船舶下水计算

第18卷 第10期 中 国 水 运 Vol.18 No.10 2018年 10月 China Water Transport October 2018收稿日期：2018-05-01作者简介：Aleksandar Dordevic（1987-），男，塞尔维亚人，上海交通大学研究生，工学硕士，船舶设计与制造。

顾解忡（1962-），男，江苏人，上海交通大学副研究员，工学博士，研究方向为浮体运动学。

船舶纵向下水运动计算新的应用方法Aleksandar Dordevic，顾解忡（上海交通大学，船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240）摘 要：船舶纵向下水是一种被广泛采用的传统下水方法。

纵向下水关注艏艉跌落的发生和艏支架最大压力。

根据船舶三维设计的发展趋势，在传统纵向下水的基础上，本文提出了一种改进的下水计算方法。

下水过程中涉及的船体瞬时湿表面积、排水体积、浮心位置和浮力矩等物理量采用基于NURBS 船体曲面的精确计算方法进行计算，给出了下水过程中船舶移动速度和加速度与下水行程之间关系的计算公式，实际开发了MatLab 下水计算程序。

在此基础上，对一艘3,100箱集装箱船具体开展了下水计算，结果表明，艏艉跌落并未发生，支架最大压力在合理的安全范围以内。

此外，计算得到的湿表面积和排水体积与商用软件的计算结果符合一致。

关键词：NURBS；IGES；船舶纵向下水；MatLab中图分类号：U671.5 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）10-0001-05引言船舶下水是船舶建造过程中的一个重要环节，是一个复杂的动力学过程，向来受到高度重视。

常用的船舶下水方式有纵向下水、横向下水和浮船坞下水。

其中最传统的是重力式纵向下水，把船舶置于向水面倾斜的滑道上，在船舶自身重力的作用下沿滑道自动滑入水域，整个下水过程可以分为起动、入水、艉浮、漂浮共四个阶段[1]。

下水计算是指通过计算事先掌握下水过程中船舶的行程、速度、加速度、纵倾角等物理量的变化过程，由此评估下水过程中包括结构安全性在内的各项性能。

下水曲线计算一．下水时的主要数据船厂L=33.6m下水重量Wc=130t重心位置：11.5站处前支架位置：18站重心距前支架：10.92m龙骨坡度=滑道坡度：3°=0.0523 rad下水前尾部距离滑道末端15m二.下水计算1.第二阶段：船体尾部接触水面到船尾开始上浮为止首吃水：dF=dA-L*0.0523=-1.757+0.0523x尾吃水：dA=0.0523x重心到滑道末端距离：Sg=x-（15+11.5*1.68）浮心到前支架距离：lb=18*1.68-Xb’浮心到滑道末端距离SB=x-（15+Xb’）Xb’为浮心到尾垂线距离利用不同滑行距离的收尾吃水，结合邦戎曲线和辛普森计算第一法，可计算得到每一水线下的浮力和浮心纵向位置。

下水第二阶段计算表如下从图中可得出结论（1）在x1=34.65m处船尾开始上浮（2）船尾上浮时前支架受力R=65.4t（3）第二阶段中Mv＞Mw，故不会发生尾落现象2.第三阶段：自船尾开始上浮至前支点离开滑道船尾上浮后，前支点滑动，船体绕前支点转动，故收尾吃水不确定，采用如下方法确定某一下滑时刻的排水：对于某一行程假设一尾吃水，分别算该吃水下排水和矩，利用图形确定真实尾吃水。

辅助表格和辅助曲线如图。

图中可得M’w与M’v相交是排水量wv=61.19t同理，43m，46m时可得排水量分别为68.76t，70.51t，即可做出尾上浮之后的曲线。

从图中可知，前支架完全离开滑道末端后，重力依旧大于浮力，因此会出现较为严重的首落。

二．曲线分析此下水情况下，会出现严重的首落，并且Mv与Mw交点与X1距离很近，实际工程中极容易发生尾落，因此可加大滑道入水部分长度，即，采用更高的水位。

备注：美观起见，下水曲线的绘制采取了如下比例下滑距离X100重力对前支点矩X1浮力对前支点矩X1重量对滑道末端矩X0.2浮力对滑道末端矩X0.2重力X10浮力X10X1=34.65X2=45.24。

舰船的排水量是怎么计算出来的比如说美国的伯克驱逐舰，设计排水量为8XXX吨，他是如何计算出来的呢？总不能是建造的过程中把每一块称一下然后求和吧？这不和曹冲称象一样么？排开水的质量呗...有图纸嘛不是，水线一下的部位测量数据再加上有图纸，用计算机计算不就完了.....计算复杂点....原理可简单只知道有的船只特别是军舰，满载排水量和标准排水量相差还是蛮大的，说明设计时还是为多装载留足了空间。

不过我觉的最强的还是我们国家的载重货车，标准载重是确定的，最大载重约等于无穷大.....物体要浮在水面, 受到的浮力必须等于他自身的重力. 所以排水量就等于舰艇的重量, 单位一般用"吨". 排水量是衡量船只大小的重要参数.进一步细分下去有:1.满载排水量就是在船只最大浮力范围以内, 船只重量的极限. 某一级船舶具体的数值, 由船级社Classification Society估算. 对于军舰, 则完全由军队说了算. 2.装载排水量携带航行所需的货物、人员、燃料、给养, 这是船身吃水应该正好位于水线waterline. 3.标准排水量船只在待发状态下的排水量. 包括全部船员以及食品淡水、携带所有装备弹药、机器处于随时可开动状态等等, 总之包括开赴战区所需的一切, 除了燃料和管道循环水. 4.空载排水量不携带货物、燃料、弹药、人员、给养. 只是包括了管道的循环水. 5.正常排水量很少用的术语, 只携带 2/3的物资和给养.没有办法直接称量舰船的重量, 那可以算一下他水线以下的体积. 这样计算出来的是"设计排水量". 不过这要求有船身线形的详细技术图纸, 运用计算机进行运算, 否侧结果跟实际出入很大.在满载时候船的吃水线下所占据的水的立方m³的质量！就是该船的排量简单的讲排水量就是一条船的重量。

满载排水量就是这条船满载货物、人员、淡水、军火武器后的最大重量。

直接计算出来的，比土木工程计算要准确些，毕竟军舰零件要不土木构件精确很多。

1、浮船坞基本参数a)船长Loa： 89.8 mb)船宽B： 34 mc)浮船坞路轨顶距外底板距离H： 5.036 md)最大下沉深度H： 12.1 me)浮船坞设计吃水： 4.2 mf)浮船坞日常吃水： 1.25 mg)浮船坞总体平面及剖面图参见附页《浮船坞总布置图》2、浮船坞承载最大载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最大载重吨船舶下水（以承载4000t船舶下水为例）：1)本区域0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载4000t船舶下水时，浮船坞吃水为：（4000×1.5）／（89.9×34）+1.25≈3.21m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-3.21 =1.826m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-1.826=2.944m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+2.944=1.834m6)具体参见下图最大载重吨（4000t）船舶下水时相关数据计算模拟图3、浮船坞承载最小载重吨船舶下水时，相关数据计算：备注：最小载重吨船舶下水（以承载307t船舶下水为例）：1)0潮位时珠基高度为：-1.11m，此时码头岸边距0潮位高度为4.77m；2)浮船坞承载307t船舶下水时，浮船坞吃水为：（307×1.5）／（89.9×34）+1.25≈1.4m3)船舶上浮船坞设计水面距码头距离：h= 5.036-1.4 =3.636m4)船舶上浮船坞设计潮位：4.77-3.636=1.134m（潮汐表读数）5)船舶上浮船坞设计潮位的珠基高度为：-1.11+1.134=0.024m6)具体参见下图最小载重吨（307t）船舶下水时相关数据计算模拟图。

船舶下水计算的方法及力学分析的探讨作者：潘政中来源：《进出口经理人》2017年第06期摘要：现阶段国内大部分船厂船舶下水方式主要有三种方式：纵向滑行下水方式、借助浮船坞进行下水、使用干船坞进行下水。

本文结合现场运用要点主要探讨船舶纵向滑行下水方式的计算，并根据船舶结构设计特点给出下水墩位布置的一些建议。

关键词：船舶下水；计算方法；力学分析；支墩反力船舶下水相当于船舶的出生，它第一次接触到实际意义上的水，就像人平安出生一样，船舶下水也需要保证安全计算。

船舶下水计算目的就是预测船舶下水过程中的安全性。

一、下水阶段描述及各阶段注意事项按照船舶下水过程中的运动特征、力的变化以及有可能出现的危险情况，惯例地把船舶下水过程划分为4个过程。

第一阶段：自船舶开始滑动至船体接触水面为止在这一阶段中，船依靠本身重力沿滑道方向的分力下滑。

设下水重力为（包括船体及下水支架），滑道坡度为（弧形滑道取重心正下方之滑道坡度），静摩擦系数为，则船开始滑动条件为使船下滑的作用力，即这一阶段应注意船舶的重量及重心的位置。

第二阶段：自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止这一阶段中船的运动仍然平行于滑道，该阶段的力及力矩平衡方程式为：；式中，，及分别为下水重力，浮力和滑道反作用力的作用点至下水架前端点的距离。

在这一阶段中应避免尾下落现象。

第三阶段：自船尾开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止理论上，当船尾开始上浮时，滑道反力集中于下水架前支点处。

此时力及力矩的平衡方程为：船尾上浮是船舶下水过程中的正常现象。

但应采取适当的措施，避免压力集中作用于下水架前端一点，造成结构损坏。

通常在前部滑板与船体之间填入普通愣木，使反力分布在相当长度内。

第四阶段：自下水架滑板前端离开滑道至船舶停止运动为止下水船舶全浮后，由于惯性作用将在水中继续滑行，但是船舶受到水和其他制动物的阻力作用，其滑行速度将逐渐减小，直至滑行停止。

在这一阶段应避免出现以下两种情况：1、下水架滑板前端离开滑道末端时，船舶下水重量仍大于浮力——首吃水小于船首自由浮起的首吃水，将发生船首跌落现象。

船舶气囊下水船体梁的结构计算方法
船舶气囊下水船体梁是中国船舶设计和制造中一项重要技术，它起着密切关系到船舶性能及安全的作用。

气囊下水船体梁的计算方法是船舶设计与制造的重要组成部分，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。

船舶气囊下水船体梁的结构计算方法以水动力模型试验或者水动力数值计算方法为基础，结合结构安全性评价标准，采用综合参数确定船体梁的结构尺寸。

在确定船体梁结构尺寸的计算方法中，考虑到船舶水动力模型试验数据不容易得到，也非常昂贵，通常采用水动力数值计算方法。

首先，在水动力数值计算的基础上，需要计算船体梁的抗弯刚度和抗弯承载力，这一步是用来检验船体梁的结构安全性。

其次，考虑到船舶在航行过程中受到推力和转矩的影响，在计算船体梁结构尺寸时，也需要考虑推力和转矩的作用，以确定船体梁的尺寸及其安全性。

最后，根据抗弯刚度、抗弯承载力和推力转矩的要求，确定船体梁的尺寸，以满足船舶的性能要求。

总之，船舶气囊下水船体梁的结构计算方法是一项重要的技术，它可以有效地根据船舶水动力特性的不同要求，优化设计船体梁的结构以满足船舶的性能需求。

从而保证船舶的安全性及其性能，为中国船舶的发展积累经验，提供技术支撑。