船舶原理浮性
船舶原理介绍 - 本科生
船舶原理介绍
船舶原理是研究船舶航行性能的一门科学，其中包括：
（1）浮性——船舶在一定装载情况下浮于一定水平位置的能力。
（2）稳性——在外力作用下船舶发生倾斜而不致倾覆，当外力的作用消失后仍能回复到原来平衡位置的能力。
（3）抗沉性——当船体破损，海水进入舱室时，船舶仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没或倾覆的能力，即船舶在在破损以后的浮性和稳性。
（4）快速行——船舶在主机额定功率下，以一定速度航行的能力。
通常包括船舶阻力和船舶推进两大部分，前者研究船舶航行时所遭受的阻力，后者研究克服阻力的推进器及其与船体和主机之间的相互协调一致。
（5）耐波形（或称适航性）——船舶在风浪海况下航行时的运动性能。
主要研究船舶的横摇、纵摇及升沉（垂荡）等，习惯上统称为摇摆运动。
（6）操纵性——船舶在航行中按照驾驶者的意图保持既定航向的能力（即航向稳定性）或改变航行方向的能力（即回转性）。
因此，船舶操纵性包括航向稳定性和回转性两部分内容。
船舶原理( 浮性)
Aw = 2∫
L/ 2
−L / 2
ydx = 2δL ⋅ ∑' yi y0 + y20 2
• 计算内容：
w 水线面面积： A
∑' yi = y0 + y1 + L + y20 − L Moy = 2∫
L/ 2 2 −L / 2
x ⋅ ydx = 2δL ⋅ ∑' ki yi 1 ×10 × (y20 − y0 ) 2
船舶排水量=空船重量 载重量DW 船舶排水量 空船重量LW+载重量 空船重量 载重量
2-8
备注：
• 1、船体钢料重量Wh的影响因素分析
Wh含船壳板、甲板、舱壁、首尾柱、上层建筑等各部分钢板和型材的重量
（1）主尺度以及船型系数 影响最大。 a. 船长L 从构件数量和几何尺寸上看：船舶上绝大部分构件都与船长有关； 从强度条件看：L越大，船在水中所受的纵总弯曲M越大，要求 的船体构件尺寸也大。 b. 船宽B 对船体纵总强力构件尺寸的影响不大，但对构件的横向强度有较大的影 响。从构件数量来看，主要跟船底、甲板及舱壁等横向构件有关。 c. 型深D 从构件的数量来看：D对舷侧板以及骨架、舱壁有影响； 从强度来看：D大，船体梁的剖面模数W也大，对强度有利。 往往能起到抵消（或）部分抵消D增加所引起 构件数量增多的作用。
2-9
d. 吃水d d不影响构件的数量，但对强度（船底构件和船侧构架）有影响。 e.方型系数CB 对W h的影响很小，因为CB的增减对船体构件的数量和尺寸都影响甚微。 （2） 布置特征 甲板层数—— 取决于布置特点、使用要求； 舱壁数—— 规范有最小数目的规定，实际要考虑使用要求； 上层建筑的大小—— 包括长度、宽度、高度以及层数。
船舶静力学：第2章 浮性
特征: 1）
SoEF
i zd
0
Ti 0
zAW
dz
M
xoy
zB
M xoy i
SoEF i
2）由于
SoAE
Ti dz
0
SoAEF
SoEF
Tii
zBi
(Ti
zB )i
所以:
zB
T
i
1 i
Ti dz
0
3）曲线上任意一点E的切线与oz轴夹 角的正切等于E处的水线面积
tan
d dz
AWi
dxB dz
d dz
1 (xF
xB )
AW
(xF
xB )
将 xB 及 xF 绘制成如图曲线，可见 xF xB 时，
dxB 0 dz
如果以同一比例绘制该曲线，则两者交点为 xB 的极值。
2）浮心的垂向坐标曲线 由前面的讨论可知
T
zB
M xoy
0 zAW dz
T
0 AW dz
1
zB i
xAs dx
L / 2 Asdx
xydzdx
L/2 0 L/2 T
ydzdx
L/2 0
L/2
L/2 T
zB
M xoy
L / 2 z A Asdx
L/2
L / 2 Asdx
zydzdx
L/2 0 L/2 T
ydzdx
L/2 0
2、横剖面计算 可采用梯形法或辛普生法计算横剖面面积及形心垂向坐标，从而可计算出
第二章 浮性
浮性:是船舶的基本性能之一,即在一定装载情况下,船舶具有 漂浮在水面保持平衡位置的能力。
§2-1 浮性概述
第二节二三船舶浮性和稳性
ZM、ZB和r，都是与船舶尺度和形状有关的参数． 可分别表示为ZM = f （d）、ZB = f（d）、r = f（d）。当吃水已知时，可以在船舶静水力曲线图 中查到ZM和ZB，同时可求出BM=ZM—ZB。（所以说BM的大小体现着船舶尺 度和船体形状对稳性的影响）。
稳心半径 BM 还可按近似公式计算。
2)横倾
船舶只有横向倾斜而无纵向倾斜的漂浮状态称为横倾。船舶 的重心与浮心位置只能保持前后方向一致，左右方向不一致。
船舶横倾时，由于船舶首尾吃水相等，而左右吃水不相等，
因此产生一个横倾角θ。横倾角θ是船舶横倾后的水线与正浮时水 线之间的夹角，通常右倾θ为正，左倾θ为负。船舶横倾一般用吃 水d和横倾角θ两个参数表示其浮态。
• 2．船舶的浮态
•
船舶浮于静水的平衡状态称为船舶浮态。有正浮、横倾、纵
倾和横倾加纵倾4种，可以用船舶吃水d、横倾角θ、纵倾角φ或
吃水差t等参数表示。
• 1)正浮
船舶既无横倾又无纵倾的漂浮状态称为正浮。船舶处于正浮
状态的条件是船舶的重心G与浮心B左右位置一致(都在船中)、前 后位置也一致(一般在中部附近)。此时，船舶吃水全部相等，所 以船舶正浮只需用吃水d来表示即可。
• 1)装卸货物对船舶浮态的影响
• (1)在船舶漂心垂线上装卸少量货物（货物重量小于排水量的10% ）
在船舶漂心垂线上任意位置装卸少量货物，只改变船舶的平均吃水，即 船舶平行沉浮。
船舶漂心是指船舶水线面面积的几何中心，通常用符号“F”表示，其坐 标为XF (通常YF=0)，对于不同吃水，漂心的坐标是不同的。
2021/1/10
第二节 船舶的主有量度
4
• 3)纵倾
•
船舶只有向船尾方向或向船首方向倾斜而无横向倾
有关船舶浮力
发点专业知识给大家充充电船舶浮性是指船舶承载后可保持一定浮态的性能.具有在水面上漂浮的能力。
船舶浮性是船舶在水中受到水压力的作用，左右两舷的压力相互平衡，船底的压力与船只本身的重量相平衡。
船舶在水面上漂浮所以能漂浮,是因为它所受到的重力与浮力作用保持平衡。
平衡条件为：一是船舶所受的重力与浮力作用在同一垂直线上；二是船舶排水量,即排开水的重量等于船的全部重量.船舶承载后可保持一定浮态的性能。
漂浮原理和状态: 船在静水中漂浮时受到两个作用力。
一个是船舶本身以及所载物品、人员重量引起的重力，方向垂直向下，它的作用点称为重心；一个是船外水压力所形成的浮力，方向垂直向上，等于船舶所排开同体积的水的重量，称排水量，它的作用点位于排水体积的中心，称为浮心。
船在水面上平衡的条件是：重力等于浮力，重心和浮心位于同一铅垂线上。
如果船的浮心和重心不在同一铅垂线上，船就会倾斜，使排水体积形状及浮心位置改变，直到浮心重新被调整到和重心同一的铅垂线上获得平衡为止。
船的漂浮状态有正浮、横倾、纵倾和任意倾斜等四种状态。
如果船的重心的纵向坐标和横向坐标与浮心的纵向坐标和横向坐标对应相等，船就处于正浮状态，此时船的首、尾和左、右舷吃水都相等，否则就会产生横倾、纵倾或两者兼有的任意倾斜。
一般在设计时要求船舶保持正浮，或略带尾倾。
船在营运中要进行货物积载计算,控制装载重量和重心位置,以获得良好的浮态。
船舶浮性- 储备浮力: 船体在水面上的漂浮位置或吃水同船的排水量和载重量相关。
排水量和载重量的变化会引起吃水的变化。
因此，不同的吃水反映了不同的装载量和排水量。
船在满载吃水下的排水量称为满载排水量，相应的水线为满载水线。
考虑到船在航行中可能发生的意外重量增加，如海损破舱进水,风浪袭击进水等,满载水线应位于上甲板以下一段距离处，使满载水线以上尚有一定的水密容积，该容积入水后所能提供的浮力称为储备浮力。
储备浮力的数值用满载排水量的百分数表示。
船舶静力学第二章 船体浮性
W
G
B
在研究船舶浮性问题和后面要
研究的船舶稳性问题都要研究船舶 的重力、重心和浮力（排水量）、 浮心之间的关系。船舶静力学是研 究上述四个量之间的变化规律及它 们的计算方法。
船舶静力学
2-3 排水量和浮心位置计算
即船舶排水体积和排水体积形心坐标的计算
计算排水体积时，把船舶水下体积 分成若干个薄层体积，算出这些薄层微 体积，并求其总和，即得船舶的总排水 体积；计算船舶排水体积的形心坐标时， 要先计算出各薄层微体积对某一个坐标 平面的静矩，并求总和，再将总和除以 排水体积，即得该排水体积的形心距该 坐标平面的距离。
（4）任意状态
W
G
dA
zG
xG
zB
Bd
xB
W
G
zG zB dF
yG
B
o
yB
船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡
方程：
W= =
浮态 表示
x B－x G =（ z B － z G ）t g
y B－y G =（ z B － z G ）t g
d=(dF+dA)/2
纵倾角 横倾角
§2-2 浮船舶重量和重心位置的计
2020年4月25日星期六
船舶静力学
第二章 浮性
船舶静力学
船舶航行6大性能之首
浮性
船舶在一定装 载情况下浮于 一定水面位置 的能力。
§2-1 浮性概述
一、船舶平衡条件
阿基米德原理——物体水中所受到的 浮力等于该物体所排开的水的重量， 即
W
G
= ——船舶排水量，；
——船舶排水体积，；
——水的重量密度，t/m3。 淡水 =1.0t/m3 ，海水 =1.025t/m3
第二章 浮性解读
船舶重力W 船舶浮力Δ
重力是由船舶本身各部分的重量（自重和载荷重） 所组成的合力，合力的作用点G称为船舶的重心。 浮力是由船舶水下部分静水压力产生的 合力，合 力的作用点B为浮心。
船舶平衡条件
阿基米德原理——物体水中所受到的浮力等于该物体所排开的水的 重量，即 =
——船舶排水量；
——船舶排水体积；
浮性曲线及其特性
4、排水体积曲线
排水体积曲线包括： 型排水体积曲线：由型线图计算所得体积
船舶排水量=空船重量+载重量，随装载情况不同而变化。
排水量定义
船舶排水量=空船重量+载重量
排水量随装载情况变化，引起船舶的各种技术性能发生变化。
为了反映各种装载状态的船舶的技术性能，军用舰艇和民用 船舶都有各自相应的排水量定义：
一、民用船舶排水量定义
（1）空载排水量：指船舶在全部建成后交船时的排水量，即空船 船重量。
基本内容：
计算方法有两种： 1水下体积沿轴垂向分割；
即根据：
1水线面计算；
2横剖面计算。
船舶排水体积和浮心位置的计算
一、水线面计算方法
吃水为T处的水线面面积： AW 2
L/2
L / 2
ydx
L/2
水线面面积对oy轴的静矩： M oy 2 L / 2 xydx
漂心纵向坐标：
xF
船舶的浮态
平衡条件
表示参数
W xB xG ( zG zB )tg y y B G T TA 平均吃水 T F ，纵倾角 。 2
船舶的浮态
4、任意状态
船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡方程：
W== xB–xG =(zG–zB)tg yB–yG =(zG–zB )tg
船舶静力学第二章船体浮性
船体浮性的应用
船舶稳定性
船舶设计
船体浮性是船舶稳定性的基础，通过 合理设计船体的浮态和重量分布，可 以保证船舶在风浪中保持稳定。
在船舶设计阶段，需要充分考虑船体 的浮性和重量分布，以确保船舶的安 全性和经济性。
船舶装载
通过调整船体的浮态和重量分布，可 以合理装载货物和燃料，保证船舶的 载重量和航行性能。
合理设计船体重心位置，降低重心高度，提高船舶的抗风浪能力。
合理装载货物和压载水
均衡装载
合理安排货物的装载位置和重量分布， 保持船舶重心稳定。
控制压载水
根据船舶航行需求，适当调整压载水 的数量和位置，提高船舶的浮性和稳 定性。
增加浮力辅助设备
使用浮筒
在船舷两侧安装浮筒，增加船体的浮 力，提高船舶的稳定性。
船体浮性的应用
船体浮性是船舶设计和建造的基础，确保船舶在各种情况下都能保 持稳定漂浮状态，保证航行安全。
船体浮性的原理
阿基米德原理
物体在液体中所受到的浮力等于物体所排开的液体重 量。
船体浮性原理
船体在水中所受到的浮力等于船体重量时，船体会保 持漂浮状态。
船体浮性原理的应用
通过调整船体重量和浮力之间的关系，可以改变船舶 的吃水深度和航行状态。
数值模拟实验具有无损、可重复性高、节省实验成本等优点，但需要建立准确的数学模型和边界条件，对计算资源要求较高 。
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装载情况的影响
装载情况对船体浮性的影响主要体现 在货物、燃料和水的重量以及货物的 分布上。货物的重量和分布直接影响 到排水量和浮心位置。
燃料和水重量对船体浮性的影响也较 大，因为它们会改变船体的排水量。 装载时，应合理安排货物、燃料和水 的位置，以保持船体的平衡和稳定。
浮体静力学(04)
满载排水量
最大排水量
§3~2 重量和重心坐标计算
船舶重量、重心计算 设组成船舶总重量的各个重量项目的数目为n，各项重量 为 Wi ，各项重量的重心坐标为 ( xi , yi , zi ) ，则船舶总重量W和 重心坐标 ( xG , yG , zG ) 按下式求出：
W x
i 1 n i n
正浮
正浮：浮体的基平面平行于水面时的漂浮状态，此时ox轴和 oy轴都平行于水线面。该浮态可用一个参数d来表示。
平 衡 方 程
W xG x B yG y B 0
一般情况下船舶都应处于正浮状态或略有尾倾。
§3~1 浮性基本概念
z
z
W W 水线
G
G
d
xG=xB
B
zG x
zB
船舶总重量 载重量=船上装
载的各项重量
§3~2 重量和重心坐标计算
船舶排水量=空船重量+载重量，随装载情况不同而变化。
满载排水量
民船
满载出港
典 型 载 况
空载排水量
是否装载客货：满载和空载 油水消耗情况：出港和到港
满载到港
空载出港 空载到港
§3~2 重量和重心坐标计算
对军用舰艇
空载排水量 标准排水量
x B xG tg zG z B y B yG tg zG z B
§3~1 浮性基本概念
zG zB
xG
B
水线 zG
d
x
zB
o yB
yG
G
B
o
xB
dF
y
§3~1 浮性基本概念
总结 浮性和稳性的关键问题
研 究 四 者 关 系
为什么船可以浮在水上？
为什么船可以浮在水上？一、浮力的作用原理船舶能够浮在水上的原因是因为浮力的作用。
根据阿基米德原理，当物体处于液体中时，所受到的浮力等于所排开的液体的重量。
船舶的体积往往较大，因此其所排开的水的重量也较大，所受到的浮力就足以支持船身。
换言之，当船舶的体积大于其质量和密度产生的浮力时，船舶就能够浮在水上。
二、船体的设计船舶能够浮在水上的另一个关键原因是船体的设计。
船体通常采用空腔结构，内部充满空气，使得整个船体的平均密度低于水的密度。
这样一来，船舶在水中就产生了浮力，从而能够在水面上浮起。
船体的设计还考虑到平衡和稳定性，使得船舶能够在水上保持平衡并且抵抗外部环境的影响。
三、船舶的负载和排水船舶能够浮在水上的前提是根据它的负载来计算所需的浮力。
船舶在装载货物或者乘客后，会增加船型的排水量，从而增加所需的浮力。
船舶的排水也是一个重要的概念，它表示船舶在浮起时所占据的水的体积。
当船舶的排水量等于其总质量时，船舶的浮力正好能够支持住船身。
四、浮力的应用船舶浮力的应用不仅在于让船舶能够浮在水上，还可以控制船舶的操纵和平衡。
通过合理地调整船舶的重心和浮心，使得船舶能够在水面上保持平衡，不易倾覆。
此外，船舶在航行中还可以通过改变船舶的形状和姿态，来调整船舶所受到的浮力和阻力，从而实现船舶的操纵和速度调节。
五、科技的进步和未来展望随着科技的不断进步，船舶设计和制造的技术也在不断提高。
现代船舶采用了很多高级材料和技术，使得船舶更加轻盈和节能。
未来，随着新材料和新技术的应用，船舶的性能将进一步提高，使得船舶不仅能够更加稳定地浮在水上，还能够在更恶劣的海况下航行。
总结：船舶能够浮在水上是因为浮力的作用原理和船体的设计。
浮力是船舶浮在水上的关键，而船体的设计则决定了船舶的稳定性和平衡性。
船舶的负载和排水量也是影响船体浮力的重要因素。
浮力的应用使得船舶能够更加稳定地浮在水上并且实现船舶的操纵。
随着科技的进步，船舶设计和制造的技术也在不断提高，为未来船舶的发展带来更多可能性。
船的科学原理
船的科学原理船舶作为一种重要的交通工具，能够在水中安全行驶，这得益于船的科学原理。
本文将从船舶的浮力、水动力和船体设计等方面，介绍船的科学原理。
一、船的浮力原理船的浮力原理是船舶能够漂浮于水面上的基础原理。
根据阿基米德原理，当船舶浸入水中时，所受到的浮力等于所排开的水的重量。
船舶设计师利用这个原理，通过合理的设计使船体的密度小于水的密度，从而使船体能够浮在水面上。
船舶的浮力由船体的形状决定。
船体通常采用凹型造型，底部呈现圆弧形，这种形状能够在水下受到更小的水阻力，减小船舶行驶时所需的能量。
此外，船体的密度也需要控制在适当范围内，以确保船体既具有足够的强度，又能够保持浮在水面上。
二、船的水动力原理船的水动力原理主要涉及船体在水中行驶时所受到的水的阻力和推进力。
在水动力学中，船舶行驶时所受到的阻力主要包括摩擦阻力、波浪阻力、泥沙阻力和风阻力等。
摩擦阻力是船体表面与水的接触面积与摩擦系数的乘积，通过光滑的船体和减少接触面积，可以减小船体受到的摩擦阻力。
波浪阻力是船舶行驶时波浪对船体的作用力，设计师可以通过减小船体的波浪阻力系数来降低波浪阻力。
泥沙阻力主要表现为船底与水底之间的摩擦力，而风阻力则是来自气流对船体的阻碍。
为了克服这些阻力，船需要依靠推进力。
推进力的实现主要通过船舶的推进装置，比如螺旋桨或喷水推进器等。
这些推进装置利用水的反作用力产生反向的推力，从而使船体前进。
三、船体设计原理船体的设计原理决定了船舶的稳定性、航行性能和载货能力等重要特征。
船体的设计取决于船舶的用途，分为单体船和多体船。
单体船通常采用中央舱室设计，其特点是船体中央有一个大型的货舱。
这种设计能够提供足够的载货空间，并保证船的稳定性。
而多体船则由多个船体组成，每个船体通过联结构件连接在一起。
多体船具有较大的横向稳定性和载货能力，适合用于大型海洋运输。
在船体设计中，船舶的稳定性是至关重要的。
良好的稳定性可以保证船舶在恶劣天气和风浪中的安全性。
船舶静力学浮性和初稳性概要
船舶静力学浮性、初稳性课程总结第二章 浮性2.1 浮态和静平衡方程 2.1.1 浮态的描述船舶的浮态用吃水T ，横倾φ和纵倾角θ。
正浮状态：φ=0；θ=0，用吃水T 描述 纵倾状态：φ=0， 用T ，θ描述 横倾状态：θ=0， 用T ，φ描述 任意状态： 用T ，φ，θ描述纵倾也可用纵倾值A F T T t -=表示，Lt=θtan2.1.2 静平衡方程横倾时，水平方向单位向量为φφsin cos k j +根据矢量投影规则，重力和浮力作用线之间的距离GZ 为矢量GB 在水平方向的投影，当船舶在外力矩作用下达到静平衡状态时，力平衡方程（任意倾斜角）为：()()[]()()[]θθφφsin cos sin cos G B G B T T G B G B H H z z x x l M z z y y l GZ M W -+-∆=∆=-+-∆=∆=∆=∆= 当外力矩为零时：00==→==T H T H l l M M因此有：()()()()θφtan tan G B G B G B G B z z x x z z y y --=---=-当（平衡于正浮状态的）船舶在外力矩作用下发生小角度倾斜时：φφφφsin sin sin sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∇+∆≈∆=∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∇+∆≈∆=∆=G L B L L T G T B H z I z GM GZ M z I z GM GZ M 其中 22/2/22/2/3232F W L L L L L T x A ydx x I dx y I -==⎰⎰--2.2 重量重心计算船舶重量重心计算采用累计求和的方法进行()(){}∑∑∑==kk kk kGG G kWz y x W z y x W W ,,,,GZ 方向的单位矢量： j cos φ+k sin φ2.3 排水体积和浮心计算船舶水下部分的体积和浮心采用积分的方法计算：⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∇=∇=∇==∇VB V B VB Vzdxdydz z ydxdydzy xdxdydz x dxdydz111具体计算时分别按三个坐标依次积分。
2-1 浮性概述
2012-5-13
lxl-wxjx
船舶原理
5
Part4.船舶浮态
船舶浮于静水的平衡状态称为浮态。 四种浮态分别为： 正浮：船舶中纵剖面与中横剖面均垂直于静止水面时的浮态 横倾：中横剖面垂直于静水面，中纵剖面与与铅垂平面呈横倾角φ 时的浮态。规定右倾为正，左倾为负。 纵倾：中纵剖面垂直于静水面，但中横剖面与铅垂平面呈θ角时的 浮态。规定艏倾为正，尾倾为负。 任意浮态：既有横倾又有纵倾的浮态 船舶的浮态可以用d、 φ、 θ这些参数来表示。船舶在静水中正浮 状态下的平衡方程为： G = ∆ = ϖ . ∇
∆ = ϖ∇
所以有：
G = ∆ = ϖ∇
根据力的平衡原理， 船舶静止漂浮时，其平衡条件必然是： 1.重力与浮力大小相等而方向相反
G = ∆ =ϖ∇
2.重心G和浮心B在同一条铅垂线上
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船舶原理
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Part3.船舶坐标系
以基平面、中站面及中线面的交点为原点。 x轴：船长方向，指向船首为正 y轴：船宽方向，指向右舷为正 z轴：型深方向，向上为正 插图
Chapter2 浮性
Section1. 浮性概述
Part1.浮性定义
定义： 浮性：船舶在一定的装载情况下具有漂浮在水面保持平衡位置的能 力，是船舶的基本性能之一。
本章中将学习船舶在静水中的平衡条件、各种浮态、船舶在各种 浮态下的排水体积和浮心位置的计算方法。
2012-5-13
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船舶原理
d = 2
纵倾值：
t= dF-dA
纵倾角：
dF − d A t tanθ = = L L
lxl-wxjx 船舶原理 8
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船舶基本概念及原理
船舶基本概念及原理船舶基础知识及原理一.基础知识船舶浮性：船舶浮性是指船舶在各种转载情况下具有漂浮在水面上保持平衡位置的能力。
船舶型长：沿设计水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的水平间距，无舵柱的量至舵杆中心线。
船舶型宽：在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。
船舶型深：在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离。
船舶型吃水：在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季满载水线的垂直距离。
船舶平均吃水：平均吃水也称等容吃水。
船舶任意倾斜状态下的排水量与其某一正浮状态下的排水量相等，则该正浮状态对应的吃水即为船舶平均吃水。
小倾角纵横倾条件下，平均吃水也是船舶正浮时漂心处的吃水。
实际运营中，是取船中两舷的平均吃水。
货物的自然减量：货物在运输过程中，因其本身性质、自然条件及运输技术等因素的影响而产生的重量上不可避免的减少。
货物数量的交接责任中交接人的责任：妥善包装，保证向承运人提供正确的包数或件数、重量或体积。
货物数量的交接责任中承运人的核对：装货或卸货港，承运人对货物数量有所怀疑，可进行检查，如不符，有权向货方收取一定数量的违约赔偿金。
货方应对不符而导致的损失负责。
货物数量交接中承运人的责任：船方应对不能免除赔偿责任的货物数量短缺进行赔偿。
保证向收货人提供与提单上相同的重量、体积或件数之一。
货物的亏舱：在装货时，无论货物堆装的技术如何完善，货仓的某些部位或空间都无法利用来装货，该空间或部位称为亏舱。
二、船舶载货能力船舶常数：测定时的空船重量与船舶刚出厂时空船重量的差值。
三、船舶稳性稳性：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。
自由液面：船舶的液体舱柜中装有液体但未满舱时的液面。
静稳性曲线图：静稳性力矩或静稳性力臂与船舶横倾角的关系曲线图。
静横倾力矩：指其作用过程中极其缓慢，即在倾斜过程中不计及角加速度和惯性矩的横倾力矩。
动横倾力矩：在较短的时间内横倾力矩有明显变化、或突然作用在船上，即在横倾过程中计及角加速度和惯性矩。
船舶静力学名词解释
船舶静力学复习资料一、名词解释浮性：浮性是船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面（或浸没在水中）保持平衡位置的能力稳性：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平衡位置的能力抗沉性：船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力可浸长度：满足船舶抗沉性要求时的最大许可长度许用舱长：船舶各处主水密舱的最大许可长度，等于舱长中点处的初稳性高度极限重心高度：船舶恰能满足稳性要求时的重心高度方形系数：船体水线以下的型排水体积与船长、型宽、吃水所构成的长方体体积之比菱形系数：船体水线以下的型排水体积与由相对的中横剖面面积、船长所构成的棱柱体体积之比横倾：船舶自正浮位置向右舷或左舷方向倾斜的浮态纵倾：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的浮态干舷：自水线至上甲板边板上表面的垂直距离型深：在甲板边线最低处，自龙骨板上表面至上甲板边线的垂直距离。
垂线间长：首垂线和尾垂线之间的水平距离邦戎曲线：在船纵向每个站号处以吃水为横坐标，画出相应的A s=f（z）曲线。
这样的一组曲线称为邦戎曲线。
用于计算船舶在任意倾水线下的排水体积和浮心位置储备浮力：指满载水线以上主体水密部分的体积提供的浮力，对船舶稳性、抗沉性有很大影响动横倾角：船在动力作用下的最大横倾角称为动横倾角进水角：船舶横倾至水开始由开口进入船内时的横倾角二、简答题1、船舶浮态有哪几种？写出船舶横倾、纵倾状态的平衡方程有正倾、横倾、纵倾、横纵倾横倾：W=ω▽x G=x By B-y G=(z G-z B)tanθ纵倾：W=Δ=ω▽x B-x G=(z G-z B)tanθy B=y G=0。
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2、横剖面计算。
2-15
一、水线面计算方法（垂向计算法）
• 1、基本公式
dAwdz
dw A 2yd xA w2 LL /2 /2ydM yx oz 0dxF0dAAww dzd2 0zd 20dLL//2 2LxL/y2/d2xdyz dxd
Weight）
量 的 总 和 就 是 船 的 载 重 量 。 （ Displacement
船舶排水量=空船重量LW+载重量DW
2-8
备注：
• 1、船体钢料重量Wh的影响因素分析
Wh含船壳板、甲板、舱壁、首尾柱、上层建筑等各部分钢板和型材的重量
（1）主尺度以及船型系数
a. 船长L
影响最大。
从构件数量和几何尺寸上看：船舶上绝大部分构件都与船长有关；
• （3）与船的使用特点有关的重量 如货船上的起货设备及舱口盖，拖船的拖带设备、渔捞设备
• （4） 特殊项目重量 如减摇装置、侧向推进装置等。
3、机电设备Wm的分析
包括主机、辅机、轴系、动力管系、电气设备等。
2-11
二、重心位置的计算
x g P P ix ii
y g P P iy ii
z g P P iz ii
2-19
5、排水体积曲线
• 排水体积曲线包括：
型排水体积曲线 总排水体积曲线 K
排水量曲线 △
由型线图计算所得体积 由型排水体积乘以船壳系数所得 由总排水体积乘以水的重量密度所得
2-20
关于变上限积分
• 定积分的计算结果是一个数值 • 船舶计算经常需要曲线(函数)
2-21
* 排水体积曲线特性
2-7
§2－2 船舶重量和重心位置的计算
一、重量分类
• 1、固定重量（ WhWf Wm）包括船体钢料，舾装设备、机电设
备及武器等，它们的重量在使用过程中是固定不变
的，也称空船重量（Light Ship Weight）或船舶自
身的重量。
• 2、变动重量：包括货物、船员、行李、旅客、淡水、
粮食、燃油、润滑油以及弹药，这类重
d
zA
Moy AS
zydz
0 d
ydz
d
'kiyi 'yi
0
CM
Am BT
2-26
3、横剖面面积曲线及其特性
• 特性：
（1）
L
L2
ASdx
2
L
2 L
xA S dx
（2） x B 据
2
L
2 L
AS dx
2
该曲线是设计新船型线图的 主要依
（3） Cp 曲 矩线 形所 面ab围 积 cd面 AM积 L
d dz
2
M xoy
d dz
Aw
dM xoy dz
Aw z
dzB dz
Aw
(z
zB )
M xoy zB
• 结论：吃水增加，浮心的垂向坐标升高
2-24
二、横剖面计算法（纵向计算法）
• 1、基本公式
dAS dx d
dSA2ydzAs20ydz
L L 2A Sd x2 L L 20 dyd dzx
2-18
4、每厘米吃水吨数曲线
• 船舶吃水平行于水线面增加（或减小）1cm时引起排水量增加 （或减小）的吨数称每厘米吃水吨数。 TPC Aw 100
• TPC每厘米吃水吨数，只与 A w 有关。
• 每厘米吃水吨数曲线的形状与水线面面积曲线完全相似。
•
应用：
d P TPC
（小量载荷装卸 P<10%满载排水量）
M xoy 0 z Aw dz 2 0
zydxdz L/2
d
d
L/2
z B M zoy
0 z Aw dz
d
0 d
yzdxdz L/2 L/2
2-1
2、水线面计算
• 计算内容：
L /2
A w
2 ydx L /2
2 L 'yi
' yi
y0
y1
y 20
y0
y 20 2
（3）船级别、规范和航区（如航行与冰区）
（4）结构材料 如普通钢、高强度合金钢、铝合金、玻璃钢等
2-10
2、舾装重量Wf的分析
• （1）与船的排水量和主尺度有关的重量； 如船舶设备及系统，包括锚、舵、系泊、消防、管系及油漆等
• （2）与船员或旅客人数有关的重量 如舱室木作、家具、卫生设备、救生设备
di
f(z)
0 Awdz
dxB
dMyo dz
z
Myoz
d dz
dz
2
• 合力矩原理叙述如下
又 ddzAw ddM yzozxf Aw ddBxzAw(xFxB)
Myoz xB
2-23
7、浮心垂向坐标曲线
di
z B
M xoy
0
z Aw dz
di
f
(z)
0 Aw dz
dzB dz
dM xoy dz
2
2
dM yo z xA Sdx
dM xo zzAA Sdx zA是离中 x处 站 的 面 横剖面 垂面 向积 坐
M oy 20d z ydz
zA
M oy AS
0d z ydz 0d ydz
Myo z LL 22xASdx2 LL 220dxydd z x xBM yoz Mxo z LL 22zAASdx2 LL 220dzAydd z x zBM xoz
2-33
§2－7 储备浮力与载重线标志
• 一、浮性衡准
1、船舶实际重量船舶装载重量 (full load weight)或船舶 实际吃水满载吃水 (full load draft)；
• 公式表明：各分力（各重力）对给定平面力矩 的代数和等于其合力对该平面之矩，即合力矩 定理。
• 1、空船重心 • 2、装卸后船舶的重心
2-12
三、典型排水量
• 1、民船
• A：空载排水量：是指船舶在全部建成后交船时的排水量，即空 船重量，此时动力装置系统内有可供动车用的油和水，但不包括 航行时需的燃料，润滑油和炉水储备以及载重量。
2-14
§2—3 排水量和浮心位置的计算
• 排水体积和排水体积形心坐标的计算是根据型线图和型值表 来进行的。
• 基本内容： 1、在计算船舶的排水体积时，用若干个与任一坐标平面平
行的平面把船舶水下体积分割成若干个薄层微体积，算出这 些薄层微体积并求其总和，即船舶的排水体积；
2、计算排水体积形心坐标时，要先算出薄层微体积对某一 坐标平面的静矩，并求出这些静矩总和，然后将其总和除以 排水体积，即得排水体积的形心距该平面的距离。 • 计算方法有两种： 1、水下体积沿轴垂向分割；
• D：到港：消耗品还剩余10%。
• 满载排水量无特殊说明，指满载出港排水量，是民船
的最大排水量，是决定船舶的主要要素的出发点，因
此也作为民用船舶的设计排水量。
2-1
A：空载排水量 B：标准排水量 C：正常排水量 D：满载排水量 E：最大排水量
2、军船
建造完工后的排水量
军用舰艇的设计排水量 出航时舰艇最大装载状态 超载排水量
从强度条件看：L越大，船在水中所受的纵总弯曲M越大，要求
的船体构件尺寸也大。
b. 船宽B
对船体纵总强力构件尺寸的影响不大，但对构件的横向强度有较大的影 响。从构件数量来看，主要跟船底、甲板及舱壁等横向构件有关。
c. 型深D
从构件的数量来看：D对舷侧板以及骨架、舱壁有影响；
从强度来看：D大，船体梁的剖面模数W也大，对强度有利。
吃水d
对称面 yB上 0根据平衡 yG 条 0 件 )
2、横倾
船舶自正浮状态向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态。ox轴是 水平的，中纵剖面与铅垂面成一角度，即正浮时水线面与横倾后 的水线面的夹角 （横倾角 Angle of transverse inclination ） 船舶横倾的大小以横倾角表示 有正负：
d 2
2
又 d A w dt
dt d Aw 2
dt d Aw 2
CB LBd
Aw Cwp LB
dt d
CB Cwp
d
Cvp
d
• 结论：密度增加则吃水减小，反之则增加。
2-32
二、浮心变化
ddBxzAw(xFxB)
dzAwd2
dBxd(xFxB)
d dzB (dzB)
• B：满载排水量：指船舶上装载预先规定的设计载重量（即按照 设计任务书要求的货物、旅客、船员、行李、粮食、淡水燃料、 润滑油、锅炉用水的储备以及备品、供应品等均装载满额的重量） 的排水量。
空载排水量、满载排水量又分出港、到港。
• C：出港：燃料、润滑油、淡水、粮食及其他物品都按设计的规 定的数量带足。
dMyoz xF Awdz dMxoy z Awdz
x B
M yoz
d 0
d
L/2
x F Aw dz
d
0 d
xydxdz L/2 L/2
0 Aw dz
ydxdz
0
L/2
M oy
2LL/
2 /2
xydx
xF
M oy Aw
LL/
2 /2
xydx
LL/
2 /2
ydx
d
d
L/2
（1）
zB
Mxo
y面OE（F2）又
（3） tgddzAwi tgAE i
AC AC
Ac i Awi
SOAE SOAEF SOEF