是（）。
A．弧线B．直线C．不规则D．波浪线21．某货舱上、下装载有货高分别为4.4m和2.6m的两种货物，它们的重量分别是1500t,1000t,已知双层底高1.3m，则该舱重心高度为（）m。
A．6.10mB．5.14mC．4.70D．5.49m22．船舶稳心半径BM与（）成反比。
A．排水量B．水线面面积C．水线面面积惯性矩D．舷外水密度23．研究初稳性时，船舶浮心移动轨迹的曲率中心称为（）。
A．稳心B．重心C．浮心D．漂心24．如果两艘船的排水量相同，GM也相同，则这两艘船在稳性方面的安全程度（）。
A．相同B．不相同C．A、B均可能D．取决于货物的装载方案25．船舶稳心半径BM是指（）。
A．漂心与稳心之间的垂直距离B．稳心与浮心之间的垂直距离C．浮心与漂心之间的垂直距离D．重心与稳心之间的垂直距离26．船舶的横稳心距基线高度KM可由（）公式确定。
A．KM=KB-BMB．KM=KB+BMC．KM=GM-KGD．KM=GM+KB27．某箱体船船长150m，船宽20m，排水量20000t，所在水域水密度为1.008g/cm3，则该轮的稳心半径BM为（）m。
A．2.84B．3.25C．4.06D．5.0428．某轮排水量20523t，船舶水线面面积对横倾轴的惯性矩为82684m4，所在水域水密度为1.008 g/cm3，则该轮的稳心半径BM为（）m。
A．2.84B．3.25C．3.65D．4.0629．船舶稳心半径BM与（）成正比。
A．排水量B．水线面面积中心C．水线面面积惯性矩D．重心距基线高度30．在研究初稳性时，若排水量一定，则初稳性高度GM的变化取决于（）。
A．船舶浮心高度和船舶重心高度B．船舶横稳心距基线高度C．船舶所载货物在垂向上的具体分布D．船舶纵稳心距基线高度31．在估算各类货物的重心高度时，对于中部货舱，货物的重心可取为货堆高度的（）。
A．40%B．50%C．54%～58%D．75%～80%32．船舶在排水量较小时，横稳心距基线高度KM（）。
A．固定不变B．随排水量的增大而增大C．随排水量的增大而减小D．与排水量的关系不能确定33．某轮排水量为15000t，垂向总力矩∑P i Z i=910006.0KN·m，船舶稳心距基线高度KM=7.68m，则其初稳性高度为（）m。
A．1.00B．1.25C．1.50D．1.7634．对一般船舶而言，排水量较大时初稳心半径随吃水的增加而逐渐（）。
A．减小B．增大C．无关D．不确定35．船舶横稳心距基线高度KM最大值通常发生在（）。
A．排水量较小时B．排水量较大时C．夏季排水量时D．最大排水量的一半时36．在研究初稳性时，船舶横稳心距基线高度KM随船舶吃水的增大而（）。
A．增大B．减小C．不变D．变化趋势不定37．其他条件相同，而船宽B较大的船舶，其（）。
A．横稳心半径BM相同B．横稳心半径BM较大C．初稳心距基线高度KM较小D．B、C均对38．其他条件相同，船舶的横稳心半径BM与舷外水密度成（）。
A．正比B．反比C．等比D．以上均有可能39．对于某箱形驳船而言，其横稳心距基线高与船舶的（）无关。
A．船长B．船宽C．舷外水密度D．船舶吃水40．某船排水量为21766t，水线面面积关于纵轴的惯性矩为78520m4，所在海域的水密度为1.003g/cm3，则该轮的横稳性半径为（）m。
A．4.25B．4.32C．4.42D．4.5841．对一般船舶而言，稳心半径随吃水的增加而逐渐（）。
A．减小B．增大C．无关D．不确定42．船舶装载后，若KM减小，则意味着（）。
A．GM减小B．GM增大C．GM不变D．以上均有可能43．开航前加装油水时尽量将舱柜加满，（）。
A．有利于增加自由液面对稳性的影响B．有利于减小自由液面对稳性的影响C．与自由液面对稳性的影响没有关系D．对稳性的影响需根据具体情况确定44．由油（水）体积可以在（）上查取相应的重心高度。
A．静水力参数表B．液舱舱容曲线C．货舱舱容表D．B或C45．液面形状为梯形的液舱，其自由液面惯性矩的计算公式为（）。
A．3 121lbB．3 361lbC．()()222121481bbbbl++D．3 481lb46．两自由液面面积相同的矩形液舱，其自由液面惯性矩i x（）。
A．长度较大者i x大B．宽度较大者i x大C．相同D．B和C均有可能47．某一梯形压载舱（舱内为标准海水）存在自由液面，舱长12.3m，舱前宽10.6m，舱后宽8.5m，若当时船舶排水量Δ=6638t，则该液舱自由液面对船舶GM的修正值为（）m。
A．0.12B．0.14C．0.1648．某一梯形压载舱（舱内为标准淡水）存在自由液面，舱长12.3m，舱前宽10.4m，舱后宽8.5m，若当时船舶排水量Δ=6638t，则该液舱自由液面对船舶GM的修正值为（）m。
A．0.118B．0.136C．0.152D．0.17149．某矩形压载舱（ρ＝1.021g/ cm3）存在自由液面，其液面长、宽分别为11.5m 和9.6m，若排水量为6824t，则自由液面修正量δGM f =（）m。
A．0.13B．0.18C．0.21D．0.2750．某船排水量Δ=4653t，有一矩形液面液舱未满，该舱长14m，宽7.8m，液体密度为0.97g/cm3，则该液舱液面对稳性减小（）m。
A．0.05B．0.07C．0.09D．0.1251．某轮装货后排水量为8000t，初稳性高度为0.85m，开航前加油（ρ=0.88g/cm3）200t，其重心在船舶重心之下3.70t，该油柜为梯形，油柜长l=10m，前后两个宽度分别为：b1=8.0m，b2=6.0m，存在自由液面的影响。
加油后自由液面对GM的影响值为（）m。
A．0.03B．0.04C．0.13D．0.2152．面积相同的的长方形（宽度大于长度）液面比正方形液面的自由液面惯性矩（）。
A．大B．小C．相同D．A、B均有可能53．某轮装货后排水量为8000t，初稳性高度为0.85m，开航前加油（ρ=0.8 g/cm3）200t，其重心在船舶重心之下3.70m，该油柜为梯形，油柜长l=10m，前后两个宽度分别为：b1=8.0m，b2=6.0m，存在自由液面的影响。
加油后船舶的GM值变为（）m。
B．0.89C．0.81D．0.7554．面积相同的的长方形（长度大于宽度）液面比正方形液面的自由液面惯性矩（）。
A．大B．小C．相同D．A、B均有可能55．某舱内存在自由液面，其对稳性的减小值（）。
A．随舱内液面面积的增大而增大B．随舱内液面面积的增大而减小C．与舱内液面面积无关D．与舱内液面面积关系不能确定56．液体舱内设置一道纵舱壁可以降低自由液面对GM影响值的（）。
A．1/4B．3/4C．1/9D．8/957．为了减少自由液面的影响，可以通过在液舱内（）的办法来减少其面积惯性矩值。
A．增加液体B．减少液体C．设置若干水密纵舱壁D．设置若干水密横舱壁58．设置两道纵向水密隔壁的液体舱，其自由液面面积惯性矩为不设置纵向水密隔壁液体舱的（）。
A．1/3B．3/4C．1/9D．8/959．设置一道纵向水密隔壁的液体舱，其自由液面面积惯性矩为不设置纵向水密隔壁液体舱的（）。