浮体静力学课程设计说明书
浮体静力学课程设计
目录
Ⅰ.邦戎曲线计算 (4)
Ⅱ.静力水曲线计算 (7)
水线面面积Aw (7)
漂心纵向坐标Xf (7)
每厘米吃水吨数TPC (8)
水线面系数 (8)
排水体积V (8)
排水量W(附体系数取1.006) (8)
浮心纵向坐标 (8)
浮心垂向坐标 (8)
横稳心垂向坐标 (9)
纵稳心垂向坐标 (9)
每厘米纵倾力矩曲线 (9)
方形系数 (9)
Ⅲ.装载稳性计算 (16)
浮态及初稳性 (16)
静稳性曲线及动稳性曲线 (17)
稳性校核 (20)
课程设计中均采用如1-1图所示的空间直角坐标系：
Ⅰ邦戎曲线计算
（1）邦戎曲线概念：
船体某一站号处横剖面（如下图所示），该横剖面自查船底到最高一层连续甲板在不同吃水下的横剖面面积。
（2）计算原理
图Ⅰ-1表示某一横剖面曲线及不同吃水的半宽值，根据基本公式
⎰⎰
==
d
o
d
zydz Moy ydz As ;
2;0
采用梯形法计算，在吃水d 时，横剖面
面积
为经过端点修正后的式中：0n 010
y');y (y'21
-
y '''2++++=∑≈=
∑⎰
n o i i
d
y y y y d ydz As δ
半宽值（本次计算暂不考虑端点修正）；d δ为各水线等间距值。
横剖面面积As 对基线y O 轴的静距:
)ny y (021-10'')
(22n '00'
2
0+⨯++⨯+⨯=≈=∑∑⎰n
i i i i
i
d
ny y y y k y
k d zydz Moy 式中：δ
用同样的方法分别计算1站，2站，3站，4站，5站，6站，7站，8站，9站，10站的横剖面面积以及对基线y O 轴的静距。
其数值总结如表Ⅰ-2所示:
表Ι-2
（2）绘制邦戎曲线图
（3）把上述计算的结果AutoCAD绘制成邦戎曲线图。
为了使图纸美观和图纸长度的使用方便，对船长，型深，面积，面积距按不同比例绘制如下图：
（4）
Ⅱ 静力水曲线计算
1.计算原理 （1）水线面面积Aw
如图Ⅱ-1所示，⎰-=22
L
L ydx Aw ；式中：y 是离Oy 轴x 处的半宽；L 是
水
线长。
为经过端点修正后的式中：0n 010
y');y (y'21
-
y '''2++++=∑≈=
∑⎰
n o i i
d
y y y y d ydz As δ
（2）漂心纵向坐标F x
⎰⎰--==22
22
L
L L
L F
ydx
xydx
Aw
Moy
x
式中：Moy 为Aw 对Oy 的静距。
（3）每厘米吃水吨数TPC
100
wAw
TPC=；式中w为水的重量密度，3
/m
t.
（4）水线面系数
BL
Aw
Cwp=
（5）排水体积▽
()()
[]⎰+
+
+
+
+
+
≈
=
∇
-
⋅
i
d
o Wi
Wi
W
W
w
w A
A
A
A
A
A
d
Awdz
i
1
2
1
1
0)
(
2
/
1
δ
（6）排水量W（附体系数取1.006）
∇
=
∇
=wk
w
W
k；式中k∇为总排水体积，∇型排水体积。
(7)浮心纵向坐标
⎰
⎰
=
∇
=
d
d
F
B
Awdz
Awdz
x
Myoz
x
式中：Myoz为对中站面yOz的体积静距。
（8）浮心垂向坐标
⎰⎰=
∇
=
d
d
B Awdz zAwdz Mxoy
z 0
式中：Mxoy 为对基平面xOy 的体积静距。
（9）横稳心垂向坐标
∇
=∇
=
⎰-dx y I BM L
L T
22
3
32
式中：T I 为水线面WL 的面积对于纵向中心轴O-O 的横向惯性矩。
（10）纵稳心垂向坐标
ydx
x I Awx I I BM L L L F
L
LF L ⎰-=∇-=∇=22
22
2
式中：LF I 为水线面面积Aw 对于通过该水线面漂心F 的横轴的纵向惯性矩；L I 为水线面面积Aw 对于通过该水线面中站处Oy 横轴的纵向惯性矩。
（11）每厘米纵倾力矩
L
BM L GM MTC L
L 100100∆≈∆=
(12)方形系数
LBD
C B ∇=
二、计算数据
1. 计算过程（以1号水线为例）
用同样的方法分别计算个水线面的个曲线数据，将计算的静水力曲线的各曲线的数据整理如下：
三、绘制图形
将将整理计算数据用AtuoCAD绘制成静力水曲线图，如下图所示。
Ⅲ装载稳性计算
一、浮态及初稳性
根据给出的载况，在所计算的静力水曲线的数据中用差值法求出平均吃水、浮心纵向坐标、浮心垂向坐标、横稳心距基线高、纵稳心距基线高等数据并计算纵倾力矩、纵倾值、首尾吃水、初稳性高、纵稳心高。
计算公式及数据如表Ⅲ-1所示：
表Ⅲ-1
项目单位符号及公示满载出港标注
排水量t △5519.52
平均吃水m d 5.6038 静
重心纵向坐标m Xg -0.85 水
重心垂向坐标m Zg 5.02 力
浮心纵向坐标m Xb 1.088 图
漂心纵向坐标m Xf -1.477 插
横稳心距基线高m Zm 6.168 值
纵稳心距基线高m Zml 108.646 得
纵向稳性高m GM L=Zml-Zg 103.626
每厘米纵倾力矩t.m MTC=△ GM L/(100L) 64.266
纵倾力矩t.m Mt=△(Xg-Xb) -10696.8
纵倾值m dd=Mt/(100.MTC) -1.66447
首吃水增量m dd F=(L/2-Xf)(dd/L) -0.85986
尾吃水增量m dd A=-(L/2+Xf)(dd/L) 0.804611
首吃水m d F=d+dd F 4.743944
尾吃水m d A+d+dd A 6.408411
未修正稳心高m GM0=Zm-Zg 7.018
自由液面修正值m Dgm 不考虑
修正后初稳心高m GM=GM0-Dgm 不考虑
二、静稳性曲线及动稳性曲线
根据给定的稳性横截曲线、排水量和重心高度
z，通过差值求出该排
G
水量下不同倾斜角度的ls按式l=ls-（Z G-Zs）sinφ，假设Zs=0，计算各倾角下的复原力臂，并绘制静稳性曲线l=f（φ）
静稳性曲线图
由⎰=φ
0φ
ld ld计算各倾角下的复原力臂
d
l，并绘制d l随Φ变化的动稳性曲线图。
如图Ⅲ-2所示。
动稳性曲线
在该吃水下，不同倾斜角对应的l、ls，计算过程如下所示：
三、稳性校核
稳性衡准数：
1或1≥=
≥=
f q f
q l l K M M K
①横摇角的计算
为系数。
、、、式中28.15043213
241C C C C C C C C =Φ
经计算查表。
取，取，取，取101138.068.0248.04321C C C C 则 3.290=Φ
②最小倾覆力臂q l 的计算
根据横摇角和动稳性曲线的对称于过O 点的纵轴，绘制出在风浪联合作用下的稳性曲线，
在如图所示的在风浪联合作用下的稳性曲线图上，从原点向左量取29.3度，过该点做X 轴的垂线与动稳性曲线交于A 点，过'A 点作动稳性曲线的切线AL,再从A 沿水平方向取 3.57，作垂线与AL 交于一点，则该点在过A 点的水平线以上的纵坐标即为q l 。
m l q 2517.0=
③风压力臂的计算
∆=9810Z
pA l f f。
/7633.经查表计算取,52.5519,65.3,36022m N p t m Z m A f =∆==
则。
0154m .0=f l
1334.160154
.02517.0≥==K 所以该船在满载情况下符合稳性要求。
浮体静力学课程设计计算数据
浮体静力学课程设计计算数据站号各站距尾垂线距离各站距舯距离0水线0.25水线0.5m水线0.75m水线00-44.50.25 2.23-42.28R5 4.45-40.050.30.350.40.460.75 6.68-37.830.430.550.660.7818.9-35.60.590.82 1.02 1.21217.8-26.7 1.75 2.77 3.32 3.74326.7-17.8 3.86 4.98 5.59 5.99435.6-8.9 5.83 6.46 6.857.06544.50 6.13 6.64 6.977.15653.48.9 6.13 6.64 6.977.15762.317.8 5.59 6.4 6.87.01871.226.7 3.38 4.7 5.26 5.59980.135.60.98 1.78 2.19 2.479.2582.3337.830.56 1.11 1.45 1.699.584.5540.050.250.60.86 1.069.7586.7842.280.110.320.480.62 108944.50.120.220.31 站号 0Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离0各站距舯距离-44.50水线0000000.25水线0.250.2500000.5m水线0.50.2500000.75m水线0.750.2500001m水线10.2500002m水线2100003m水线3100004m水线4100005m水线51 1.350.6750.675 1.356m水线61 3.27 2.31 2.985 5.977m水线71 4.22 3.745 6.7313.46站号 0.25Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离 2.23各站距舯距离-42.280水线0000000.25水线0.250.2500000.5m水线0.50.2500000.75m水线0.750.2500001m水线10.2500002m水线2100003m水线310000半宽水线型值（单位m）4m水线410000 5m水线51 2.34 1.17 1.17 2.34 6m水线61 4.01 3.175 4.3458.69 7m水线71 4.91 4.468.80517.61站号0.5Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离 4.45各站距舯距离-40.050水线000.3000 0.25水线0.250.250.350.3250.3250.1625 0.5m 水线0.50.250.40.3750.70.35 0.75m水线0.750.250.460.43 1.130.565 1m水线10.250.50.48 1.610.805 2m水线210.70.6 2.21 4.42 3m水线310.870.785 2.995 5.99 4m水线41 1.31 1.09 4.0858.17 5m水线51 3.22 2.265 6.3512.7 6m水线61 4.68 3.9510.320.6 7m水线71 5.5 5.0915.3930.78站号0.75Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离 6.68各站距舯距离-37.830水线000.43000 0.25水线0.250.250.550.490.490.245 0.5m 水线0.50.250.660.605 1.0950.5475 0.75m水线0.750.250.780.72 1.8150.9075 1m水线10.250.890.835 2.65 1.325 2m水线21 1.331.11 3.767.52 3m水线31 1.79 1.56 5.3210.64 4m水线412.52.1457.46514.93 5m水线51 4.023.2610.72521.45 6m水线61 5.274.64515.3730.74 7m水线71 5.99 5.632142站号 1Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离8.9各站距舯距离-35.60水线000.59000 0.25水线0.250.250.820.7050.7050.35250.5m水线0.50.25 1.020.92 1.6250.8125 0.75m水线0.750.25 1.211.1152.74 1.37 1m水线10.25 1.38 1.295 4.035 2.0175 2m水线212.02 1.7 5.73511.47 3m水线31 2.71 2.3658.116.24m水线41 3.56 3.13511.23522.47 5m水线51 4.76 4.1615.39530.79 6m水线61 5.77 5.26520.6641.32 7m水线71 6.39 6.0826.7453.48站号 2Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离17.8各站距舯距离-26.70水线00 1.75000 0.25水线0.250.25 2.77 2.26 2.26 1.13 0.5m 水线0.50.25 3.32 3.045 5.305 2.6525 0.75m水线0.750.25 3.74 3.538.835 4.4175 1m水线10.25 4.09 3.91512.75 6.375 2m水线21 5.12 4.60517.35534.71 3m水线31 5.86 5.4922.84545.69 4m水线41 6.4 6.1328.97557.95 5m水线51 6.79 6.59535.5771.14 6m水线617.06 6.92542.49584.99 7m水线717.237.14549.6499.28站号 3Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离26.7各站距舯距离-17.80水线00 3.86000 0.25水线0.250.25 4.98 4.42 4.42 2.21 0.5m 水线0.50.25 5.59 5.2859.705 4.8525 0.75m水线0.750.25 5.995.7915.4957.7475 1m水线10.256.27 6.1321.62510.8125 2m水线21 6.93 6.628.22556.45 3m水线317.187.05535.2870.56 4m水线417.287.2342.5185.02 5m水线517.37.2949.899.6 6m水线617.37.357.1114.2 7m水线717.37.364.4128.8站号4Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离35.6各站距舯距离-8.90水线00 5.83000 0.25水线0.250.25 6.46 6.145 6.145 3.0725 0.5m水线0.50.25 6.85 6.65512.8 6.4 0.75m水线0.750.257.06 6.95519.7559.8775 1m水线10.257.197.12526.8813.44 2m水线217.37.24534.12568.25 3m水线317.37.341.42582.85 4m水线417.37.348.72597.455m水线517.37.356.025112.05 6m水线617.37.363.325126.65 7m水线717.37.370.625141.25站号5Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离44.5各站距舯距离00水线00 6.13000 0.25水线0.250.25 6.64 6.385 6.385 3.1925 0.5m水线0.50.25 6.97 6.80513.19 6.595 0.75m水线0.750.257.157.0620.2510.125 1m水线10.257.267.20527.45513.7275 2m水线217.37.2834.73569.47 3m 水线317.37.342.03584.07 4m水线417.37.349.33598.67 5m水线517.37.356.635113.27 6m水线617.37.363.935127.87 7m水线717.37.371.235142.47站号 6Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As 各站距尾垂线距离53.4各站距舯距离8.90水线00 6.13000 0.25水线0.250.25 6.64 6.385 6.385 3.1925 0.5m水线0.50.25 6.97 6.80513.19 6.595 0.75m水线0.750.257.157.0620.2510.125 1m水线10.257.267.20527.45513.7275 2m水线217.37.2834.73569.47 3m水线317.37.342.03584.07 4m水线417.37.349.33598.67 5m水线517.37.356.635113.27 6m水线617.37.363.935127.87 7m水线717.37.371.235142.47站号 7Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As 各站距尾垂线距离62.3各站距舯距离17.80水线00 5.59000 0.25水线0.250.25 6.4 5.995 5.995 2.9975 0.5m水线0.50.25 6.8 6.612.595 6.2975 0.75m水线0.750.257.01 6.90519.59.75 1m水线10.257.137.0726.5713.285 2m水线217.297.2133.7867.56 3m水线317.37.29541.07582.15 4m水线417.37.348.37596.75 5m水线517.37.355.675111.35 6m水线617.37.362.975125.957m水线717.37.370.275140.55站号8Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离71.2各站距舯距离26.70水线00 3.38000 0.25水线0.250.25 4.7 4.04 4.04 2.02 0.5m 水线0.50.25 5.26 4.989.02 4.51 0.75m水线0.750.25 5.59 5.42514.4457.2225 1m水线10.25 5.83 5.7120.15510.0775 2m水线21 6.37 6.126.25552.51 3m水线31 6.64 6.50532.7665.52 4m水线41 6.81 6.72539.48578.97 5m水线51 6.95 6.8846.36592.73 6m 水线617.097.0253.385106.77 7m水线717.217.1560.535121.07站号 9Z Zn-Zn_1Y1/2（Yn+Yn_1)∑Yi As各站距尾垂线距离80.1各站距舯距离35.60水线000.98000 0.25水线0.250.25 1.78 1.38 1.380.69 0.5m 水线0.50.25 2.19 1.985 3.365 1.6825 0.75m水线0.750.25 2.47 2.33 5.695 2.8475 1m水线10.25 2.68 2.5758.27 4.135 2m水线21 3.212.94511.21522.43 3m水线313.48 3.34514.5629.12 4m水线413.68 3.5818.1436.28 5m水线51 3.98 3.8321.9743.94 6m水线614.44 4.2126.1852.36 7m水线715.03 4.73530.91561.83站号 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6.7519.6213.18516.5633.1229.5424.5841.1482.28Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000000000000000000000000000000011.7 5.85 5.8511.724.0617.8823.7347.4634.3729.21552.945105.89Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 0.08750.043750.08750.0109380.20.143750.28750.0359380.3450.27250.63250.0790630.50.4225 1.13250.1415631.40.952.5325 5.0652.61 2.005 5.142510.2855.24 3.92510.382520.76516.110.6726.482552.96528.0822.0954.5625109.12538.533.2993.0625186.125Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 0.13750.068750.13750.0171880.330.233750.46750.0584380.5850.4575 1.05250.1315630.890.7375 1.94250.2428132.66 1.775 4.60259.2055.37 4.0159.972519.945107.68519.972539.94520.115.0540.072580.14531.6225.8671.6925143.38541.9336.775113.6225227.245Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 0.2050.10250.2050.0256250.510.35750.7150.0893750.90750.70875 1.62250.2028131.38 1.14375 3.00250.3753134.04 2.717.042514.0858.13 6.08515.172530.34514.2411.18529.412558.82523.819.0253.2125106.42534.6229.2187.8325175.66544.7339.675132.5625265.125Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 00000.69250.346250.69250.0865631.66 1.176252.35250.2940632.805 2.2325 5.15750.6446884.09 3.44759.2475 1.15593810.247.16519.487538.97517.5813.9137.067574.13525.621.5962.6675125.33533.9529.77596.6175193.23542.3638.155138.9775277.95550.6146.485189.5875379.175Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 00001.2450.6225 1.2450.1556252.795 2.02 4.040.5054.4925 3.643758.5325 1.0665636.27 5.3812514.8025 1.85031313.8610.06528.662557.32521.5417.750.2025100.40529.1225.3379.3225158.64536.532.81115.8225231.64543.840.15159.6225319.24551.147.45210.7225421.445Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 1.6150.8075 1.6150.2018753.425 2.52 5.040.635.295 4.3610.335 1.2918757.19 6.242517.525 2.19062514.610.89532.12564.2521.918.2554.025108.0529.225.5583.225166.4536.532.85119.725239.4543.840.15163.525327.0551.147.45214.625429.25Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 1.660.83 1.660.20753.485 2.5725 5.1450.6431255.3625 4.4237510.5075 1.3134387.26 6.3112517.7675 2.22093814.610.9332.367564.73521.918.2554.2675108.53529.225.5583.4675166.93536.532.85119.9675239.93543.840.15163.7675327.53551.147.45214.8675429.735Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 1.660.83 1.660.20753.485 2.5725 5.1450.6431255.3625 4.4237510.5075 1.3134387.26 6.3112517.7675 2.22093814.610.9332.367564.73521.918.2554.2675108.53529.225.5583.4675166.93536.532.85119.9675239.93543.840.15163.7675327.53551.147.45214.8675429.735Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 1.60.8 1.60.23.4 2.550.6255.2575 4.3287510.2575 1.2821887.13 6.1937517.3875 2.17343814.5810.85531.967563.93521.918.2453.8675107.73529.225.5583.0675166.13536.532.85119.5675239.13543.840.15163.3675326.73551.147.45214.4675428.935Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 00001.1750.5875 1.1750.1468752.63 1.90253.8050.4756254.1925 3.411257.99750.9996885.83 5.0112513.8275 1.72843812.749.28526.567553.13519.9216.3346.487592.97527.2423.5873.7275147.45534.7530.995108.4775216.95542.5438.645151.0175302.03550.4746.505201.4875402.975Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 00000.4450.22250.4450.0556251.0950.77 1.540.19251.8525 1.47375 3.39250.4240632.68 2.26625 6.07250.7590636.42 4.5512.492524.98510.448.4322.932545.86514.7212.5837.652575.30519.917.3157.5525115.10526.6423.2784.1925168.38535.2130.925119.4025238.805Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 0.27750.138750.27750.0346880.7250.50125 1.00250.1253131.26750.996252.270.283751.88 1.57375 4.150.518754.74 3.318.8917.787.89 6.31516.7833.5611.29.54527.9855.961513.142.9885.9620.6417.8263.62127.2428.724.6792.32184.64Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 0.150.0750.150.018750.430.290.580.07250.7950.6125 1.3750.1718751.22 1.00752.5950.3243753.32 2.27 5.91511.835.76 4.5411.67523.358.327.0419.99539.9910.59.4130.49560.9914.1612.3344.65589.3121.4217.7966.075132.15Y*Z从n-1到n∑Y*Z Moy=2*（l^2）∑Y*Z 0000 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浮体静力学(02)
M yoz x Ax dx
V Ax dx
a
b a b
b
M xoz yGx Ax dx
（1-3）
xG
M yoz V
b a
b
M xoy zGx Ax dx
a
a b
a
x Ax dx
b a
Ax dx
M y G xoz V
y Gx Ax dx
Mox A
§1~5 几何要素计算公式
面积及面积心
一边为曲 线的图形
y y2 dM ox dA dx 2 2 dx dM oy （x ) dA xydx 2
dA ydx
微单 元
M ox
M oy xydx
A ydx
a
b
1 b 2 y dx 2b a
§2~4 提高计算精度的方法
积分方法比较与总结
梯形法 辛浦生法 计 算 工 作 量 计 算 精 度
乞贝雪夫法
各种近似计算方法的精确 度，均与曲线的性质及给 定的纵坐标个数多少有关。 增加纵坐标个数，能提高 精度但增加计算量。
在实际工程计ห้องสมุดไป่ตู้中，一般沿浮体长度方向分成20等分，设计 吃水分成7—9等分来进行计算，所得的计算结果一般在工程 所允许的误差范围之内。
A
5T
0
ydz ( 2
T
6
( y0 4 y 1 y1 )
2
T
3
( y1 4 y2 2 y3 4 y4 y5 )
T 1
3
y0 2 y 1
2
3 y1 4 y2 2 y3 4 y 4 y5 ) 2
浮体静力学(10)
上海海事大学 海洋环境与工程学院 张宝吉
§4~3 初稳性公式和稳性高
M R = GM φ
复原力矩 排水量 初稳性高
排水量、 重心一定
G
M 稳心
重心 等体积倾斜水线的位置 浮力作用线的位置
§4~3 初稳性公式和稳性高
M
w w
G
w
M G
M
G B
B
B
B B
横稳性高的数值 要选取适当
§4~3 初稳性公式和稳性高
稳定平衡
不稳定平衡
中性平衡
§4~3 初稳性公式和稳性高
引起船舶横倾1 引起船舶横倾1°所需的横倾力矩公式
如有横倾力矩 M H 作 用于船上，引起的横 倾角度为
M0
GM = 57 . 3
φ=
MH M0
纵稳性公式
M RL = GM Lθ
§4~3 初稳性公式和稳性高
总排水量 k 曲线 浮心纵向坐标 x B 曲线 浮心垂向坐标 z B 曲线 水线面面积 AW 曲线 漂心纵向坐标 x F曲线 每厘米吃水吨数TPC 曲线
§4~4 船舶静水力曲线
横稳心半径 BM曲线
稳性曲线
纵稳心半径 BM L 曲线 每厘米纵倾力矩 MTC曲线 水线面系数 C WP 曲线 中横剖面系数C M 曲线
B
(a)
( b)
( c)
稳定平衡
重心在稳心之下，复原力 矩的方向与横倾的方向相 反，当外力消失后，它能 使船舶回复至原来的平衡 状态
不稳定平衡
重心在稳心之上，复原力 矩的方向与横倾的方向相 同，它使船舶继续倾斜而 不再回复至原来的平衡状 态
中性平衡
重心与稳心重合，当 外力消失后，船不会 回复至原来位置，也 不会继续倾斜
浮体静力学课程设计报告-精品
船舶与海洋工程浮体静力学课程设计报告课程名称：浮体静力学课程设计院（系）：运载工程与力学学部专业：船舶与海洋工程专业班级：学号：学生姓名：年月日目录一静水力曲线-----------------------------------------------------------31 设计要求---------------------------------------------------------------------------------------32 计算原理------------------------------------------------------------------------------------- 33 原始数据------------------------------------------------------------------------------------- 64 计算过程和图表-----------------------------------------------------------------------------7二稳性横截曲线-----------------------------------------------------------------------------101 设计要求--------------------------------------------------------------------------------------102 计算原理------------------------------------------------------------------------------------ 103 原始数据--------------------------------------------------------------------------------------104 计算过程和图表----------------------------------------------------------------------------11三装载稳性计算------------------------------------------------------------------------------131 设计要求----------------------------------------------------------------------------------- 132 计算过程和图表------------------------------------------------------------------------- 15(1)浮态及初稳性-----------------------------------------------------------------15(2)静稳性曲线及动稳性曲线计算------------------------------------------16(3)稳性校核------------------------------------------------------------------------17(4)该载况下的浮态及稳性总结---------------------------------------------19四总结体会-------------------------------------------------------------------------------------------20一、静水力曲线1、设计要求：列出全部静水力曲线的计算公式；计算吃水：0.5m, 1.5m , 2m, 2.5m, 3.0m处的以下各要素，列表计算，并绘出静水力曲线图。
浮体静力学课程设计
大连理工大学船舶与海洋工程浮体静力学课程设计报告课程名称：院（系）：专业：班级：学号：学生姓名：年月日目录一静水力曲线-----------------------------------------------------------21 设计要求--------------------------------------------------------------------------------------22 计算原理------------------------------------------------------------------------------------- 23 原始数据------------------------------------------------------------------------------------- 54 计算过程和图表-----------------------------------------------------------------------------5二稳性横截曲线--------------------------------------------------------------------------------61 设计要求--------------------------------------------------------------------------------------62 计算原理------------------------------------------------------------------------------------- 63 原始数据--------------------------------------------------------------------------------------64 计算过程和图表----------------------------------------------------------------------------7三装载稳性计算----------------------------------------------------------------------------- 81 设计要求----------------------------------------------------------------------------------- 82 计算过程和图表--------------------------------------------------------------------------8一、静水力曲线计算部分1、设计要求：计算吃水：0.5m, 1.5m , 2m, 2.5m, 3.1m, 3.5m,4.0m 处的以下各要素，并绘出静水力曲线图。
浮体静力学(05)
xS
xS
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
浮心的纵坐标和垂向坐标： 浮心的纵坐标和垂向坐标：
xB =
M yoz V
∫ = ∫
xS
xW xS
AS xdx AS dx
oy
xW
zB =
M xoy V
∫ M dx = ∫ A dx
xW xS xW S
xS
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
结论：采用纵向积分法时，须先求出给定水线面下不同x处 结论：采用纵向积分法时，须先求出给定水线面下不同x 的横剖面面积及其对oy轴的静矩。 oy轴的静矩 的横剖面面积及其对oy轴的静矩。
V = ∫ AW dz = 2 ∫
0
T
T
0
∫
xS
xW
ydxdz
排水体积V对中站面静矩： 排水体积V对中站面静矩：
M yoz = ∫ AW xF dz = ∫ M oy dz
0 0
T
T
排水体积V对基平面静矩： 排水体积V对基平面静矩：
M xoy = ∫ AW zdz
0
T
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
用若干个与中横剖面平行的平面，把 船舶水下体积分割成若干薄片微体积， 再沿纵向积分，得船舶的排水体积。 微体积对某一个坐标平面求静矩，再 沿纵向积分，然后将其除以排水体积， 即得到浮心相对该坐标平面的坐标。
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
垂向积分计算方法
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
吃水为z处的水线面面积： 吃水为z处的水线面面积：
dM xoy = dV z A = AS z A dx
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
§3~3 排水体积和浮心坐标计算
浮体静力学(04)
满载排水量
最大排水量
§3~2 重量和重心坐标计算
船舶重量、重心计算 设组成船舶总重量的各个重量项目的数目为n，各项重量 为 Wi ，各项重量的重心坐标为 ( xi , yi , zi ) ，则船舶总重量W和 重心坐标 ( xG , yG , zG ) 按下式求出：
W x
i 1 n i n
正浮
正浮：浮体的基平面平行于水面时的漂浮状态，此时ox轴和 oy轴都平行于水线面。该浮态可用一个参数d来表示。
平 衡 方 程
W xG x B yG y B 0
一般情况下船舶都应处于正浮状态或略有尾倾。
§3~1 浮性基本概念
z
z
W W 水线
G
G
d
xG=xB
B
zG x
zB
船舶总重量 载重量=船上装
载的各项重量
§3~2 重量和重心坐标计算
船舶排水量=空船重量+载重量，随装载情况不同而变化。
满载排水量
民船
满载出港
典 型 载 况
空载排水量
是否装载客货：满载和空载 油水消耗情况：出港和到港
满载到港
空载出港 空载到港
§3~2 重量和重心坐标计算
对军用舰艇
空载排水量 标准排水量
x B xG tg zG z B y B yG tg zG z B
§3~1 浮性基本概念
zG zB
xG
B
水线 zG
d
x
zB
o yB
yG
G
B
o
xB
dF
y
§3~1 浮性基本概念
总结 浮性和稳性的关键问题
研 究 四 者 关 系
浮体静力学(03)1
yi
特点： 坐标原点选在积分区间的中点； 各纵坐标对称于原点布置 ； 手算大倾角稳性时应用。
§2~3 乞贝雪夫法
§2~4 提高计算精度的方法
积分方法比较与总结
梯形法
计
算
计
辛浦生法
工
算
作
精
量
度
乞贝雪夫法
各种近似计算方法的精确 度，均与曲线的性质及给 定的纵坐标个数多少有关。 增加纵坐标个数，能提高 精度但增加计算量。
§2~2 辛浦生法
§2~2 辛浦生法
特点： 等间距； 等分数目必为偶数。
特点：与梯形相比计算繁琐，但精度较高，故应用广泛。
§2~2 辛浦生法
辛浦生二法
原理：以若干段三次抛物线近似地代替实际曲线
不同海水和盐卤水淡化方法的典型特性数据对照
三次抛物线的一般形式：
一条三次抛物线下的面积：
y a0 a1 x a2 x 2 a3 x3 推导方法类似于辛氏一法
n/2个二次抛物线下的面积之和由下式表达：其中，各分点的函数值
yi前的系数[1，4，2，4…，2，4，1]称为辛氏乘数
l A 3 ( y0 4 y1 2 y2 4 y3 2 yn2 4 yn1 yn )
上式为辛氏1法的一般形式，其中y代表任意被积函数。同样可用于 求体积、静矩和惯性矩。具体计算时常采用表格式。
A
3 8 l(y0
3 y1
3y2
y3 )
辛氏二法的一般公式：
A
3 8
l
(
y0
3y1
3y2
2 y3
2 yn3
3yn2
3yn1
yn )
§2~2 辛浦生法
§2~2 辛浦生法
《浮体静力学》课件
02
浮体的平衡与稳定性
浮体的平衡条件
浮体的平衡条件是指浮体在静止水面上保持平衡的条件，包括重力与浮力的平衡、 力矩平衡等。
重力与浮力的平衡是指浮体的重力与水对浮体的浮力大小相等、方向相反，使浮体 保持稳定。
力矩平衡是指浮体的重力作用线通过浮心，使得力矩为零，保证浮体的平衡不发生 倾斜。
浮体的稳定性分析
浮体静力学在环境保护领域的应用包括水 质监测浮标、污染治理设施等的设计和制 造。
浮体静力学安全保障
浮体静力学原理的应用能 够提高各种设施的安全性 和稳定性，减少事故发生 的可能性。
经济性
合理应用浮体静力学原理 能够减少材料消耗和建设 成本，提高经济效益。
可持续性
在设计和建设过程中充分 考虑浮体静力学因素，有 利于保护环境，实现可持 续发展。
构的强度和安全性。
桥梁设计中的浮体静力学应用
桥墩稳定性分析
桥梁设计中，浮体静力学被用来分析桥墩的稳定性，确保桥墩在 各种载荷条件下都能保持稳定。
桥面承载能力计算
通过浮体静力学，可以计算桥面的承载能力，了解桥面在不同载荷 下的应力分布和变形情况。
桥梁浮态监测
浮体静力学还可以用于监测桥梁的浮态，了解桥梁在不同水位下的 位置和变形情况，确保桥梁的安全运行。
海洋工程中的浮体静力学应用
1 2 3
海洋平台稳定性分析
在海洋工程中，浮体静力学被用来分析海洋平台 的稳定性，确保平台在各种风、浪、流等自然条 件下的稳定性。
海洋管道浮托分析
通过浮体静力学，可以分析海洋管道的浮托效应 ，了解管道在不同水位和流速下的承载能力和安 全性。
海洋浮体的设计优化
在海洋工程中，浮体静力学还被用于优化设计各 种浮体结构，如浮标、浮筒等，提高其稳定性和 承载能力。
浮体静力学课程设计
浮体静力学（一）课程设计目录1 静水力曲线计算 (1)1.1 计算原理 (1)1.2 计算过程 (3)1.3 计算结果 (4)2 稳性横截曲线计算 (5)2.1 计算原理 (5)2.2 计算过程 (6)2.3 计算结果 (9)3 稳性校核 (10)3.1 设计要求 (10)3.2 计算原理 (10)3.3 计算过程及结果 (10)静水力曲线插值 (10)根据静水力曲线及已知数据得到计算表格 (10)静稳性曲线及动稳性曲线 (11)稳性校核 (12)4 课程设计的收获 (14)1 静水力曲线计算1.1 计算原理采纳垂向沿吃水方向积分系统，利用梯形法列表计算。
（1）水线面面积w A222L L w A ydx -=⎰（2）漂心纵向坐标F x222L L oy M xydx -=⎰ oy F wM x A =（3）每厘米吃水吨数TPC100wA TPC ω=(31.025/t m ω=)（4）型排水体积∇0dw A dz ∇=⎰（5）总排水体积k ∇1.006k ∇=∇（6）总排水量∆k ω∆=∇（7）浮心纵向坐标B x0id yoz F w M x A dz =⎰yoz B M x =∇（8）浮心垂向坐标B z0id xoy w M zA dz =⎰xoy B M z =∇（9）横稳心纵向坐标BMTI BM =∇3221(2)12L L T I y dx -=⎰（10）纵稳心纵向坐标L BMLFL I BM =∇2222LL L I x ydx -=⎰2LF L w FI I A x =- （11）每厘米纵倾力矩MTC100LGM MTC L∆=近似写成：100LBM MTC L∆=（12）水线面系数wp Cwwp A C LB=（13）方形系数B CB C LBd∇=（14）棱形系数P CP M C A L∇=10站处02i d M A ydz =⎰（15）中横剖面系数M CMM A C Bd=1.2 计算进程面各项几何要素，要紧包括面积、面积矩、横向惯性矩、纵向惯性矩，这些数据通过计算处置后取得15条静水力曲线的具体数据。