船舶静力学(全套课件)

平面形状和体积的计算
对于任意连续的平面，面积
y yu
A dx dxxy01 yu(x)yd(x)dx x0 s
形心坐标
x1
x yd
xc1 ASxd x1 A dxx 0 1y xyu(x)yd(x)dx
1
ycAS
ydxd 1y x1yu2(x)yd2(x)dx
Ax0
2
平面形状关于任意平行于x轴的直线的惯性矩
1 船体的几何描述
• 船体各部位的名称
上层建筑：supper structure
船艉
船舯
船艏
上层建筑
艏柱
水线
舵
主船体 龙骨
主船体：main hull 船艉：stern 船艏：bow 舵：rudder 水线：water line
龙骨：keel
左舷
艏柱：stem
左舷：port side
右舷：starboard side
1.1.2 主尺度
• 艏垂线FP: 过设计水线和艏柱交点且垂直于水线面的直线 • 艉垂线AP: 舵杆中心线，或过设计水线面与船体尾缘交点的设计水
线面的垂线 • 垂线间长LPP：艏艉垂线间的水平距离 • 总长LOA： 船体最前端和最尾端的水平距离 • 水线长LWL：水线面最前端和最尾端的水平距离
型表面：船舶建造时所关心的内部框架表面。 排水表面：和海水接触的船体表面。 注：型表面和排水表面差外板厚
CM（β）：
CM
AM BT
3、方形系数 CB（δ）：
CB LBT
4、棱形系数 CP（φ）：
CP
CB AML CM
5、垂向棱形系数 CVP（φV）：
CVPAWT
CB CWP
尺度比 长宽比 L/B，宽吃水比 B/T， 型深吃水比 D/T，长型深比 L/D
1.2 船体型线图
任意曲面都可以用平面曲线的平移加变形运动的轨迹来描述。
船舶静力学
哈尔滨工程大学 船舶工程学院 常欣 盛其虎
绪论
常 规 排 水 式 船 舶 的 线 型 特 点
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
军船纵剖线、水线
8700 7700 6600 5500 4400 3300 2200 1100 BL
型吃水T：龙骨上表面到水线面的距离 型深D：龙骨上表面到甲板边板下表面的垂向距离。 干舷F：水线面到甲板边板上表面的垂向距离。 最大型宽BM：所有横剖面型表面最大水平宽度的极值。
1.1.3 船型系数
船型系数反映了船体水下部分的肥瘦程度。
1、水线面系数 CWP（α）：
CW
P
AW LB
2、中横剖面系数
10号水线 W.L 8号水线 7号水线 6号水线 5号水线 4号水线 3号水线 2号水线 1号水线 BL
折角线 20
尾封板 19 18 17 16 15 14 1213 11
0
1
2
3 4
5 6 7 8 910 11
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ 300
1500
1500
1500
1500
CL
12号水线
10号水线 W.L
8号水线 7号水线 6号水线 5号水线 4号水线 3号水线 2号水线 1号水线
V
母 线
船体形状非常复杂，通常用一系列截交线来表示。 1.与中站面平行的横截面与船体型表面的截交线称为横剖线 2.与设计水线面平行的水平截面与船体型表面的截交线称为水 线 3.与中线面平行的水平截面与船体型表面的截交线称为纵剖线
船体型表面示意图
水线
中纵剖线
3 2 1 0
设计水线
6
5
4
2400WL
1200WL
绪论
船 舶 浮 性
船舶排水量与浮心 船体吃水与浮态 储备浮力
绪论
船 舶 稳 性
船体横倾时恢复正浮的能力 船上载荷移动及舱内液体对稳性影响 风等外力对船舶稳性的影响
绪论
船 舶 抗 沉 性
船体破损进水时的不沉能力
第一章 船体几何形状描述
• 船舶与海洋平台的外形特性，船体各部分的名称 • 船舶型表面和排水体积表面的概念 • 船体的主尺度和坐标平面、船型系数、尺度比 • 曲面形状的描述，船体型线图、型值表
右舷
1.1 船体的相关定义
1.1.1 主坐标平面的定义
• 设计水线面(载重水线面) 设计状态时船体与静水面的截交面。
• 中线面：船舶水下部分的对称面 • 中站面：船舯位置的横向截面 • 基平面：和设计水线面平行且过龙骨线与中站面交点的水平面.
X轴：中线面与基平面的交线，船头为正 Y轴：中站面与基平面的交线，右舷为正 Z轴：中站面与中线面的交线，向上为正
BL
军船横剖线
16700
14000 12000
10000
8700
8700
7700
7700
6600
6600
5500
5500
4400
4400
3300
3300
2200
2200
1100
1100
BL
BL
民船横剖线
绪论
常 见 的 首 尾 形 式
绪论
船 舶
船舶静力学
原 理 船舶动力学
船舶阻力 船舶快速性
船舶推进 船舶耐波性 船舶操纵性
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
16700
14000
12000
10000 8700 7700 6600 5500 4400 3300 2200 1100 BL
民船纵剖线、水线
绪论
常 规 排 水 式 船 舶 的 线 型 特 点
甲板边线
舷墙边线 舷墙折线
甲板边线
12号水线
横剖线
横剖线图： 一组等间距横剖线和折角线、轮廓线在yoz平面 投影的集合。
半宽水线图：一组等间距半宽水线和折角线、轮廓线在xoy平 面投影的集合。
纵剖线图： 纵剖线和折角线、轮廓线在xoz平面投影的集合
船体型线图
1.3 型值表
第二章 几何学和力学基础
• 平面形状和体积的计算 • 浮体在静水中的六自由度运动与载荷 • 浮体在静水中的受力分析 • 船体的浮态和静水平衡方程 • 浮体在静水中的稳定性 • 等体积倾斜水线和浮心的移动 • 稳心和稳心半径、稳心高 • 船舶的纵倾计算，MTC的概念 • 定积分的近似计算方法
绪论
源自文库
船体几何形状
船体几何要素 船体船型系数 船体型线图绘制
船舶排水量与浮心
船 船体浮性 舶
船体吃水与浮态 储备浮力
静 船体稳性
船体横倾时恢复正浮的能力
力 （完整与破损时） 船上载荷移动及舱内液体对稳性影响 学 风等外力对船舶稳性的影响
船体抗沉性 船体破损进水时的不沉能力 船体下水计算 船舶建造完工后从船台下水时的有关要素计算
I (yy0)2dxdy(yycycy0)2dxdy