下载文档原格式
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 。
第三章稳性第一节稳性的基本概念（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=0G点与M点重合，GM=0，MR3、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 稳性指标的计算（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 （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 。
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。
第一节 稳性的基本概念 一、稳性概述1. 概念：船舶稳性(Stability)是指船舶受外力作用发生倾斜，当外力消失后能够自行回复到原来平衡位置的能力。
2. 船舶具有稳性的原因1)造成船舶离开原来平衡位置的是倾斜力矩，它产生的原因有：风和浪的作用、船上货物的移动、旅客集中于一舷、拖船的急牵、火炮的发射以及船舶回转等，其大小取决于这些外界条件。
2)使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩，其大小取决于排水量、重心和浮心的相对位置等因素。
S M GZ =∆⋅ (9.81)kN m ⋅式中:GZ ：复原力臂，也称稳性力臂，重力和浮力作用线之间的距离。
◎船舶是否具有稳性，取决于倾斜后重力和浮力的位置关系，而排水量一定时，船舶浮心的变化规律是固定的(静水力资料)，因此重心的位置是主观因素。
3. 横稳心(Metacenter)M ：船舶微倾前后浮力作用线的交点，其距基线的高度KM 可从船舶资料中查取。
4. 船舶的平衡状态1)稳定平衡：G 在M 之下，倾斜后重力和浮力形成稳性力矩。
2)不稳定平衡：G 在M 之上，倾斜后重力和浮力形成倾覆力矩。
3)随遇平衡：G 与M 重合，倾斜后重力和浮力作用在同一垂线上，不产生力矩。
如下图所示例如：1)圆锥在桌面上的不同放置方法；2)悬挂的圆盘5. 船舶具有稳性的条件：初始状态为稳定平衡，这只是稳性的第一层含义；仅仅具有稳性是不够的，还应有足够大的回复能力，使船舶不致倾覆，这是稳性的另一层含义。
6. 稳性大小和船舶航行的关系1)稳性过大，船舶摇摆剧烈，造成人员不适、航海仪器使用不便、船体结构容易受损、舱内货物容易移位以致危及船舶安全。
2)稳性过小，船舶抗倾覆能力较差，容易出现较大的倾角，回复缓慢，船舶长时间斜置于水面，航行不力。
二、稳性的分类1. 按船舶倾斜方向分为：横稳性、纵稳性2. 按倾角大小分为：初稳性、大倾角稳性3. 按作用力矩的性质分为：静稳性、动稳性4. 按船舱是否进水分为：完整稳性、破舱稳性三、初稳性1. 初稳性假定条件：1)船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F；2)浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点M(稳心)，半径为BM(稳心半径)。
稳定性的名词解释稳定性是一个广泛而重要的概念，可以涵盖各个领域，从自然科学到社会和经济领域，都有着不同的解释和应用。
在这篇文章中，我们将探讨稳定性的定义以及它在不同领域中的意义和影响。
一、稳定性的定义及基本特征稳定性可以被定义为一个系统或事物在某种条件下保持不变或维持正常运行的能力。
这种能力可以体现在各个层面上，可以是自然系统的稳态状态，也可以是社会和经济系统的平稳运行。
稳定性的基本特征包括平衡、持久性和可靠性。
平衡是稳定性的首要特征之一。
一个稳定的系统通常在某一时刻或状态下，所有的内部和外部因素都处于相对平衡的状态，没有明显的倾向向某一方向发展或改变。
持久性是指系统在面对外部干扰或变化时能够保持相对稳定的能力。
这意味着系统具有一定的抗扰动能力，能够自我调节或恢复到原有的状态。
可靠性是稳定性的另一个核心特征。
一个稳定的系统应该能够保持可靠，即在一定时间内保持不变或维持正常的运行。
这意味着系统在应对内部或外部的不确定性时，能够持续提供稳定的结果或服务。
二、稳定性在自然科学中的应用稳定性在自然科学中是一个重要的概念，常被用于描述物理系统、生态系统和天气系统等的行为和演变。
在这些领域中，稳定性的概念已经被广泛地研究和应用。
例如，在物理学中，稳定性可以用来描述一个物体或系统的平衡状态。
当一个物体处于稳定状态时，它不受外力的干扰而保持静止或维持某种运动状态。
这种稳定性可以通过分析物体的能量平衡或力学平衡来进行研究。
在生态学中，稳定性通常用来描述一个生态系统的动态平衡和物种多样性的维持。
一个稳定的生态系统通常能够保持物种之间的相对稳定比例和相互依赖关系，从而保持生态系统的平衡和可持续性。
在气候学或气象学中，稳定性可以用来描述大气系统的平衡状态。
气候系统的稳定性直接关系到气候模式、气候变化和极端天气事件的发生概率。
通过研究气候系统的稳定性，我们能够更好地理解和预测气候变化和其对环境的影响。
三、稳定性在社会科学中的应用稳定性在社会科学和经济学中也具有重要的意义和应用价值。
第三章船舶稳性第一节稳性的基本概念一、船舶平衡的3种状态船舶漂浮于水面上，其重力为W，浮力为△，G为船舶重心，B为船舶初始位置的浮心。
在一外力矩作用下船舶发生倾斜，由于倾斜后水线下排水体积的几何形状改变，浮心移至B1点，当外力矩消失后，船舶能否恢复到初始平衡位置，取决于它处在何种平衡状态（图3一１）。
复习：稳心M点是船舶正浮时浮力作用线和微倾后浮力作用线的交点，当排水量一定时，M点为一定点。
1．稳定平衡G点在M点之下，GM>0。
当船舶倾斜后重力W和浮力△组成稳性力矩，使船舶恢复到初始平衡位置，此初始平衡为稳定平衡（Stable equilibrium）。
称该船具有稳性。
2．随遇平衡G点与M点重合，GM＝0。
船舶倾斜后重力W和浮力△仍作用在同一垂线上，不产生力矩，船舶不能恢复到初始平衡位置，则此种平衡称为随遇平衡（Neutralequilibrium）。
3．不稳定平衡G点在M点之上，GM<0。
船舶倾斜后重力W和浮力△组成倾覆力矩，此力矩使船继续倾斜，称船舶为不稳定平衡（Unstable equilibrium)。
二、稳性的定义船舶在外力矩作用下偏离其初始平衡位置而倾斜，当外力矩消失后能自行恢复到初始平衡状态的能力称为船舶稳性（Stability）。
船舶是否具有稳定平衡的状态，视其倾斜后是否具有稳性力矩（Stability moment;Upsetting moment）。
而稳性力矩的大小为M S＝△·GZ （3-1）式中：M S—静稳性力矩（9．81 kN·m）；△—排水量（ｔ）；ＧZ—静稳性力臂（Statical stability lever）（m），是船舶重心G至倾斜后浮力作用线的垂直距离，一般简称做稳性力臂。
三、稳性的分类1．按船舶倾斜方向分类可分为横稳性和纵稳性。
横稳性指船舶绕纵向轴（x轴）横倾时的稳性；纵稳性指船舶绕横向轴（y轴）纵倾时的稳性。
由于纵稳性力矩远大于横稳性力矩，故不可能因纵稳性不足而导致船舶倾覆。
第一节 稳性的基本概念 一、稳性概述1. 概念：船舶稳性(Stability)是指船舶受外力作用发生倾斜，当外力消失后能够自行回复到原来平衡位置的能力。
2. 船舶具有稳性的原因1)造成船舶离开原来平衡位置的是倾斜力矩，它产生的原因有：风和浪的作用、船上货物的移动、旅客集中于一舷、拖船的急牵、火炮的发射以及船舶回转等，其大小取决于这些外界条件。
2)使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩，其大小取决于排水量、重心和浮心的相对位置等因素。
S M GZ =∆⋅ (9.81)kN m ⋅式中:GZ ：复原力臂，也称稳性力臂，重力和浮力作用线之间的距离。
◎船舶是否具有稳性，取决于倾斜后重力和浮力的位置关系，而排水量一定时，船舶浮心的变化规律是固定的(静水力资料)，因此重心的位置是主观因素。
3. 横稳心(Metacenter)M ：船舶微倾前后浮力作用线的交点，其距基线的高度KM 可从船舶资料中查取。
4. 船舶的平衡状态1)稳定平衡：G 在M 之下，倾斜后重力和浮力形成稳性力矩。
2)不稳定平衡：G 在M 之上，倾斜后重力和浮力形成倾覆力矩。
3)随遇平衡：G 与M 重合，倾斜后重力和浮力作用在同一垂线上，不产生力矩。
如下图所示例如：1)圆锥在桌面上的不同放置方法；2)悬挂的圆盘5. 船舶具有稳性的条件：初始状态为稳定平衡，这只是稳性的第一层含义；仅仅具有稳性是不够的，还应有足够大的回复能力，使船舶不致倾覆，这是稳性的另一层含义。
6. 稳性大小和船舶航行的关系1)稳性过大，船舶摇摆剧烈，造成人员不适、航海仪器使用不便、船体结构容易受损、舱内货物容易移位以致危及船舶安全。
2)稳性过小，船舶抗倾覆能力较差，容易出现较大的倾角，回复缓慢，船舶长时间斜置于水面，航行不力。
二、稳性的分类1. 按船舶倾斜方向分为：横稳性、纵稳性2. 按倾角大小分为：初稳性、大倾角稳性3. 按作用力矩的性质分为：静稳性、动稳性4. 按船舱是否进水分为：完整稳性、破舱稳性三、初稳性1. 初稳性假定条件：1)船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F；2)浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点M(稳心)，半径为BM(稳心半径)。
稳性定义
又称“复原性”。
船舶在外力作用消除后恢复其原平衡位置的性能。
概述
稳性
船舶受外力作用偏离其正浮平衡位置，当外力消失后能自行恢复到原平衡位置的能力，称之为稳性。
具有这种能力的船是稳定的，否则是不稳定的或随遇平衡的（即能停留在任何倾斜角状态）。
按倾角大小可分为初稳性（即小倾角稳性）和大倾角稳性。
按倾角的方向可分为横稳性和纵稳性。
船的横倾最为常见，故单讲稳性时即指横稳性。
按船舶破损浸水与否，又可分为破损稳性和完整稳性。
初稳性又称小倾角稳性。
船舶在外力作用下作小角度倾斜时的稳性。
如无特别注明，初稳性则指横向初稳性。
小角度倾斜一般是指横倾角不大于10°——15°，或横倾角不大于上甲板边缘浸入水中及舭部不露出水面的角度的状态。
其重要特征参数是初稳性高。
除考虑船舶在正常漂浮状态下的稳性外，在下水、进坞、搁浅、受凤浪袭击、甲板上浪、船上部结冰，以及受武器攻击、触礁和碰撞破舱等情况下也需分析其稳性。
船舶稳性是保证安全的一项重要性能，各国都制定有船舶稳性规范。
近代船舶稳性的研究已关注到船舶在风浪中运动时的稳性。
通过计算或用船模进行各种稳性试验可预报船舶稳性。
图中，a的状态是稳定的，b的状态是不稳定的。
国内航行船舶稳性特殊要求
所有商船在各种装载状态下都应满足上述关于稳性的基本要求。
但考虑到船舶在使用过程中，实际可能的装载状态是千差万别、千变万化的，为了简化计算工作，法规对各种类型的船规定了应校核的标准装载情况，只要这些标准载况下船舶的稳性满足规范的要求，则可认为船舶稳性符合要求。
法规同时指出，船舶如有某种装载情况，比规定计算的标准载况差时，则应加算这种情况的稳性。
在计算各种载况的稳性时，除另有规定外，对燃料及备品的计算重量，一般是这样规定的：出港取为100%，航行中途为50% ，到港为10％。
法规对各类船舶规定核算的载况简述如下：
1.干货船
应核算以下四种基本装载情况的稳性：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港。
甲板上装货的干货船，如型宽与型深之比超过3，则稳性曲线中最大复原力臂对应的横倾角可小于25o，但不得小于15o，此时最大复原力臂对应的横倾角前复原力臂曲线下的面积应不小于0.08m·rad。
油船也计算这四种载况。
但对供油船，再加算载有50％货油，每一品种货油均存有自由液面，并带有10％燃料及备品的装载情况。
2.客船
应核算以下六种基本装载情况的稳性：满载出港、满载到港、满客无货出港、满客无货到港、压载出港、压载到港。
同时规定：乘客集中于船舶一舷时或船舶全速回航时，船舶的静倾角均不得超过以下的极限静倾角。
(1)极限静倾角的规定。
航行于远海航区船舶的极限静倾角，为不需用特殊扳手可开启的舷窗下缘进水角、舷门下缘进水角、2/3其他开口进水角、2/3上层连续甲板边缘入水角或10o，取其中最小者。
航行于非远海航区船舶的极限静倾角，为不需用特殊扳手可开启的舷窗下缘进水角、舷门下缘进水角、4/5其他开口进水角、4/5上层连续甲板边缘入水角或12o，取其中最小者。
(2)乘客集中于一舷时的分布及重量规定。
乘客集中密度，按每平方米4人计算，乘各重量取每人75kg。
乘客的重心，站立者取甲板以上1.0m，坐者取座位以上0.3m。
集中的乘客首先应从乘客所能到达的最上一层甲板起由上向下地布满一舷的外走道，再由上向下地分布在同一舷的内走道、梯口等自由活动面积内，但不超过船舶纵中剖面线。
对宽度小于0.7m的狭窄处所，分布面积按实际面积的50％计算。
当上述自由活动面积不够分布全船总旅客数时，多余旅客应正常分布在上层的客舱内，以计及其对重心升高的不利影响。
3.集装箱船
(1)应核算下列基本装载情况的稳性：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港。
(2)计算满载状态时，如满载出港吃水不到夏季载重线，允许加载使吃水达到夏季载重线。
而且应至少计算下述配载情况：集装箱数为设计的最大货箱数与空箱数之和，同一型号的货箱重量取满载出港时可能达到的同一箱重。
(3)计算集装箱船的稳性时，每只集装箱重心垂向位置应取在集装箱高度的l/2处。
所核算的各载况经自由液面修正后的初稳性高度均应不小于0.3m。
(4)在横风作用下，从复原力臂曲线上求得的静倾角应不大于1/2上层连续甲板边缘入水角，且不超过12o。
在确定风压静倾角时，假定风压倾侧力矩不随船舶的横倾而变化，且取式(2－2)计算值的一半。
(5)计算复原力臂曲线时，不计入甲板上集装箱浮力的影响。
(6)装载集装箱的非专用集装箱船可按(2)中规定，计算满载状态时的最大吃水可允许小于该船相应于夏季载重线的吃水。
(7)集装箱船设计时和建造完成投入营运后，应采取措施尽可能减小双层底压载水舱排空后剩余液体自由液面的影响，如该影响使船舶在装卸货物过程中或航行状态下的初稳性高度小于0.15m，可要求采取相应的补救措施。
此外，《国内航行船舶法定检验技术规则》还对双体客船、运木船、液货船、非自航海驳、拖船、起重船、挖泥船、消防船、半潜船、近海供应船、顶推船一驳船组合体及特种用途船的稳性提出了具体要求。
散装谷物船舶稳性
由于散装谷物具有流动性和表面下沉性，装运散装谷物的船舶在航行中摇摆、颠簸、振动时，会使谷物下沉和横向移动。
谷物的横移将产生横倾力矩和横倾角，货物重心位置也可能升高。
当船舶稳性不足时，会导致翻船事故。
据统计，自1898年到1948年的50年间，倾覆的船舶中57％是散货船，自1954年到1964年的10年间又有150余艘散货船发生海损事故。
频繁发生的事故给货主、航运经营者造成巨大的经济损失，也促使人们深入分析事故发生的原因，从实践中总结经验，提出防止和解决这一问题的办法，并逐步形成了对散装谷物船舶稳性的规范要求。
这些要求源于国际海事组织1973年大会A1264(Ⅷ)决议的条例及1974年国际海上人命安全公约中对散装谷物船稳性计算、校核的相关条例。
中国海事局于2008年颁布的《国际航行船舶法定技术检验规则》第六章“谷物装运”的内容与国际公约相符合。
