【文章內容簡介】 決于船體水下部分的形狀，和具體裝載狀態(tài)無關。在正浮狀態(tài)時，這些參數(shù)僅是吃水的函數(shù)。和浮性和初穩(wěn)性相關的有： Aw、漂心縱坐標 xF、 TPC ?、總排水體積 ?k=k? (k為修正系數(shù) )， 排水量 D xB、浮性垂向坐標 zB BM（穩(wěn)心垂向坐標 zm） BML、 MTC 將這些參數(shù)以吃水為縱坐標，按不同的比例統(tǒng)一的畫在同一張圖上，以便于進行不同裝載狀態(tài)時船舶初穩(wěn)性校核，這張圖稱為 靜水力曲線圖 。 也可以用表格的形式給出。 船舶靜水力曲線圖 船舶靜水力曲線圖 密度變化對浮態(tài)的影響 一、吃水變化 ??? w1 dTAdwwd W????? 21wdwT P CwdwAdT W ????????1002由上式可見：船舶從淡水到海水時， dw0，則 dT0，吃水減小 船舶從淡水到海水時， dw0，則 dT0，吃水增加 因 ，上式可寫為： LBCAL B TwCwpWB ??? ,wdwCwdwCCTdTvpwpB ????如果 則 ,/,/, 3131 ???? vpCmtwmt ??????? wdwCTdT vp二、浮心位置變化 T變化 → ▽變化 → B變化，將式 代入 得到 2wdwAdT W ???? )(BFWB xxAdzdx ??? )(BWB zzAdzdz ???)()(BBBFBzTwdwdzxxwdwdx??????對大多數(shù)船舶 ， 當由淡水區(qū)域進入海水區(qū)域時， dw0，則 ， 而 G不變，船舶尾傾； 當由海水區(qū)域進入淡水區(qū)域時， dw0，則 ，船舶首傾； 若 ，則 dw 對船舶縱傾無影響。 由于 當由淡水區(qū)域進入海水區(qū)域時， dw0，則 ， B下移； 當由海水區(qū)域進入淡水區(qū)域時， dw0，則 ， B上移。 BF xx ?0?Bdx0?BdxBF xx ?0)( ?? BzT0?Bdz0?Bdz由海水進入淡水 由淡水進入海水 儲備浮力及載重線標記 儲備浮力 是指滿載水線以上主體水密部分的體積。通常以滿載排水量的百分數(shù)來表示。 內河駁船 10～ 15％，海船 20～ 50％，軍船 100％。 載重線 一般標記在船舯兩舷處。 載重線 標志 雙體立軸潮流發(fā)電船的兩個片體都是長方體，在正常工作狀態(tài)下，水輪機產(chǎn)生的縱傾力矩為 450噸米，若船長為 30m，單個片體寬度為 3m，保證工作狀態(tài)下船底不出水的最小吃水和排水量是多少？ 水流 側視圖 后視圖 T mBwLMTBTLtM T CMMLBwLLwIM T CHRHL4 8 3300 2 4 5 03331 0 01 2 0 021 0 02223????????????L B ?=2wLBT90噸 解：潮流電站水線面漂洗縱坐標 xF=0, 若船體不出水，則縱傾值 t2T， 例題 ? 影響初穩(wěn)性的主要因素（自由液面和懸掛重量） ? 大傾角穩(wěn)性及其計算方法 ? 上層建筑和自由液面對靜穩(wěn)性曲線的影響 ? 船舶的動穩(wěn)性及相關概念 ? 風浪對船舶穩(wěn)性的影響 ? 進水角和進水角曲線，進水角對穩(wěn)性的影響 ? 船舶完整穩(wěn)性規(guī)范和完整穩(wěn)性校核 ? 穩(wěn)性的工程應用 —— 裝卸和移動載荷的穩(wěn)性計算 ? 穩(wěn)性的工程應用 —— 船舶進塢和擱淺時初穩(wěn)性問題 ? 穩(wěn)性試驗 第四章 完整穩(wěn)性 當傾斜角很小時，浮心的移動軌跡近似于一段半徑為 的圓弧，軌跡圓的圓心稱為穩(wěn)心（ Metacenter），軌跡圓半徑稱為穩(wěn)心半徑 BM?；謴土Ρ郏? GTB zIzGM ???? 0????si nsi nsi n)t a n211(020GMzIzzIzGZGTBGTB???????????????????????TI為重心到穩(wěn)心的垂向距離，稱為 初穩(wěn)心高 初穩(wěn)心高 GM可以作為船舶初穩(wěn)性的判據(jù)， GM0表示船舶處于穩(wěn)定平衡。 船舶的 橫傾回復力矩 為： ?si nGMMR ??15102??? KKTBBM橫穩(wěn)心半徑估算公式 初穩(wěn)性 當船體傾斜時，非滿載液艙內液體流動造成液艙重心移動，產(chǎn)生橫傾力矩，使船舶的穩(wěn)性降低。 11LWWL ?時液面 , DCCD ???在 a點加一對共線力 ，可看作 G不變， 而增加了一個橫傾力矩 與浮心移動的情況類似， 可看作圓弧 vw1?si n111 amvwazvwM H ???1aaviam x?自由液面面積對其傾斜軸的慣性矩 ?? s ins in 11 xxH iwvivwM ??自由液面對初穩(wěn)性的影響 船舶的復原力矩： ??? s i n)(s i ns i n 111 ??????? xxR iwGMiwGMM所以有 ： 自由液面對穩(wěn)心高的修正值 同理： 如同時存在多個自由液面，則： 可見自由液面的影響是減小船的穩(wěn)心高，降低了船的初穩(wěn)性。 為減小其影響可減小 ix，設縱艙壁為有效方法。 ???yLLiwGMMG 11???? xiwGMMG 11???? yLLiwGMMG 11???xiwGMMG 11如原為 的矩形自由液面，慣性矩為 加一縱艙壁則 可見 ix 減小至 1/4，如將液面三等分，則 ix 減小至 1/9， 進一步推得，用縱艙壁將液面 n等分， ix 減小至 1/n2 bl?123lbix ?1241)2(121)2(121 333 lbblblix ????懸掛重量對船舶初穩(wěn)性的影響 11LWWL ?懸掛重物 p ，懸線長 l，重心 D， 1BB ? 1DD ?如圖在 D 加一對共線力，則可看作 G不變， 而有 故有 從而 同理 ?s i nplM H ???? s i n)(s i ns i n1 ??????? plGMplGMM R???plGMMG1???plGMMGLL1??? s i n)(s i ns i n1 ??????? plGMplGMM R大傾角穩(wěn)性 船舶的大傾角穩(wěn)性是指船舶大幅橫搖時的穩(wěn)定性問題。 船舶的橫傾回復力矩 lGZM R ??????? ? ? ? ?? s i nco s GBGB zzyyl ????回復力臂可分為兩個部分： ? ? ? ????s i n)(s i nco s00SGgSBGBsgszzlzzyylllEBRBl??????????S為參考點，通?？扇≌r的浮心位置；ls：形狀穩(wěn)性臂，僅取決于船體形狀 lg：重量穩(wěn)性臂，僅取決于重心高度 ， ?? GMGMGZ ?? si n對于小傾角情況 ),(),(??????flKGfls當重量 ,重心一定時，曲線 )(?fl ?稱為 靜穩(wěn)性曲線 大傾角穩(wěn)性的變排水量算法 船舶的形狀穩(wěn)性臂僅取決于船體的形狀，和裝載狀態(tài)無關。對于一條固定的船來說，當參考點 S確定后，同一排水量下的形狀穩(wěn)性臂就唯一的確定了，若能繪制不同排水量的 l=f(Φ )曲線族，則可通過插值獲得任意排水量時的形狀穩(wěn)性臂曲線，然后通過重量穩(wěn)性臂修正 l=ls(zGzS)sinΦ 就可獲得任意裝載狀態(tài)的靜穩(wěn)性曲線。 變排水量法的目的就是計算形狀穩(wěn)性臂曲線族。 當船大傾角橫傾時，很難確定其等體積傾斜水線。在變排水量法中，首先確定一系列不同吃水 Tk和橫傾角 Φ j組合的水線，計算不同組合狀態(tài)時排水量 D(Tk, Φ j)和 ls(Tk, Φ j) ，然后通過插值獲得任意排水量 Di時的 ls(Di, Φ )曲線 . 基本步驟： 繪乞氏橫剖面；選擇一系列正浮水線和對應的旋轉點；繞各自的旋轉點確定橫傾水線族；在乞氏橫剖面上量取各站處的入水和出水邊長度；計算排水體積和形狀穩(wěn)性臂。利用穩(wěn)性橫截曲線獲得指定排水量下的 ls(?)曲線。 穩(wěn)性橫截曲線 計算 4～ 5根水線下的 及 ，繪成左圖，再以▽為橫坐標， 為縱坐標繪制穩(wěn)性橫截曲線，由它可求得任意排水量下的靜穩(wěn)性曲線。 ??sl sl?s in)( KSKGll s ???c y ? a b 2a/3 y z 基本公式 ： 對于給定的正浮水線 Tk和旋轉點 c，不同傾斜水線的排水體積和浮心坐標可按以下公式計算，具體計算時通常采用列表計算的方法： ? ?? ?? ?? ? ??yyyyy??yyyyy??yyyyy?yyyyyy??????s i nc o ss i n)()()0,()0,(),(1),(c o s)()(),(1),()()0,()()(21)0,(),()()(31)()()(21)(000002/2/ 0222/2/332/2/22SBBsKBkkkBkkBkLLkkLLkLLkzzyldIdNTTzTTTzdIdNcTTydNTdbadxTTdxbaIdxbaN????????????????????????????????????????? ??????以上公式中，正浮時的排水體積和浮心縱坐標 可通過靜水力曲線圖獲得。 )0,()0,( KBk TzT 和?大傾角穩(wěn)性的等排水量算法 等排水量法需要確定不同橫傾角時的等體積傾斜水線。在確定等體積傾斜水線后，可根據(jù)不同水線面的橫傾慣性矩（旋轉軸過漂心且平行于 x軸）計算靜穩(wěn)性曲線。 ? ? ?yy?yyyy?yyy????s i n)c o s ()(1s i n)(1)(c o s)(1)(00000gBTTBBTBzzdIldIzzdIy???????????????????????????????根據(jù)船體水下部分形狀的不同，有兩種計算方法。 第一法（ U形剖面適用）： 船舶水上和水下體積相近，假定各傾斜水線都過正浮水線面和中縱剖面的交線，計算 dxdbavv L L ??? ?? ??? 2/ 2/ 0 2221 )(21dxbaA LLW ?? ?? 2/ 2/ )(?由于 為小量，因而實際水線和假定水線相差不遠， ?為小量，可認為實際水線面面積不變，故有 ??WAvv 21 ??21 vv ??0，實際水線在假定水線之下， 反之，實際水線在假定水線之上 。 y z WL0 WL1 WL2 WL3 ? 第二法： 很大， ? 很大不能用第一法計算 21 vv ?假定 過漂心 ，計算 及 的漂心 至 的距離 由于 很小， 及 也較小可用前述公式算出