,船舶原理复习
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第一章船舶设计概要1.船舶设计工作具有哪些特点?答:(1)必须贯彻系统工程的思想,考虑问题要全面,决策时要统筹兼顾;在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系,要协调好各部门的工作,既要使船舶的各部分充分发挥自身功能,又要是相互关系达到最佳的配合。
(2)船舶设计的另一个特点是:设计工作是由粗到细、逐步近似、反复迭代完成的。
船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。
2.船舶设计有哪些基本要求?(1)适用、经济(2)安全、可靠(3)先进、美观3.新船设计的基本依据是“设计技术任务书”,它反映了船东对新船的主要要求。
请问设计技术任务书通常是如何制定的?运输船舶的设计技术任务书一般包括哪些基本内容?答:(1)设计技术任务书是用船部门根据需要和可能,经船型的技术经济论证后得出的。
船型的技术经济论证是对不同船型方案的投资规模、经济效益和技术上的可行性进行比较和分析。
(2)一般运输船舶的设计技术任务书包括以下基本内容:1)航区和航线海船航区是根据航线离岸距离和风浪情况来划分的。
航区不同,对船舶的安全性和配备配置要求不同。
我国法规对非国际航行海船的航区划分为远海航区、近海航区、沿海航区、遮蔽航区。
内河船的航区根据不同水系或湖泊的风浪情况划分为A级、B级、C级等。
2)船型这里的船型是指船舶的类型、甲板层数、机舱部位、首尾形状和其他特征。
3)用途新船的使用要求,通常给出货运的货物种类和数量以及货物的理化性质和其他要求。
4)船籍和船级船级是指新船准备入哪个船级社,要求取得什么船级标志,确定设计应满足的规范。
船籍是指在哪国登记注册的船舶,确定新船应遵守的船籍国政府颁布的法定检验规则。
5)动力装置给出主机和发电机组的类型、台数、燃油品质和推进方式。
6)航速和功率储备对航速一般给出服务航速(kn,节,海里/小时)。
服务航速是指在一定的功率储备下新船满载能够达到的航速。
对拖船通常提出拖带航速下拖力的要求或自由航速的要求。
船舶原理第一章 船体形状1. 舷弧:船舶的甲板边线自船中向首尾逐渐升高,甲板的这种升高叫做“舷弧”。
2. 梁拱:甲板中线比其左右两舷的甲板边线高,其高度差叫做“梁拱”。
3. 型线图:表示船体几何形状的图。
4. 型表面:不包括船壳板和甲板厚度在内的船体表面。
5. 型尺度:从型表面上量得的尺度。
6. 中线面:将船体分为左右舷两个对称部分的纵向垂直平面。
7. 中站面:在船长中点处垂直于中线面和基平面的横向平面。
8. 基平面:过龙骨线和中站面的交点O ,并平行于设计水线面的平面。
9. 船舶主尺度:指船长L ,型宽B ,型深D 和型吃水d,它们是船体大小的直线量度。
10. 平均吃水:首尾吃水的平均值。
11. 吃水差:首尾吃水的差值。
12. 船体系数定义:w C :水线面系数,表示水线面形状的肥瘦程度。
m C :中横剖面系数,表示中横剖面的肥瘦程度。
b C :方形系数,表示水下船体的肥瘦程度。
p C :棱形系数,表示水下船体沿纵向分布情况。
vp C :垂向棱形系数,表示水下船体沿垂向分布情况。
第二章 船体计算的近似积分法1. 船体计算的习惯坐标系:一般原点O 取在船中处,个别取在尾垂线处,沿船体首尾向取为纵向坐标x ,沿左右取为横向坐标y ,沿垂向取为垂向坐标z 。
第三章 浮性1. 浮性:船舶在给定载重条件下,能保持一定浮态的性能。
2. 浮心:浮力的作用中心,也就是排水体积的几何中心,用B 表示。
3. 四种浮态:正浮状态d F = d A ,0=θ,单纯横倾状态d F = d A ,0≠θ,单纯纵倾状态d F ≠d A ,0=θ,任意倾斜状态d F ≠d A ,0≠θ。
4. 船舶重量分类:∑+=P W W 0(W 船舶重量,0W 空船质量,∑P 载重量)。
5. 载重系数:总载重量DW 与满载重量WF 之比成为载重系数F η。
6. 平行沉浮条件:所装卸重物P 的重心必须位于初始水线面积中心(即漂心F )的垂线上。
船舶设计原理名词解释1.试航航速Vt:一般指满载试航速度,即主机在最大持续功率的情况下,静止在水中(不超过三级风二级浪)的新船满载试航所测得的速度。
服务航速VS是指船平时营运时所使用的速度,一般是平均值。
2.续航力:一般指在规定的航速或主机功率情下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。
3.自持力:亦称自给力,指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。
4.船级(船舶入级):是指新船准备入哪个船级社,要求取得什么船级标志,确定设计满足的规范。
5.积载因数C:对于干货船,通常用其表征货物所需的容积,即每吨货所要求的货舱容积数,单位是T/m3。
6.船型:是指船的建筑特征,包括上层建筑形式,机舱位置,货舱划分,甲板层数,甲板间高等。
7.载重量系数ηDW=DW0/Δ0:它表示DW0占Δ0的百分数,对同样Δ的船来说,ηDW大者,LW小,表示其载重多。
而对同一使用任务要求,即DW和其他要求相同时,ηDW 大者,说明Δ小些也能满足要求。
8.平方模数法:假定Wh比例于船体结构部件的总面积(用L,B,D的某种组合)如Wh=ChL(aB+bD)。
该方法对总纵强度问题不突出的的船,计算结果比较准确,适用于小船尤其是内河船。
9.立方模数法:假定Wh比例于船的内部总体积(用LBD反映)则有Wh=ChLBD。
该方法以船主体的内部体积为模数进行换算,Ch值随L增加而减少的趋势比较稳定。
对大、中型船较为适用。
缺点:没有考虑船体的肥瘦程度,把LBD各要素对Wh的影响看成是等同的。
10.诺曼系数N:,表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。
11.载重型船:指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。
12.布置地位型船:又称容积型船,是指为布置各种用途的舱室,设备等需要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。
13.失速:风浪失速是指船舶在海上航行,由于受风和浪的扰动,航行的速度较静水条件时的减少量,这种速度损失有时是相当大的。
14.甲板淹湿性:是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时,在船首柱处,船与波浪相对运动的幅值大于船首柱处的干舷,波浪涌上甲板的现象。
船舶设计原理复习题答案一、选择题1. 船舶设计中,船体的主要参数包括哪些?A. 长度、宽度、高度B. 长度、宽度、吃水C. 长度、宽度、排水量D. 长度、宽度、速度答案:B2. 船舶设计中,船舶的稳定性是指什么?A. 船舶在静水中的平衡状态B. 船舶在风浪中的平衡状态C. 船舶在航行中的平衡状态D. 船舶在任何情况下的平衡状态答案:B3. 船舶阻力的主要来源有哪些?A. 摩擦阻力和波浪阻力B. 摩擦阻力和空气阻力C. 空气阻力和波浪阻力D. 摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力答案:A二、填空题4. 船舶设计中,船体的______是决定船舶性能的关键因素之一。
答案:线型5. 船舶设计时,需要考虑船舶的______、______和经济性。
答案:安全性、操纵性三、简答题6. 简述船舶设计中的“三性”原则是什么?答案:船舶设计的“三性”原则指的是船舶的安全性、经济性和环保性。
安全性是指船舶在各种海况下能够安全航行的能力;经济性是指船舶在满足安全要求的前提下,能够以最小的成本完成运输任务;环保性是指船舶在设计、建造和使用过程中,应尽量减少对环境的影响。
7. 船舶设计中,为什么需要考虑船舶的操纵性?答案:船舶的操纵性是指船舶在航行过程中,能够根据驾驶员的意图,通过操纵设备来改变船舶的航向、速度等,以适应不同的航行条件。
良好的操纵性可以提高船舶的安全性和效率,减少航行事故的发生。
四、计算题8. 已知某船舶的排水量为5000吨,求该船舶的浮力。
答案:根据阿基米德原理,浮力等于排水量,即浮力 = 5000吨× 1000 kg/吨 = 5,000,000 kg。
由于1 kg的浮力等于9.81 N(牛顿),所以该船舶的浮力为5,000,000 kg × 9.81 N/kg = 49,050,000 N。
五、论述题9. 论述船舶设计中,如何平衡船舶的载重与航速的关系?答案:在船舶设计中,载重与航速是相互影响的两个重要因素。
v 4.在液体舱内设纵舱壁,减小自由液面的影响。
在液体舱内设纵舱壁,减小自由液面的影响。
v 5.防止船内货物的移动。
防止船内货物的移动。
v 6.减小受风面积,即减小了横倾力矩。
减小受风面积,即减小了横倾力矩。
11,排水量,排水量实际中所用的是排开水的重量。
实际中所用的是排开水的重量。
↗空船排水量ΔL = constant 排水量分排水量分 →满载排水量Δs↘航次排水量Δ12,.载重量载重量↗总载重量DW 载重量——载荷的重量。
分载荷的重量。
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。
何谓载荷?载荷就是除空船重量以外的所有重量。
DW DW————某航次船上装载所有物品的重量。
某航次船上装载所有物品的重量。
DW=Δ-ΔLNDW NDW————某航次船上装载货物的重量。
某航次船上装载货物的重量。
NDW= DW―∑G―C式中:∑G ——航次储备量。
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。
,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。
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。
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。
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。
船体外附着的海生物的重量。
14,七.储备浮力和干舷储备浮力和干舷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。
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. 干舷干舷如上图中的F 就是干舷。
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。
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。
船舶原理备考知识点总结一、船舶的基本概念1. 船舶的定义:船舶是用于在水上进行运输和航行的交通工具,通常由船体、动力装置、船舱以及导航和控制设备组成。
2. 船舶的分类:根据用途和船体特征,船舶可分为货船、客船、油船、拖船、渔船等各种类型。
3. 船舶的结构:船体是船舶的基本结构,通常由船首、船艏、船中、船艉等部分组成。
船体的外形和结构对船舶的性能有着重要的影响。
二、船舶的稳性1. 船舶的稳性定义:船舶的稳性是指船舶在浮力和重力的作用下保持平衡的能力。
船舶的稳性对航行安全具有重要意义。
2. 船舶的稳性要素:船舶的稳定性要素包括浮力、重力、形心、重点、载重线等。
这些要素相互作用,决定了船舶的稳定性水平。
3. 船舶的稳性计算:船舶的稳性计算是通过考虑船体的形状、载重线位置、重心位置等因素,确定船舶在不同工况下的稳性状况。
稳性计算通常使用形心高度曲线和倾覆曲线等参数来表示。
三、船舶的阻力1. 船舶的阻力概念:船舶在航行中受到水流的阻碍,产生阻力。
阻力包括水动力阻力、摩擦阻力、波浪阻力等。
2. 船舶的阻力影响因素:船舶的阻力受到船体形状、航速、水流状况、载重线位置等多种因素的影响。
船舶的阻力与船舶的动力消耗和航行速度息息相关。
3. 船舶的阻力计算:船舶的阻力计算主要通过实验和模型试验进行。
船舶的阻力计算是船舶设计和航行性能评估的重要依据。
四、船舶的推进1. 船舶的推进基本原理:船舶的推进是利用动力装置产生推力,推动船舶在水中前进。
常见的推进方式包括螺旋桨推进、水射推进、水轮推进等。
2. 船舶的推进装置:螺旋桨是最常用的船舶推进装置,它通过叶片的旋转产生推力。
水射推进和水轮推进则是在特定船舶类型和工况下使用的推进方式。
3. 船舶的推进性能评估:船舶的推进性能评估包括推进效率、推进功率、航速、加速度等指标。
这些指标反映了船舶在不同工况下的推进性能表现。
五、船舶的操纵1. 船舶的操纵原理:船舶的操纵是通过操舵装置控制船舶航向,以实现转向、停泊、靠泊等操作。
考试题型:填空(10~15分) 判断(<15分) 名词解释(<10分) 论述分析(40~50) 计算题(20分)填空题:1我国海洋划分为遮蔽航区,沿海航区,近海航区,无线航区四个航区。
2我国将长江划分为A 级航区,B 级航区,C 级航区三个航区。
3现代新船设计将设计阶段划分为报价设计,合同设计,详细设计,生产设计。
4影响钢料重量因素大小顺序排列:L ,B ,D ,d ,C B 。
5载重型船舶是载重量系数μDW =DW∕Δ较大且比较稳定,先利用载重量系数求得排水量,然后再确定相应的主尺度的船舶如货船,油船。
6布置型船舶是先从布置地位需要拟定主尺度,然后计算排水量的船舶,如客船,拖船,集装箱船,游艇,科学考察船,渡船,渔船。
7“A”型船舶是专为载运散装液体货物而设计的一种船舶。
8破舱稳性的衡准方法有确定性方法和概率衡准方法。
9自持力与续航力之间的关系:自持力=R/﹙Vs·24﹚。
10.SOLAS 公约的内容是海上人命安全。
11.MARPOL (73/78)公约的内容:防止船舶造成污染。
12型线图的设计绘制方法:自行设计法,型船改造法,系列图谱法,数学船型法。
13.物质燃烧的必要条件是 可燃物质,温度和空气中的氧气。
14不燃物质是指加热至约750℃时,既不燃烧,也不放出足量能自燃的易燃蒸汽的材料。
15系列船型有系列60,BSRA 系列,SSPA 系列,德国汉堡造船研究所HSVA系列,日本SR45快速货船系列,和SR98肥大船系列(带球首),我国开发研究的系列船型有长江客货船系列,肥大船系列。
16.进行快速性预报中,海军常数法公式为233v P C∆=。
17浮力方程式为:3~5%b kLBdC LW DW LW ω∆==++。
横摇周期公式:240.58gB z T f GM += 判断题:1上层建筑和凸形甲板对最小干舷的修正是减少的(√)。
2.舵踵重量,主机底座,锅炉底座在空船重量分类中属于船体钢料部分(√)。
第三章4、我国船舶的航区、航线是如何划分的?海船航区常分为沿海航区、近洋航区、远洋航区,遮蔽航区。
航区划分通常是依据距航线离岸距离和风浪情况。
按海船稳性规范分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三类航区,其中Ⅰ类航区称为无限航区。
内河船常按水系名称来分,如我国长江水域根据风浪及水流情况分为A,B,C级航段。
不固定航线的船通常提出主要航行的航线或者航区。
定航线船通常给出停靠的港口等等。
7、何谓船舶入级?航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船级业务,应按《海船入级章程》申请入级,经检验合格后,发给相应的船级证书后,才干进行国际航行。
8、试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同?试航速度普通指满载试航速度,即主机在最大持续功率情况下,静止深水中的新船满载试航所测得的航速。
而服务航速是指船平时营运所使用的速度,普通是一个平均值。
通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。
9、什么叫船的续航力和自持力?续航力普通是指在规定航速或者主机功率下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。
自持力有时也叫自给力,指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。
11、举例说明设计船的尺度受限制的原因?船长L,因泊位短,港域小,河道蜿蜒而调头艰难及通过船闸、船坞等原因,而使船长或者最大长度有所限制;吃水T,受航道或者港区水深所限制;船宽B,主要受过闸门、过运河的限制;船的水上高度部份,主要考虑过桥的限制。
12、船舶主要要素普通是指哪些?通常是指排水量△,载分量DW,船长L,船宽B,吃水T,型深D,方形系数Cb,航速V及主机功率P等。
13、什么是设计螺旋线?描述设计过程中逐步近似的特点,常用设计螺旋线表示。
设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载分量DW及主机类型(包括功率及转速),此时可首先参考型船及有关资料,初估得一个排水量,并据此初估船长、型宽、吃水及型深,初选一个方形系数,并使其满足浮性方程,即△=ρKa L BTCb 。
然后,根据这套主尺度,参考型船及有关资料,估计空船分量,求出船的排水量,看其是否与第一步初估得的排水量相吻合,如有差别,再进行主尺度及系数调整,直至排水量符合要求为止。
《船舶设计原理》复习重点1.1.1空船重量(LW):1)包括所有由规范和规格书要求的设备和装置在内的船体、机器和电气重量。
但下列各项不计入空船重量:●超过规范和规则推荐的备品●船员及其行李●在船舶管系和液舱中的油水●非永久固定的属具●所有船东供应品2)主机、辅机和锅炉内直接用于推进以进入工作状况所必需的油水。
但下列各项不计入空船重量:●饮用水舱、淡水舱、辅机冷凝器和造水机中的淡水●除日用油舱(柜)到主机外的管系中的燃油●辅机冷凝器、造水机及其有关管系中的海水●滑油泄放舱、滑油循环舱、滑油储藏舱及其有关管系中的滑油1.1.2载重量(DW)包括货物,船员及其行李,燃油,滑油及炉水,食品,淡水,备品及供应品等重量. 1.1.3满载排水量船舶装载了预定的全部载重量的载况称为满载,其相应的排水量称为~货船通常取4种载况1.1.5 浮力,船体所排开水的重量△=P▽=PKLBTCb浮性公式△=∑Wi=LW+DW =PKLBTCb1.重量重心的控制的重要性1.2.1若重量估算过轻, 导致减载航行或不减载,但干舷减少;1.2..2若重量估算过重, 导致船舶尺度偏大,增加船舶建造的原材料和工时,或,实际吃水小于设计吃水,可能影响推力,海上航行耐波性也变差;1.2.3如果重心纵向位置计算误差过大,则实船会出现较大纵倾,影响浮态与快速性及耐波性;1.2.4如果重心高度位置计算误差过大,则实船初稳性高将产生较大的减少或增加,从而影响船舶稳性与横摇性能二. 空船重量估算1.分类LW=Wh+Wf+WmWh 船体钢料重量Wf 木作舾装重量Wm 机电设备重量2.1.2布置特征对钢料的影响甲板层数---取决于布置特点和使用要求舱壁数---取决于规范和使用要求上层建筑的大小—与船型和使用要求有关2.1.3船级,规范,航区对钢料重量的影响IACS国际船级社协会制定的共同规范平均钢材会增加5%*CSR- COMMON STRUCTURAL RELES 应用了先进的波浪载荷模型,将腐蚀也考虑进去,采用了极限强度的概念,运用直接计算技术,针对货船和油船*2.1.4结构材料对钢料的影响一般强度钢,屈服强度235N/mm2, 按韧性又分为A,B,D,E四个等级高强度钢屈服强度315N/mm2和屈服强度355N/mm2高强度钢的使用可节越钢料重量约20%2.2船体钢料的粗略估算前提都要有母型船作依据方法有四种:百分数法平方模数、立方模数、统计公式法2.2.2平方模数法W h=ChL(B+D)只适用于总纵强度不突出的小船2.2.3立方模数法W h=ChLBDA)W h=ChLB【D+(Sa+Sf)/6+∑LiHi/L】(考虑设计船的舷弧高度和上建与母型的差异)B)W h=ChLBL/D1/2+{1+【Cb+(1-Cb)(D-T)/3T】/2}L/D1/2从强度出发,考虑不同尺度比对钢料重量的影响;1+【Cb+(1-Cb)(D-T)/3T】/2考虑船体肥瘦的影响;适用于中型、大型船舶4机电设备重量Wm的估算机电设备重量包括主机、辅机、轴系、动力管系与电气设备等。
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 =⋅∆⋅∆=。