船舶原理公开课课件.pptx

1、船舶原理船舶原理第1页/共153页客滚船客滚船 第2页/共153页CAR&PASSENGER FERRY第3页/共153页客滚船客滚船 第4页/共153页PASSENGER SHIP第5页/共153页第6页/共153页第7页/共153页CONTAINER SHIP第8页/共153页CONTAINER SHIP第9页/共153页CONTAINER SHIP第10页/共153页CONTAINER SHIP第11页/共153页半潜式自航船半潜式自航船第12页/共153页半潜式自航船半潜式自航船第13页/共153页半潜式自航船半潜式自航船第14页/共153页BARGE SHIP第15页/共153页TI

2、MBER CARRIER第16页/共153页分类：（一）纵向移动载荷对吃水差的影响第102页/共153页（3）船内载荷垂向移动利用排水量2查取dM2、xb2、xf2、MTC2中前为正，中后为负。矩形：k=1/12；第138页/共153页第146页/共153页大倾角稳性不能用GM作4、动稳性曲线的用途在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一舷外缘之间的水平间距。（1）自由液面（Free surface)BM是船舶正浮时浮心B至横稳心M的垂距的面积惯性矩（m4）。MR的关系曲线图称为静稳性力矩曲线4、动稳性曲线的用途干舷F（Free board)（3）船内载荷垂向移动第107页/共153页CAR CA

3、RRIER第17页/共153页CAR CARRIER第18页/共153页BULK CARRIER第19页/共153页OPEN TYPE BULK CARRIER第20页/共153页360000T BULK CARRIER第21页/共153页REFRIGERATED CARGO CARRIER第22页/共153页670000 cf REFRIGERATED CARGO CARRIER第23页/共153页OIL TANKER第24页/共153页PRODUCT TANKER第25页/共153页VLCC第26页/共153页动稳性力矩WR在数值上等于静稳性力矩MR曲线下的面积。最小倾覆力矩对应的横倾角。

4、用途：计算船舶干舷、稳性、吃水差等的依据。用途：船舶操纵的重要依据。九、船舶动稳性（Dynamical stability）淡水柜长2m，宽6m，试求抵港时的GM值？船舶平行沉浮的条件：少量增减的载荷（二）静稳性力臂GZ的求取设计水线以上船体水密空间所具有的浮力。浮性 一、吃水差的基本概念第148页/共153页CONTAINER SHIP船舶在动平衡条件下，稳性所允许的最大横倾力矩。船舶在动平衡条件下，稳性所允许的最大横倾力矩。第136页/共153页第121页/共153页船舶平行沉浮的条件：少量增减的载荷（Cross curves of stability）在船舶最宽处，由一舷的肋骨外缘至另一

5、舷外缘之间的水平间距。（Cross curves of stability）FPSOFloating Production Storage&Offloading 第27页/共153页FPSO第28页/共153页散装化学品船散装化学品船第29页/共153页HEAVY LIFT SHIP第30页/共153页HEAVY LIFT SHIP第31页/共153页科考测量船科考测量船第32页/共153页CABLE LAYING VESSEL第33页/共153页CABLE LAYING VESSEL第34页/共153页PIPE LAYING VESSEL第35页/共153页MULTI-PURPOSE SEA

6、WORK SHIP第36页/共153页某轮出港时垂向总力矩为17500tm,设排水量为3500t时,KM为5.（Maximum righting moment）用途：船舶操纵的重要依据。此时需要装甲板货,货物重心高度KP=14.浮性 一、吃水差的基本概念形状稳性力臂KN曲线（稳性交叉曲线）船舶的液体舱柜中装有液体但未满舱第106页/共153页直角三角形：k=1/36；根据合力矩定理：HEAVY LIFT SHIPOPEN TYPE BULK CARRIER第150页/共153页第111页/共153页（Angle of dynamical stability）0m，使油、水柜产生自由 液面，设燃

7、油比重0.2、最大尺度（全部尺度周界尺度）功WR（动稳性力矩）的大小。(Inclination experiment)试计算舱内各类货物的重心高度及该舱货OFFSHORE SUPPLY VESSEL第37页/共153页30000T级举力浮船坞级举力浮船坞第38页/共153页捕鲸船捕鲸船第39页/共153页FIRE BOAT第40页/共153页TUG BOAT第41页/共153页SAND GATHERING SHIP第42页/共153页定义定义表示船体几何形状的图形。表示船体几何形状的图形。船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲船舶的型线图均采用不包括船壳板和甲 板板厚度的船体表面来表示其形状。板板

8、厚度的船体表面来表示其形状。第43页/共153页第44页/共153页横剖线图（横剖线图（Body plan）纵剖线图（纵剖线图（Sheer plan）半宽水线图（半宽水线图（Half breadth plan）第45页/共153页dBACmmBLACww第46页/共153页根据试验时的船舶排水量查取静水力图表可得KM0（3）船内载荷垂向移动GM：初稳性高度（Initial metacentric height)破舱稳性(Damaged stability)3、船舶的纵向浮态类型4、载荷重量变动对初稳性的影响HEAVY LIFT SHIP（4）自由液面惯性矩ix的求取船舶在静力作用下不致倾覆的条

9、件：MhMR.功WR（动稳性力矩）的大小。条件：1第132页/共153页曲线反曲点对应的角度。Wh=Mh 船舶在大倾角横倾时，横稳心点M不再是定点。（1）自由液面（Free surface)动稳性力矩曲线：WR 的关系曲线图。九、船舶动稳性（Dynamical stability）（Curve of dynamical stability）85，油柜长7m，宽14m，中间有纵向隔舱壁；dBLVCb第47页/共153页mpALVC第48页/共153页wvpAdVC第49页/共153页第50页/共153页第51页/共153页第52页/共153页第53页/共153页平板龙骨厚度平板龙骨厚度d dd

10、d实际实际第54页/共153页第55页/共153页第56页/共153页船舶在大倾角横倾时，横稳心点M不再是定点。船舶在动平衡条件下能够承受的横倾力矩的极限值。（Angle of statical inclination）第116页/共153页法定规则规定，当船舶横倾至进水角后，船舶将被视为稳性丧失。船舶倾斜过程中考虑角加速度和惯性矩（三）动稳性曲线图试计算舱内各类货物的重心高度及该舱货MR的关系曲线图称为静稳性力矩曲线ix自由液面对过液面中心倾斜轴2、动平衡角(动倾角)d第102页/共153页载荷由前向后移，取“”。干舷F（Free board)满载重量=W0+DW85，油柜长7m，宽14m，

11、中间有纵向隔舱壁；由下图可知，船舶在大倾角倾斜时稳性力矩的计算公式为：船舶空载吃水到船舶最高点的垂直距离。船舶在大倾角横倾时，横稳心点M不再是定点。宽深比B/D：B/D，稳性，纵向强度第57页/共153页第58页/共153页第59页/共153页第60页/共153页第61页/共153页X XY YZ ZO O第62页/共153页X XY YZ ZO O第63页/共153页X XY YZ ZO O第64页/共153页X XY YZ ZO O第65页/共153页dxxfA)(X XY Ydxdxx xy yO OF F第66页/共153页GB第67页/共153页正浮平衡条件正浮平衡条件0bgbgyy

12、xxVW第68页/共153页横倾平衡条件横倾平衡条件 tgzzyyxxVWbgbgbg)(第69页/共153页纵倾平衡条件纵倾平衡条件0)(bgbgbgyytgzzxxVW 第70页/共153页纵横倾平衡条件纵横倾平衡条件 tgzzyytgzzxxVWbgbgbgbg)()(第71页/共153页第72页/共153页)(iigZPz)(iigyPy)(iigxPxPi-构成排水量的各项重量，包括构成排水量的各项重量，包括空船重量、船舶常数、货物重量、空船重量、船舶常数、货物重量、油水装载量、固定航次储备量。油水装载量、固定航次储备量。Xi,yi,zi 分别为重心横坐标，纵坐分别为重心横坐标，纵坐

13、标，垂直坐标标，垂直坐标第73页/共153页草制品草制品日用品日用品棉织品棉织品五金五金7.2m7.2m1.50m1.50m第74页/共153页mh1222727108001.mZ56251122211.mh6622727105524502.mh1022727107923.mZ33751122662102212.mZ10311012010016003371109541201005621600.)(.mZ95451122662212.第75页/共153页1GGPy W WL LW W1 1L L1 1G GB BB B1 1G G1 1l ly yP PM MO O 第76页/共153页（Max

14、imum righting moment）根据试验时的船舶排水量查取静水力图表可得KM0第101页/共153页ix自由液面对过液面中心倾斜轴HEAVY LIFT SHIP尾倾(Trim by stern)：t0九、船舶动稳性（Dynamical stability）自由液面的形状为椭圆形第126页/共153页最小倾覆力矩对应的横倾角。尽量减少自由液面的存在8m，分装于纵向中心线左右两翼各5.（3）船内载荷垂向移动矩形：k=1/12；浮性 一、吃水差的基本概念根据试验时的船舶排水量查取静水力图表可得KM01、定义：静稳性力矩MR或静稳性力臂GZ与船舶横倾角的关系曲线图。在船长中点处，由平板龙骨上

15、缘量至夏季满载水线的垂直距离。此时需要装甲板货,货物重心高度KP=14.设计水线以上船体水密空间所具有的浮力。第77页/共153页01111111111kbbpggkbbpggyyyWPyWyyxxxWPxWxxPWW第78页/共153页0kpkpyyxxP0fkfkyyxx船舶平行沉浮的条件船舶平行沉浮的条件：少量增减的载荷少量增减的载荷 重心位于初始水线面漂心重心位于初始水线面漂心F的垂线上。的垂线上。第79页/共153页dTPCP 100TPCPd100 wATPC 01.0公式适用范围：少量载荷变动，即公式适用范围：少量载荷变动，即P10%第80页/共153页 01100 TPCd第8

16、1页/共153页第82页/共153页dDdDF 第83页/共153页第84页/共153页第85页/共153页第86页/共153页 sin.GMGZMR819819第87页/共153页第88页/共153页 sin.GMGZMR819819第89页/共153页VIx 3kLBIxdBar2 0850080.ra第90页/共153页VIx FAdxyIx332X XY YAFdxdxx xy yO OF F第91页/共153页aWbP第92页/共153页1GGPy GMtgGG 1GMPtgGMtgPyyW WL LW W1 1L L1 1G GB BB B1 1G G1 1l ly yP PM M

17、O O 第93页/共153页第94页/共153页000000GMKMKGKGKMGM tgPGMy0第95页/共153页abPtgPGMyy 0WLW1L1lyPmba 第96页/共153页jiLPP jijjiiLPPZPZPKGKG )()(0根据合力矩定理：根据合力矩定理：第97页/共153页第98页/共153页1GGPZ GMGMGMGG 11 ZPGM MWLGG1lZP第99页/共153页GMPtgy ZPGM WLW1L1GBB1G1OlyPMG2lZ 垂移垂移 斜移可分解为水平横移、纵移及垂移，然斜移可分解为水平横移、纵移及垂移，然后分别计算其对船舶初稳性高度的影响。后分别计算

18、其对船舶初稳性高度的影响。第100页/共153页 ZPGMGM 1 ZPGM MWLGG1lZPW1L1 m 3、船内悬挂重物对、船内悬挂重物对GM的影响的影响第101页/共153页%10iP)()(121212KGKGKMKMGMGMGM)(PZPKGKGKMKGKMGM 11PZKGPKMGM )(1第102页/共153页iiiPZKGPKMGM )(iiiPZKGPGM )(GMGMGM 12第103页/共153页iiiPZPKGKG 12222KGKMGM第104页/共153页第105页/共153页 xfiGM)(01ffGMKGKMGMGMGM（3 3）自由液面计算公式）自由液面计算

19、公式第106页/共153页（4 4）自由液面惯性矩）自由液面惯性矩ix的求取的求取第107页/共153页3bkix)(222121bbbbkix 第108页/共153页441xi334141baiabixx 或自由液面的形状为圆形自由液面的形状为圆形自由液面的形状为椭圆形自由液面的形状为椭圆形第109页/共153页b bb bb bl ll lb bl lb bb b1 1b b2 2l lb b1 1r ra ab bb ba aF FA Ab b2 2l l第110页/共153页21)(niixx（4）减小自由液面影响的措施）减小自由液面影响的措施第111页/共153页第112页/共153

20、页GZMR 第113页/共153页第114页/共153页第115页/共153页第116页/共153页B0M0W0L0第117页/共153页GZMR GZ：静稳性力臂（复原力臂或扶正力臂）：静稳性力臂（复原力臂或扶正力臂）（Lever of static stability）第118页/共153页 sinKGKNKHKNGZ sinKGKH 1、基点法（、基点法（Base point）求取）求取GZ第119页/共153页第120页/共153页 00dMdMWWRhRh第121页/共153页ESd0Mh2、动平衡角、动平衡角(动倾角动倾角)d第122页/共153页 3、最小倾覆力矩、最小倾覆力矩M

21、h.min（Minimum capsizing moment）ESd0Mhd.maxSMh.min0A第123页/共153页第124页/共153页d.maxSMh.min0A第125页/共153页 00dGZMdMWMdRRdddM 动稳性力矩动稳性力矩WR在数值上等于静稳性力矩在数值上等于静稳性力矩MR曲线曲线下的面积。下的面积。动稳性力臂动稳性力臂ld在数值上等于静稳性力臂在数值上等于静稳性力臂GZ曲曲线下的面积。线下的面积。第126页/共153页第127页/共153页第128页/共153页vld(GZ)d.max第129页/共153页Md(ld)dvd.maxHFOMh.minMhPTH

22、57.3第130页/共153页32217511CCCCi.第131页/共153页第132页/共153页AFddt 第133页/共153页FL1LBGFW1WL1LBGFWLBGW1W第134页/共153页 sinGMMLRL BPLBPLBPLLBML)KGBMKB(LGMMTC100100100 RLLMM（二）每厘米纵倾力矩（二）每厘米纵倾力矩MTC 1、纵向倾斜静平衡条件、纵向倾斜静平衡条件 3、MTCBPLttgsin第135页/共153页第136页/共153页MTC)xx(MTCMTCMtbgL100100100 （三）吃水差及首、尾吃水的计算（三）吃水差及首、尾吃水的计算FWLBG

23、 xbxgdFdA第137页/共153页 iigxPx第138页/共153页 tLxLddtLxLddBPfBPMABPfBPMF22FWLBG xbxgxfdFdA dF dA 第139页/共153页FWLBG dFdA dF dA PxMB1G1第140页/共153页MTCxPt100 tLxLd,tLxLdBPfBPABPfBPF 22l计算公式计算公式第141页/共153页iiiggPxPxx 1112（二）载荷变动对吃水差的影响（二）载荷变动对吃水差的影响第142页/共153页TPCPd100 MTC)xx(PtfP100 2、少量载荷变动、少量载荷变动第143页/共153页MTC)

24、xx(PLxLTPCPdfPBPfBPF1002100 MTC)xx(PLxLTPCPdfPBPfBPA1002100 FFFddd 1AAAddd 1ttt 1l少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差第144页/共153页FWLBG kW2W1L2L1xbxfdTPC 100MTC)xx(tfb100 MTC)xx(dTPCtfb )(MTC)xx(tfb01 第145页/共153页第146页/共153页第147页/共153页第148页/共153页BARGE SHIP第149页/共153页科考测量船科考测量船第150页/共153页科考测量船科考测量船第151页/共153页第152页/共153页第153页/共153页