,船舶原理复习

1，中拱，中垂●在总纵弯矩作用下，使船体沿船长产生纵向弯曲变形。

当船体出现船中部上拱、首尾下垂的纵向弯曲变形状态时，称为中拱。

●当船体出现船船中部下垂、首尾上翘的纵向弯曲变形状态时，称为中垂。

2，浮心、重心、漂心、稳心•浮力作用中心，称为船舶浮心，浮心就是水下体积的几何中心。

•重力作用点称为船舶重心，用G表示。

•船舶水线面积的几何中心称为漂心•浮心移动轨迹是圆弧的一段，圆心就是稳心（Transverse metacenter）。

3，兴波阻力•船舶在静水面上航行时，由于兴起波浪而产生阻力，称为兴波阻力。

•↗首散波•↗散波•↗船行波↘尾散波•船兴波分为两类↘横波→首横波•↘破波↘尾横波4,兴波阻力的大小主要与船速、船舶尺度比、船型系数有关。

•球鼻形船首可减少一定比例的兴波阻力，如图3所示。

5，螺旋桨•螺旋桨由两部分组成→桨叶：其作用是产生推力。

•↘桨毂：其作用是支撑桨叶，并把桨叶和尾轴连接起来。

•螺旋桨分为两种→固定螺距螺旋桨•↘可调螺距螺旋桨•螺旋桨的旋转方向→顺时针转动称右旋桨•↘逆时针转动称左旋桨。

6,k点：船中、船底基线交点。

7，载重线：就是夏季载重线，也是设计水线。

8，导管螺旋桨作用：提高水流速度（一般拖轮用）。

9，最大切力：经验表明，正常布局与装载的船舶，切力绝对值得最大值一般出现在距船舶首尾1/4船长处。

弯矩最大值一般出现在船中处。

10，提高稳性的措施1.降低船舶的重心高度，这是提高稳性最有效的方法。

2.增加船宽，可提高初稳性。

3.加大型深，可提高大倾角稳性。

4.在液体舱内设纵舱壁，减小自由液面的影响。

5.防止船内货物的移动。

6.减小受风面积，即减小了横倾力矩。

11，排水量实际中所用的是排开水的重量。

↗空船排水量ΔL = constant 排水量分→满载排水量Δs↘航次排水量Δ12，.载重量↗总载重量DW载重量——载荷的重量。

分↘净载重量NDW何谓载荷？载荷就是除空船重量以外的所有重量。

DW——某航次船上装载所有物品的重量。

DW=Δ－ΔLNDW——某航次船上装载货物的重量。

NDW= DW―∑G―C式中：∑G——航次储备量。

C——船舶常数。

,13，船舶常数：引起空船重量增加的各项重量的统称。

包括：船体或设备维修和改造所增加的重量舱内残留货物、垫舱物料和垃圾等重量。

各液体舱内残留的液体重量。

存放在船上废旧或多余的零部件重量。

船体外附着的海生物的重量。

14，七.储备浮力和干舷1.储备浮力(Reserved buoyancy)储备浮力：顾名思义，储备起来的浮力。

指满载水线以上，船体水密空间所能提供的浮力，如图所示阴影部分。

2. 干舷如上图中的F就是干舷。

干舷：指船中处，由某航次所使用的水线至甲板边缘上表面的垂直距离。

可表示为F=D+δ－d式中：F——干舷，D——型深，δ——干舷甲板边缘的厚度，d——吃水。

干舷越大，储备浮力越大。

反之即可。

15、船舶抗沉性的基本概念船舶抗沉性：是船舱破损浸水后船舶仍能保持一定的浮性和稳性的性能。

1. 船舱浸水后船舶不沉的浮性和稳性标准a）浮态：在船舶浸水的终了阶段不得淹没限界线。

限界线：是沿着船舷由舱壁甲板上表面以下至少76mm处所绘的线。

b ）稳性：当采用固定排水量法计算时对称浸水情况下，GM≥50mm 。

不对称浸水情况下，横倾角＜7°，最终不超过15°。

2. 船舶分舱沿船长方向设置一定数量的水密横舱壁，将船体分隔成许多水密舱室，称为船舶分舱。

16，船舶尺度和尺度比船舶尺度指表示船体外形大小的基本量度。

↗理论尺度船舶尺度有 →登记尺度 （见上面的图）↘最大尺每一个尺度都有自己的主尺度.主尺度中包括: 船长, 船宽, 吃水, 型深.17，航速：设计航速，服务航速（经济航速），适航航速，最大航速。

二，计算题1，六、舷外水密度改变对吃水的影响在船舶航行的全过程中，影响船的吃水有两方面。

一是船载重量的变化，二是航行水域水密度的变化。

这里只讲舷外水密度的变化对吃水的影响。

标准公式：（m ）式中：δd——舷外水密度变化引起的平均吃 水变化量；ρ1——原水域舷外水的密度（g/cm 3或t/m 3）；ρ2——新水域舷外水的密度（g/cm 3或t/m 3）；ρs ——标准海水密度，ρs =1.025（g/cm 3或t/m 3）；Δ——密度变化时的船舶排水量（t ）；TPC ——在密度变化水域所对应吃水的厘米吃水吨数。

例题：设某船的排水量Δ=16000t ，某航次由标准海水水域向内河行驶，对应该吃水的每厘米吃水吨数TPC=27t/cm 。

求船航行到内河后的吃水改变量。

解 根据题意可知，船是由标准海水水域向淡水水域行驶。

根据标准公式得吃水改变量为δd= =0.148m计算结果为正，说明吃水增加，其值为 0.148m 。

由这个例题可知，船由海水向淡水航行时，因为水密度的减少，吃水必须增加以满足浮力和重力的平衡。

如果这个例题是船由内河向标准海水水域航行，吃水改变量为δd= =- 0.148m 计算结果为负，说明吃水减少。

另一方面又说明海水的浮力比淡水要大。

2，稳性船舶稳性（Stability ）：船舶在外力作用下发生倾斜，当外力消失后，能回复到原来平衡位置的能力。

稳性的分类：按倾斜方向分 →横稳性↘纵稳性按外力性质分→静稳性↘动稳性按倾斜角度的大小分→初稳性↘大倾角稳性 )(10012ρρρρδs s TPC d -∆=)025.1025.11025.1(2710016000-⨯)1025.1025.1025.1(2710016000-⨯按破舱与否分→完整稳性↘破舱稳性本章限于讨论完整稳性中的横稳性。

4.1 稳性的衡准指标一、静稳性静稳性（Statical stability ）：船舶受到逐渐增加的外力作用，引起船舶缓慢、没有角速度的倾斜，当外力消失后，能回复到原来平衡位置的能力。

假定条件：船舶处于静水中，受静力作用，忽略船舶横倾时船体首尾不对称引起的纵倾影响。

船的倾斜过程中如图所示，产生的回复力矩M R ，为M R =9.81·Δ·G o Z ( kN·m )1. 初稳性指横倾角度小于10°～15°或甲板边线入水前的稳性。

为了研究的方便引入两个假设：a ）倾斜前后两水线面的交线，通过原水线面的漂心F ；b ）浮心移动轨迹是圆弧的一段，圆心就是稳心（Transverse metacenter ）。

这样回复力矩可写成M R =9.81·Δ·GM·sinθ ( kN·m )式中：GM ——称为初稳性高度。

经自由液面修正后的初稳性高度GM ，有两种计算方法：基本计算法和少量载荷变化时的计算法.Ⅰ. 基本计算法由图中可知GM = K M ―K G ―δGM f式中：δGM f ——自由液面对初稳性高度的修正值。

通过上式可知，要计算GM 值就等于计算等号右边三项。

※ 计算K M 值：根据吃水查静水力曲线即可。

※ 计算K G 值：K G 是船的重心高度，根据计算 公式有K G =式中：P i ——组成船舶总重的第i 项重量；Z i ——第i 项重量P i 的重心距基线高度。

式中等号右边有三项，其中排水量Δ已知。

∑P i 是组成船舶总重的各项重量的和，这里包括空船重量、储备量、各∆⋅∑i i Z P种液体的重量、各票货物的重量。

这些重量已知。

所以，求K G 就等于求Z i 的值。

确定Z i ：（这里不包括集装箱的重量）① 估算法首先将同一舱内货位相邻、数量较少、积载因数相近的货物归并为若干堆，并将每堆视为均质货物。

分别确定每一堆货物的重量P j （j 为货堆编号），及重心距基线高度Z j 。

按下式计算该舱货物的合重心Z i ，即Z i =根据货物的积载情况灵活掌握分堆方法，也可按层来分、也可按垂直高度来分。

总之，使用这种方法需要有一定的实践经验，才能保证估算精度。

二、动稳性指船突然受到外力矩的作用，在倾斜过程中有角速度或角加速度的稳性。

（倾斜过程）⑴ 在倾角φ=0至φ1之间，M R ＜M H ，船在外力矩作用下加速倾斜。

⑵ 当φ=φ1时，M R =M H ，外力矩虽已不能再使船舶继续倾斜，但由于船舶具有一定的角速度（具有一定的动能），在惯性的作用下船将继续倾斜。

⑶ 在倾角φ=φ1至φd 之间，M R ＞M H ，船舶减速倾斜。

⑷ 当φ=φd 时，角速度等于零，船停止倾斜。

但这时M R ＞M H ，故船舶开始复原。

（复原过程）⑴ 在倾角φ=φd 至φ1之间，M R ＞M H ，船舶加速复原。

⑵ 当φ=φ1时，M R =M H ，复原力矩已不能再使船舶复原，但由于船舶具有一定的角速度，故将继续复原。

⑶ 在倾角φ=φ1至0之间，M R ＜M H ，船的复原速度减小。

⑷在倾角φ=0时，船的复原速度等于零停止复原。

这时M R =0，船在M H 的作用下又开始新一轮的倾斜。

船舶将在0与φd 之间往复摆动，由于空气和水的阻力作用 船的摆动角速度逐渐减小，最后平衡于φ1处，如下图所示。

横倾角φd 称为动倾角。

从上面分析可知，动倾角φd 比静倾角φ1大得多，所以说动稳性是危险的。

稳性规范对动稳性提出了衡准指标，就是稳性衡准数K ，即K= ＞1 式中：M hmin ——最小倾覆力矩；l hmin ——最小倾覆力臂； j j j P Z P ∑⋅∑)(w h w h w h l l l l M M minmin min =⋅∆⋅∆=。