第三章初稳性课件.ppt

第三章 初 稳 性 3-1 概述 3-2 浮心的移动，稳心及稳心半径 3-3 初稳性公式，稳性高 3-4 船舶静水力曲线图 3-5 重量移动对船舶浮态及初稳性的影响 3-6 装卸载荷对船舶浮态及初稳性的影响 3-7 自由液面对船舶初稳性的影响 3-8 悬挂重量对船舶初稳性的影响 3-9 船舶进坞及搁浅时的稳性 3-10 船舶在各种装载下浮态及初稳性的计算 3-11 船舶倾斜试验 复习思考题 §3-1 概 述 船舶稳性——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。 两种浮态及其相应的稳性问题 船舶的横向倾斜——向左舷或向右舷一侧的倾斜（横倾），倾斜力矩（横倾力矩）的作用平面平行于中横剖面； 船舶的纵向倾斜——向船首或向船尾的倾斜（纵倾），倾斜力矩（纵倾力矩）的作用平面平行于中纵剖面。 从受力观点区分有两种稳性 从倾斜角度的大小划分有两种稳性： 初稳性（小倾角稳性）——倾斜角度小于10°~15°或上甲板边缘开始入水前的稳性。通过某些简化假定，可简明获得影响初稳性的因素及其变化规律； 大倾角稳性（大倾角横稳性）——倾斜角度大于10°~15°或上甲板边缘开始入水后的稳性，一般只有在横倾时产生。 稳性问题的基本矛盾体 a) 倾斜力矩的来源 （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 b) 复原力矩 复原力矩大小取决于排水量、重心高度、浮心移动的距离等因素。 §3-2 浮心的移动，稳心及稳心半径 讨论稳性问题 （1）需要确定倾斜水线的位置。 （在利用符拉索夫曲线进行计算在纵倾状态、横倾 状态下排水体积和浮心坐标时，倾斜水线也是满 足一定条件下才得以计算的。） （2）其次找出浮心和浮力作用线的位置。 （3）确定复原力矩的大小及方向。 一、等体积横倾 船舶受倾斜力矩作用发生倾斜，水线WL W1L1。排水体积保持不变，W1L1是等体积倾斜水线。φ为小角度。入水楔形为LOL1，出水楔形WOW1。 二、浮心移动 如图所示，船在平浮时的水线为WL，排水体积为▽，横倾小角度Ф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Vl＝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LOLl处，其形心则自g2移至g1，船横倾后的浮心自原来的B点移至Bl点。 结论: 浮心的移动距离BB1与横向惯性矩IT、 横倾角? 成正比，而与排水体积?成成反比。 三、稳心及稳心半径 四、等体积纵倾 1. 等体积纵倾水线面W1L1与WL相交通过漂心F的 横向轴线。 2. 浮心的移动距离为 3. 纵稳心半径BML（R）为 §3-3 初稳性公式，稳性高 一、物体的平衡状态 1、稳定平衡状态 不倒翁的重心很低、当它倾斜时，不倒翁的重力与桌面反作用组成力偶。使不倒翁恢复到原来的站立位置，说明不倒翁具有良好的稳性。 2、中性平衡 皮球是一个球体，重心经于其中心由于桌面反作用力总是通过皮球重心周围。皮球在受外力滚动后，滚到哪里就停在哪里。即皮球不能恢复到原来的位置。 3、不稳定平衡状态 铅笔的重心较高，其重力与桌面的反作用力组成力偶，使铅笔继续倾斜，直到倾倒，说明铅笔的稳性不好。 二、船舶的平衡状态 初稳性公式（复原力矩与横稳性高的关系） 横稳性高是衡量船舶初稳性的主要指标 横稳性高GM(h)越大，复原力矩MR也越大，抵抗倾斜力矩的能力越强。横稳性高是决定船舶横摇快慢的一个重要特征数 初稳性高过大的船，摇摆周期短，在海上遇到风浪时会产生剧烈的摇摆，反之，横稳性高较小的船舶虽抵抗倾斜的能力较差，但摇摆周期长，摇摆缓和。 对于船舶纵倾的纵稳性公式： 用首尾吃水差 t 来表达船舶的纵倾情况 如有纵倾力矩MT作用于船上，则船舶的纵倾t (cm)为 没入水中的浮体(例如完全潜入水中的潜艇)在倾斜某一角度φ后，其重量W、重心G的位置、排水体积的形状、浮心B的位置没有变化。因此，它的稳定性能完全取决于浮心B和重心G的相对位置之间的关系：(1)重心G在浮心B之下，MR的方向与横倾方向相