最新船舶静力学第4章 大倾角稳性(1)
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第四章船舶稳性第一节船舶稳性的基本概念(一)船舶平衡的3种状态1、稳定平衡>0G点在M点之下,GM>0,MR2、随遇平衡G点与M点重合,GM=0,M=0R3、不稳定平衡<0G点在M点之上,GM<0,MR(二)稳性的定义船舶稳性是指船舶受给定的外力作用后发生倾侧而不致倾覆,当外力消失后仍能回复到原来的平衡位置的能力。
(三)稳性分类分类方法: 按倾斜方向、倾角大小、倾斜力矩性质、船舱是否进水┏破舱稳性稳性┫┏初稳性(小倾角稳性)┃┏横稳性┫┏静稳性┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫┗纵稳性┗动稳性其中,倾角小于等于10-15度称为小倾角,否则称为大倾角。
倾斜力矩性质指静力或动力,或者说有无角速度、角加速度。
第二节船舶初稳性(1)(一)船舶初稳性的基本标志1.稳心M 与稳心距基线高度KM船舶小倾角横倾前、后其浮力作用线交点称为横稳心,简称稳心。
稳心M距基线的垂向坐标称为稳心距基线高度。
2.初稳性的衡准指标稳心M至重心G的垂距称为初稳性高度GM。
初稳性高度GM是衡准船舶是否具有初稳性的指标。
初稳性高度大于零,即船舶重心在稳心之下,船舶就有初稳性。
3.初稳性中的假设(对于任一给定的吃水或排水量)(1)小倾角横倾(微倾);(2)在微倾过程中稳心M和重心G的位置固定不变;(3)在微倾过程中浮心B的移动轨迹是一段以稳心为圆心的圆弧;(4)在微倾过程中倾斜轴过漂心。
(二)初稳性高度GM的表达式GM=KB+BM-KG=KM-KG第二节 船舶初稳性(2)(三) 初稳性高度的求取1、 KM 可在静水力曲线图、静水力参数表或载重表中查取。
2、 KG 的计算式中,P i —— 组成船舶总重量(含空船重量等)的第i 项载荷,tZ i —— 载荷P i 的重心距基线高度,m3、Z i 确定(1)舱容曲线图表查取法船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表,利用舱容曲线图表,可方便确定舱内散货或液货的重心高度Z i ,方法如下:i )对于匀质散货或液货,已知货堆表面距基线高度,在图中左纵轴上对应点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点,过B 点做垂线交上横轴得C 点,对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。
第四章 大倾角稳性4-1某船正浮时浮心垂向坐标z B0=2.9m ,重心垂向坐标z G =4.5m ,横倾角Φ=40°时的浮心横向、垂向坐标分别为y B40=1.75m 和z B40=3.2m ,求此时的静稳性臂l 40。
解:()()︒--︒-+︒=40sin 40sin 40cos 00404040B G B B B z z z z y l =1.75*0.766+(3.20-2.90)*0.643-(4.50-2.90)*0.643 =0.505m答:此时该船的静稳性臂l 40=0.505m4-4某船在横倾角Φ=45°时,动稳性臂l d =0.7m ,这时浮心横向坐标y B Φ=2.55m ,求船在该横倾角时的复原力臂,船正浮时重心在浮心之上的距离a=2.1m 。
动稳性臂的几何意义为:()G B KB z y G B G B zB l B B d 0000cos sin cos ---+=-=φφφφφφ即0.7=2.1*22+2.55*22-()0KB z B -φ*22-2.1 解得:()0KB z B -φ=0.69m()φφφφφsin sin cos 00G B KB z y l B B --+==2.55*22+0.69*22-2.1*22 =0.806m答:该船此状态的复原力臂l =0.806m 。
4-5某船在横倾角Φ=30°时的复原力臂l =2.60m ,动稳性臂l d =0.73m ,重心在龙骨以上高度z g =10.58m ,正浮时重心在浮心以上的高度a=5.99m ,求Φ=30°时浮心在龙骨以上的高度。
解:又∵()φφφφφsin sin cos 00G B KB z y l B B --+=即:()50.0*99.550.0*59.4866.0*60.2--+=φφB B z y ② 将式①②联立解得06.6=φB z ,61.5=φB y答:Φ=30°时浮心在龙骨以上的高度m z B 06.630=。
第四节船舶大倾角稳性1.液舱自由液面对静稳性力臂GZ的影响()。
A.随横倾角的增大而增大B.随横倾角的增大而减小C.不随横倾角变化D.以上均可能2.静稳性曲线的纵坐标是()。
A.复原力臂B.形状稳性力臂C.复原力矩D.A或C3.某船Δ=15000t,GM=2.3m,查得横倾角θ=20 °时的形状稳性力臂MS为0.64m,则静稳性力力矩为()t·m。
A.2250B.15000C.21450D.420004.()表示船舶重心G至浮力作用线的垂直距离。
A.GZB.GMC.KND.KH5.船舶横倾角在通常范围内增加时,其重量稳性力臂()。
A.增大B.不变C.减小D.以上均有可能6.液舱自由液面对静稳性力臂GZ的影响是()。
A.使静稳性力臂减小B.使静稳性力臂保持不变C.使静稳性力臂增大D.以上均有可能7.液舱自由液面对静稳性力矩M S的影响是()。
A.使静稳性力矩减小B.使静稳性力矩保持不变C.使静稳性力矩增大D.以上均有可能8.液舱自由液面对静稳性力矩M S的影响与()有关。
A.液面大小B.液面形状C.横倾角D.以上均是9.液舱自由液面对静稳性力臂GZ的影响与()有关。
A.液面大小B.液面形状C.横倾角D.以上均是10.通常情况下,横倾角不同时液舱自由液面对静稳性力臂GZ的影响()。
A.不同B.相同C.与横倾角无关D.以上均对11.通常情况下,横倾角不同时液舱自由液面力矩()。
A.不同B.相同C.与横倾角无关D.以上均对12.已知船舶形状稳性力臂KN|θ=30°=5.25m,船舶重心高度KG=8.20m,自由液面对初稳性的修正值为0.20m,则船舶的静稳性力臂GZ为()m。
A.0.95B.1.05C.1.15D.1.2013.某船装载后△=18000t,未经自由液面修正的KG0=7.3m,查得30°时的形状稳性力臂KN=4.5m和自由液面倾侧力矩为1080×9.81kN·m,则此时复原力臂为()m。