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文檔簡介
Chapter1主尺度(首垂線,尾垂線,)通過設計水線與首柱前緣的交點所作的垂線(垂直于設計水線面)一般在舵柱的后緣,如無舵柱,則取在舵桿的中心線上自船首最前端至船尾最后端平行于設計水線的最大水平距離首垂線與尾垂線之間的水平距離平行于設計水線面的任一水線面與船體型表面首尾端交點間的水平距離船體兩側型表面(不包括船體外板厚度)之間垂直于中線面的最大水平距離,一般指船中處的寬度在甲板邊線最低處,自龍骨板上表面(即龍骨基線)至上甲板邊板下表面(不包括上甲板板厚)的垂直距離,一般在船中處龍骨基線至設計水線的垂直距離自水線至上甲板邊板上表面的垂直距離Chapter12.船形系數()及其關系表示水線以下的中橫剖面的肥瘦程度
表示水線面的肥瘦程度表示船體水下體積的肥瘦程度表示排水體積沿船長方向的分布情況表示排水體積沿吃水方向的分布情況Chapter1方法原理公式(L積分區間;n等分數)TrapezoidalRule(梯形法)用折線代替曲線進行數值積分Simpson’sFirstRule(辛浦生第一法)【1,4,1】法用分段二次拋物線代替實際曲線積分等分數n為2的倍數【5,8,-l】法同上3.梯形法、辛蒲生第一法、辛蒲生第二法的基本原理,使用特點,計算公式
Simpson’sSecondRule(辛浦生第二法)【1,3,3,1】法用分段三次拋物線代替實際曲線積分等分數n為3的倍數Chapter14.提高近似計算精度的方法1)對實際被積分曲線合理地分段;2)選用精度較高、與實際曲線更接近的近似計算方法;3)增加區間的等分數;局部增加等分數,如增加中點坐標;4)進行端點修正。
Chapter21.船舶靜力學中坐標系選擇,正負方向規定:船舯前為正;舯后為負。:右舷為正;左舷為負。:基線以上為正。:向右舷傾斜為正;向左舷傾斜為負。:向首傾斜為正;向尾傾斜為負。Chapter22.船舶四種浮態的特點、靜力平衡方程、決定參數1)正浮狀態:船浮于靜水面,船體中縱剖面垂直于水面(無橫傾);舯橫剖面也垂直于水面(無縱傾)。W=△=ω▽;xG=xB;yG=yB=0正浮狀態由一個參數決定:吃水d2)橫傾狀態:船浮于靜水面,船舯橫剖面垂直于水面(無縱傾);中縱剖面與鉛錘面成φ角(橫傾角)。W=△=ω▽;xG=xB;yB-yG=(zG-zB)tanφ橫傾狀態由兩個參數決定:吃水d,橫傾角φ。3)縱傾狀態:船浮于靜水面,船中縱剖面垂直于水面(無橫傾);舯橫剖面與鉛錘面成θ角(縱傾角)。W=△=ω▽;xB-xG=(zG-zB)tanθ;yG=yB=0縱傾狀態由兩個參數決定:平均吃水d,縱傾角θ。4)任意狀態:船浮于靜水面,船中縱剖面與鉛錘面成φ(橫傾角);舯橫剖面與鉛錘面成θ(縱傾角)。W=△=ω▽;xB-xG=(zG-zB)tanθ;yB-yG=(zG-zB)tanφ任意狀態由三參數決定:平均吃水d,橫傾角φ,縱傾角θ。Chapter23.船舶建造不同階段,確定船舶重量和重心的方法1)初步設計:用母型船或經驗公式分析、估算。其中(zG=αD;xG=±0~5%L;yg=0)2)技術設計:對船舶各項重量及其重心分組計算;然后匯總求全船的重量及重心。3)建成、改裝后:進行傾斜試驗,最終確定船舶的重量及重心。Chapter24.民船和軍船的典型裝載狀態1)空載排水量:指空船的重量,包括動力裝置系統內供啟動用存留的油和水。2)滿載排水量(設計排水量):指裝載了設計規定的載重量(見變動重量)。又細分為出港(燃油、滑油、淡水、糧食、供應品按100%計算)、到港(上述載量按10%計算)。設計時是出港排水量。3)結構排水量:與計算結構強度時選用的結構吃水對應的排水量,通常超過滿載排水量,即在一定的條件下,容許超載時的排水量。1)空載排水量:指空船的重量,包括武器裝備。2)標準排水量:指人員、裝備、彈藥備齊。包括動力裝置系統內供啟動用存留的油和水;但無任何油水儲備。做好出海作戰準備的排水量。3)設計排水量:標準排水量加上保證50%航程所需的油、水儲備時的排水量。這時軍艦處于最佳的戰斗技術狀態。通常是軍艦設計與試航時的狀態。4)滿載排水量:指標準排水量加上保證全航程所需的油、水儲備時的排水量。是一般情況下,軍船出港時的裝載狀態。5)最大、超載排水量:指滿載排水量加上超載的彈藥、供應品、油、水儲備時的排水量。是軍船執行遠航任務時的裝載狀態。Chapter25.沿吃水積分計算▽的基本公式(Aw,Xf,▽,Xb,Zb)Chapter26.基本曲線(Aw,Tpc,Xf,▽,▽k,Δ,Xb,Zb)及主要特性1)曲線表示水線面面積隨吃水的變化。2)給定吃水的曲線與OZ軸所圍面積等于該吃水的排水體積。3)上述面積中心的高度等于浮心的垂向坐標Zb。4)上述面積與矩形OFDC的面積比等于垂向菱形系數Cvp。Chapter2
當船舶吃水平行于水線面增、減1cm時,引起排水量的變化,稱為每厘米吃水噸數曲線Tpc,其值隨d變化。
Tpc=ωAw/100(噸/厘米)如果排水量有一小量變化p(≯10%Δ),則相應吃水的變化為:
δd=p/Tpc(厘米)7.沿船長積分計算▽的基本公式(As,Za,▽,Xb,Zb)Chapter28.As曲線,邦戎曲線組成、用途1)表示橫剖面面積隨站線位置的變化。2)橫剖面面積曲線下的面積等于該吃水下排水體積3)上述面積中心的縱坐標等于浮心的縱坐標。4)上述面積與矩形面積比等于縱向菱形系數,反映了排水體積沿船長的分布情況。Chapter29.兩種積分方法的應用特點1)對水線面沿吃水積分:用于計算正浮時船舶的排水體積和浮心位置。2)對橫剖面沿船長積分:(實際結果可能偏小1~2%)計算有縱傾時的排水體積和浮心位置(縱向下水、破艙浮態);理論上,兩種方法積分的結果應當相同;實際上由于近似計算的誤差,結果有差異。一般認為對橫剖面的積分結果偏小。此外,兩種方法都推導出一些有用的曲線。10.只有縱傾浮態下計算船舶▽,Xb,Zb的方法和算式Chapter211.利用擴充的邦戎曲線計算任意浮態船舶▽,Xb,Zb的方法和算式12.水的重度改變引起浮態的變化(d,Xb,Zb)13.儲備浮力,海船、河船載重線識別儲備浮力是滿載水線以上主船體水密部分的體積。Chapter31.船舶穩性,復原力矩,橫傾,縱傾,初穩性,大角穩性船舶在外力作用下偏離其平衡位置而傾斜,當外力消失后,能自行回復到原來平衡位置的能力當船舶傾斜后,重力與浮力產生的力矩Mr=ΔGZ橫傾:是指船體在左右舷方向的傾斜。由于受船寬的限制,船舶提供的橫向回復力矩小。船舶的橫傾角大容易發生傾覆。縱傾:是指船體在首尾方向的傾斜。由于船長大,船舶提供的縱向回復力矩大,縱傾角一般都很小。船舶傾角小于10~15°或甲板邊緣入水前的穩性。大傾角(橫)穩性:船舶傾角超過上述范圍時的穩性。Chapter32.船舶小角度傾斜時等體積水線面的確定由于橫傾后排水體積不變,應有V1=V2,即傾斜水線面對o-o軸的靜矩等于0,所以等體積傾斜水線面與原水線面交線o-o通過原水線面漂心F。3.穩心,穩心半徑,初穩性高。初穩性公式,適用范圍船舶小角度橫傾時,浮心移動的距離,可視為圓心在M點,半徑為BM的圓弧的一部分。浮力ω作用線通過M點。稱M點為橫穩心(初穩心);BM為橫穩心半徑(初穩心半徑)。Chapter3浮心B、重心G、穩心M的位置及之間的關系橫穩性高(初穩性高):GM=KB+BM-KGKB:浮心高度Zb;KG:重心高度Zg;
BM:橫穩心半徑(初穩心半徑)縱穩性高:GML=KB+BML-KGBML:縱穩心半徑4.三種平衡狀態Chapter35.初穩性高與船舶穩性、橫搖的關系。
B:船寬,d:吃水,f=f(B/d):修正系數,KG:船舶重心高,GMo:未經自由液面修正初穩性高。B/d2.5及以下3.03.54.04.55.05.56.06.57.0及以上F1.01.031.071.101.141.171.211.241.271.3Chapter36.BM,BML,Tpc,MTC曲線稱船舶縱傾1cm(1/100m)所需要的力矩為縱傾1cm力矩MTC。船舶在靜縱傾力矩MT的作用下,引起的縱傾值t為:
t=MT/MTC(cm)7.移動小量載荷時船舶浮態和穩性計算公式Chapter38.裝卸大量載荷時船舶浮態和穩性計算方法,公式裝卸大量載荷時船舶的吃水變化大,裝卸前后水線面面積和漂心變化很大,用初穩性公式計算會產生較大的誤差。只能根據靜水力曲線進行計算。Chapter39.裝卸小量載荷時,船舶浮態和穩性計算公式Chapter310.液體載荷和懸掛載荷對船舶穩性的影響11.船舶傾斜試驗的原理、方法、注意事項Chapter41.大傾角穩性情況下船舶穩性特點1)船體出入水體積不再關于正浮水線面漂心對稱;2)浮力作用線與船體中線的交點M不再是固定點,浮心移動的軌跡也不再是圓弧。3)GZ應是橫傾角的函數l=f(φ),稱為靜穩性曲線。2.形狀穩性臂、重量穩性臂、靜穩性臂,靜穩性曲線船舶橫傾任意角度后,由重力和浮力產生的回復力矩:,GZ或l稱為靜穩性臂(復原力臂),重力作用線與浮力作用線之間的垂直距離。lb是浮心沿水平橫向移動的距離,其數值只與排水體積的形狀有關,稱為形狀穩性臂;lg是正浮時的浮心到重心的距離,其數值與橫傾角有關,且主要由重心位置所決定,稱為重量穩性臂。1)靜穩性曲線的計算2)橫傾后浮力作用線位置的計算(便可得到靜穩性臂GZ)3)浮力作用線至假定重心距離的計算(引入假定重心S后)4)求的關鍵是求5)再根據所要計算的實際裝載情況的重心高度KG進行修正Chapter4Chapter43.繪制穩性橫截曲線的方法,橫截曲線使用方法1)計算中吃水、傾斜水線面變化很大。對橫剖面沿船長積分時,最好采用首尾加密的不等間距的近似方法。2)選擇計算水線時,應當使最高計算水線超過船舶的最大吃水;使最低計算水線低于船舶的最小吃水。一般應有4-6根水線,水線等間距。3)選擇旋轉中心應使通過它的各傾斜水線下的排水體積的變化比較小。最好通過試算,調整到最佳位置。4)橫傾角間隔一般取5°或10°海船計算到70-80度,河船算到40-50度。5)量取每站入水、出水點的寬度a和b。6)對每個吃水、橫傾角用近似計算方法求傾斜水線的δv和Mφ”Chapter47)計算8)在實際計算中,一般取船體中心線與基線的交點為參照點。稱為假定重心。相對該假定重心的靜穩性臂為:9)利用上述結果繪制穩性橫截曲線。10)按核算排水體積截取相應的相對假定重心的靜穩性臂。則對實際重心的靜穩性臂為:Chapter44.計入上層建筑的條件,及對船舶穩性的影響只有滿足規范要求的上層建筑才能計入:1)外走道的寬度≤4%B;2)其結構強度和開口的關閉裝置滿足規范要求;3)當其封閉時有通往上、下層的內通道。5.法規對自由液面修正的規定,推薦的扣除方法進行自由液面修正,必須用船檢認可的簡化算法。按法規對自由液面修正的規定進行:1)對每類液艙(燃油,滑油,淡水,壓載水,調整水)應至少計算一個自由液面最大的液艙;2)做自由液面修正計算的液艙,一般按50%液量;滿艙按98%液量計算。3)載量>98%的滿艙,和<5%的空艙,及M30<0.0981Δmin(M30橫傾30度時液體的移動力矩)的小艙,可以不計入;Chapter46.靜穩性曲線的特征值1)靜穩性曲線在原點處的斜率,等于初穩性高。2)如靜外力矩MH與靜穩性力矩曲線相交于A,C兩點,在A點處船舶有穩定平衡;在C點處于不穩定平衡。3)通常甲板邊緣入水前,隨著橫傾角增加浮心向外移動較快;而甲板邊緣入水后會緩慢回移。在靜穩性曲線上可能出現拐點。4)靜穩性曲線最高點表示船舶能夠承受的最大靜傾力矩,其對應角稱為最大靜穩性臂對應角或極限靜傾角。5)靜穩性曲線D點處l=0,船舶穩性消失。OD間的距離稱為穩距。6)靜穩性曲線下的面積表示船舶回復力矩做的功,等于船舶位能的增加。Chapter47.靜穩性和動穩性,動穩性曲線的特征值,動穩性臂的物理意義1)在突加力矩的作用下,船舶橫傾角速度和運動慣性不能忽略;2)在Φ=0~Φd之間外力矩和回復力矩做的功相等,船舶橫傾才停止。3)稱Φ1是船舶在外力矩MH作用下的靜橫傾角;Φd是動傾角。Φd>>Φ1。4)由于受水和空氣阻力等作用,能量不斷消耗,搖幅逐漸減小,最后將平衡在Φ1。動穩性臂表示船舶在橫傾角φ處的動穩性能力,其物理意義是:船舶傾斜過程中重心和浮心垂向距離的增加。即船舶位能的增加。Chapter48.陣風作用下船舶最小傾覆力臂計算9.風浪聯合作用下船舶最小傾覆力臂計算1)設船在風浪作用下橫搖至迎風側最大值時,受到陣風吹襲,這時在風浪聯合作用下船舶處于最危險狀態。2)用靜穩性曲線,按面積相等的方法求得船舶能承受的最大風傾力矩Mfmax,即使船舶傾覆的最小力矩Mq。對應的最大動傾角為φdmax。3)在動穩性曲線上,做切線(連線)的方法求得船舶能承受的最大風傾力矩Mfmax,即使船舶傾覆的最小力矩Mq。10.進水角曲線定義,繪制方法,對船舶穩性的影響Chapter411.極限重心高的概念船舶恰好能滿足穩性要求時的重心高度12.干舷,船寬,重心高度,船首形狀對船舶穩性的影響13.改進船舶穩性的措施1)降低重心高度(底部加壓載,減少甲板以上船體重量);2)增加船寬(在水線附近加裝護舷結構或浮箱);3)增加干舷;4)增加舷弧,水線以上船體線形外漂,增加計入穩性的上層建筑范圍;5)減少自由液面和懸掛重量;6)減少上層建筑受風面積(減小風傾力矩);Chapter5什么是船舶的抗沉性,如何保證抗沉性是指船舶發生海損事故時,在一艙或數艙破損后仍能一定的浮性和穩性的能力。船舶的抗沉性是靠分艙來保證的。一般分艙越多抗沉性越高。2.三類進水艙室的定義,特點第一類艙:破損后水灌滿整艙,艙頂部未破,艙內無自由液面。底部艙室屬于這類。只增加重量。第二類艙:進水艙室未灌滿,艙內水與外界不貫通,有自由液面。增加定量重量,有自由液面。注水艙和破洞被堵上的艙室屬于該類。第三類艙:進水艙室未灌滿,艙內水與外界貫通,增加重量由最終吃水決定,有自由液面。Chapter53.滲透率概念及對船舶抗沉性要求的影響艙室的實際進水體積v1與艙室的型體積v0的比值為體積滲透率μv:
μv=v1/v0
實際浸水面積a1和艙室的型面積a0之比為面積滲透率μa:
μa=a1/a0。4.用增加重量法對第一、二類艙進水計算原理,方法增加重量法:把破損后進水視為增加液體載荷;Chapter55.用損失浮力法對第三類艙進水計算原理,方法損失浮力法:把破損后進水區視為不屬于船體的部分,即損失的浮力借增加吃水來補償。而船的排水量不變,又稱為固定排水量法。兩種方法計算的最終結果(如復原力矩,橫傾角,縱傾角,首尾吃水等)相同,但排水量和穩性高不同。Chapter56.可浸長度,分艙因子,許用艙長,安全限界線為保證破損后不超過安全限界線,必須對艙室的長度(容積)加以限制。艙室的最大容許長度稱為可浸長度。7.可浸長度曲線繪制方法1)在邦戎曲線上繪出核算水線和安全限界線,并在安全限界線的最低點處畫水平的極限破艙水線PP,然后在首尾垂線向下取Z≈1.6D-1.5d,并將其3~4等分,過各分點做限界線的切線,得到一組極限破艙水線。2)用邦戎曲線分別計算各極限破艙水線下體積▽i及對舯的體積靜矩Mi。并計算:vi=▽i-▽;xi=(Mi-M)/vi。將結果繪成vi–xi曲線。Chapter53)繪制各站在限界線下的橫剖面面積曲線A,并對A曲線從船首向船尾積分。將積分結果以船長為橫坐標繪成曲線。并用同樣比例繪制vi–xi曲線。對任意xi,按圖使cd=vi;面積acb=bde;則l即為所求的艙長。l/2為艙長的中心(一般與艙容中心相差極小)。4)將上述計算結果繪制成可浸長度曲線。并假定艙容中心等于艙長中心,因
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