船舶静力学New_Ver5

1、2021-9-254 4 大倾角稳性大倾角稳性n4.14.1大倾角稳性概述大倾角稳性概述 船舶的大倾角稳性是指船舶大幅横摇时的稳定性问题。船舶的大倾角稳性是指船舶大幅横摇时的稳定性问题。船舶的横倾回复力矩船舶的横倾回复力矩lGZMRsincosGBGBzzyyl回复力臂可分为两个部分：回复力臂可分为两个部分：sin)(sincosSGgSBGBsgszzlzzyyllllS为参考点，通常可取正浮时的为参考点，通常可取正浮时的浮心位置；浮心位置；ls：形状稳性臂，仅：形状稳性臂，仅取决于船体形状，取决于船体形状，lg：重量稳性：重量稳性臂，仅取决于重心高度臂，仅取决于重心高度2021-9-25G

2、MGMGZsin对于小倾角情况对于小倾角情况),(),(flKGfls当重量当重量, ,重心一定时，曲线重心一定时，曲线)(fl 称为称为静稳性曲线静稳性曲线2021-9-254.2 4.2 大倾角稳性的变排水量算法大倾角稳性的变排水量算法 船舶的形状稳性臂仅取决于船体的形状，和装载状态无关。对于一条船舶的形状稳性臂仅取决于船体的形状，和装载状态无关。对于一条固定的船来说，当参考点固定的船来说，当参考点S确定后，同一排水量下的形状稳性臂就唯一的确定后，同一排水量下的形状稳性臂就唯一的确定了，若能绘制不同排水量的确定了，若能绘制不同排水量的l=f( )曲线族，则可通过插值获得任意曲线族，则可通过

3、插值获得任意排水量时的形状稳性臂曲线，然后通过重量稳性臂修正排水量时的形状稳性臂曲线，然后通过重量稳性臂修正 l=ls-(zG-zS)sin 就就可获得任意装载状态的静稳性曲线。可获得任意装载状态的静稳性曲线。 变排水量法的目的就是计算变排水量法的目的就是计算形状稳性臂曲线族形状稳性臂曲线族。 当船具有大倾角横倾时，很难确定船舶的等体积倾斜水线。在变排水当船具有大倾角横倾时，很难确定船舶的等体积倾斜水线。在变排水量法中，首先确定一系列不同吃水量法中，首先确定一系列不同吃水Tk和横倾角和横倾角 j组合的水线，计算不同组组合的水线，计算不同组合状态时排水量合状态时排水量 (Tk, j)和和ls(T

4、k, j) ，然后通过插值获得任意排水量，然后通过插值获得任意排水量 i时的时的ls( i, )曲线曲线.2021-9-25基本步骤：基本步骤：绘乞氏横剖面；选择一系列正浮绘乞氏横剖面；选择一系列正浮水线和对应的旋转点；绕各自的旋转点确定水线和对应的旋转点；绕各自的旋转点确定横倾水线族；在乞氏横剖面上量取各站处的横倾水线族；在乞氏横剖面上量取各站处的入水和出水边长度；计算排水体积和形状稳入水和出水边长度；计算排水体积和形状稳性臂。利用稳性横截曲线获得指定排水量下性臂。利用稳性横截曲线获得指定排水量下的的ls( )曲线。曲线。2021-9-25稳性横截曲线稳性横截曲线计算计算4 45 5根水线下

5、的根水线下的 及及 ，绘成左图，再以，绘成左图，再以为横坐标，为横坐标， 为为纵坐标绘制稳性横截曲线，由它可求得任意排水量下的静稳性曲线。纵坐标绘制稳性横截曲线，由它可求得任意排水量下的静稳性曲线。slslsin)(KSKGlls2021-9-25形状稳性臂的计算形状稳性臂的计算将水线以下的体积分成三个部分：正浮时的体积、入水体积和出将水线以下的体积分成三个部分：正浮时的体积、入水体积和出水体积，正浮时的体积和形心通过静水力曲线图获得。入水体积和出水体积，正浮时的体积和形心通过静水力曲线图获得。入水体积和出水体积按扇形面积计算水体积按扇形面积计算.ca2a/3dydyy yc+2a/3cosy

6、 yT+2a/3siny yT2b/3cosyycT-2b/3siny ybzy入水体积入水体积出水体积出水体积2021-9-25入水部分和出水的体积计算入水部分和出水的体积计算2/2/02)(21LLindavyy2/2/02)(21LLoutdbvyy体积：体积：体积关于中体积关于中线面的矩：线面的矩：2/2/02)cos32()(21LLinxozacdaMyy2/2/02)cos32()(21LLoutxozbcdbMyy体积关于基体积关于基平面的矩：平面的矩：2/2/02)sin32()(21LLinxoyaTdaMyy2/2/02)sin32()(21LLoutxozbTdbMyy

7、2021-9-25排水体积和浮心的计算排水体积和浮心的计算 yyyyy02/2/022)0 ,(2)()()0 ,()0 ,(),(dNTdbadxTvvTTcLLoutin排水体积：排水体积： 2/2/222)()(LLcdxbaNyyy交换积分次序交换积分次序浮心：浮心：),(/,TMMTyoutxozinxozB yyyyyyyy002/2/0332/2/022cos)(cos32dIdNcdbadxcdbadxMMccLLLLoutxozinxoz 2/2/333)()(LLcdxbaIyyy),(/)0 ,()0 ,(,TMMTzTTzoutxoyinxoyBB yyyyy00sin

8、)(dIdNTMMccoutxoyinxoy2021-9-25静稳性臂静稳性臂 yyyyyyyyyyyyyyyyyyysin)0 ,(cos)(sin)0 ,(cos)0 ,(1sinsinsin)()0 ,()0 ,(coscos)()0 ,(1sincos00000000sBccBcsccBcccsBBzTzdIdNTzTcdNTzdIdNTTzTdIdNcdNTzzyl2021-9-254.3 4.3 大倾角稳性的等排水量算法大倾角稳性的等排水量算法 等排水量法需要确定不同横倾角时的等体积倾斜水线。在确定等体积等排水量法需要确定不同横倾角时的等体积倾斜水线。在确定等体积倾斜水线后，可根据

9、不同水线面的横倾惯性矩（旋转轴过漂心且平行倾斜水线后，可根据不同水线面的横倾惯性矩（旋转轴过漂心且平行于于x轴）计算静稳性曲线。轴）计算静稳性曲线。 yyyyyyyyysin)cos()(1sin)(1)(cos)(1)(00000gBTTBBTBzzdIldIzzdIy根据船体水下部分形状的不同，有两种计算方法。根据船体水下部分形状的不同，有两种计算方法。2021-9-251 1、第一法（、第一法（U U形剖面适用）：形剖面适用）： 船舶水上和水下体积相近，假定各倾斜水线都过正浮水线面和中纵剖面船舶水上和水下体积相近，假定各倾斜水线都过正浮水线面和中纵剖面的交线，计算的交线，计算 dxdba

10、vvLL2/2/02221)(21dxbaALLW2/2/)(由于由于 为小量，因而实际水线为小量，因而实际水线和假定水线相差不远，和假定水线相差不远， 为小量，为小量，可认为实际水线面面积不变，故有可认为实际水线面面积不变，故有WAvv2121vv 0 0 ，实际水线在假定水线之下，反之，实际水线在假定水线之。，实际水线在假定水线之下，反之，实际水线在假定水线之。yzWL0WL1WL2WL32021-9-252 2、第二法：、第二法： 很大，很大， 很大不能用第一法计算很大不能用第一法计算 21vv 假定假定 过漂心过漂心 ，计算，计算及及 的漂心的漂心 至至 的距离的距离由于由于 很小，很

11、小， 及及 也较小可用前述公式算出也较小可用前述公式算出 后，求得后，求得 。再过再过 作作 的假定水线的假定水线 ，并认为并认为 ，算出，算出 的的 ， 及及 ，找到，找到 及及 ，依此类推，其中，依此类推，其中 1100LWLWd11LW11LW21vv 0F0F1F1d21vv 1111LW1F22LWd21122LW21vv 2222LW2FdxdbavvLLd2/2/02221)(21d212021-9-25静稳性臂近似计算公式静稳性臂近似计算公式Prohaskas methodMSGMGZsinuprightRSBMMSCTBTKBCRS035. 02262. 18566. 0MR

12、SCTBC3526. 00315. 01859. 0CRS的回归公式：的回归公式：2021-9-25长方体船的静稳性臂长方体船的静稳性臂求长方体船方箱求长方体船方箱T=D/2时的时的形状稳性臂形状稳性臂(参考点取浮心参考点取浮心)。TD=2TB cy y该船任意角度的等体积倾斜水线该船任意角度的等体积倾斜水线都过正浮水线的漂心。任意角度都过正浮水线的漂心。任意角度y y时，时， yyc时，时，水线面入水边和水线面入水边和出水边长度都是出水边长度都是B/(2cosy y)，水线面惯性矩：水线面惯性矩： ccDLBLIyyyyy33sin12cos12cy 95% 95% 或或 5% 5% 时，时

13、，不计影响；不计影响； 3 3） 时可不予计时可不予计算算 03030ld03030lldd0300ldmin3001. 0M液舱大角稳性修正值的近似算法液舱大角稳性修正值的近似算法(按按50%装载量计算装载量计算)bhbhbhbhhbKKVbMMGZiniiddtan2cot112costan18costan)2tan1 (12sin122221M：自由面修正力矩：自由面修正力矩(t.m)V：液舱总容积：液舱总容积(m3)b：液舱最大宽度：液舱最大宽度(m) ：液体密度：液体密度(t/m3)d d：液舱方形系数：液舱方形系数=V/lbhl：液舱最大长度：液舱最大长度(m)h：液舱最大深度：液

14、舱最大深度(m)2021-9-254.6 4.6 静稳性曲线的特征静稳性曲线的特征1 1）原点处的斜率为）原点处的斜率为初稳心高初稳心高00000GMKGKBMBddl 2 2）倾覆力矩曲线与静稳性曲线有两个交点，）倾覆力矩曲线与静稳性曲线有两个交点，第一第一交点交点A A为稳定平衡点，为稳定平衡点，第二交点第二交点C C为不稳定平衡点为不稳定平衡点； 3 3）甲板）甲板边缘入水角边缘入水角和静稳性曲线的和静稳性曲线的拐点拐点E E对应；对应； 4 4）静稳性曲线具有）静稳性曲线具有极大值极大值l lmaxmax，对应的横倾角为对应的横倾角为 maxmax 5 5）静稳性曲线和横坐标轴的第二交

15、点对应的横倾）静稳性曲线和横坐标轴的第二交点对应的横倾角称为角称为稳性消失角稳性消失角 v v，两个交点剑的距离也称为，两个交点剑的距离也称为稳稳距距 6 6）静稳性曲线下的面积等于回复力矩所作的功）静稳性曲线下的面积等于回复力矩所作的功（系统的位能）（系统的位能） 0dMTR2021-9-257 7）典型的静稳性曲线）典型的静稳性曲线内河船内河船海船海船破损船舶破损船舶2021-9-254.7 4.7 动稳性动稳性一、基本概念一、基本概念 前面已讨论了船舶的静稳性。实际上船舶常受到突然作用的外力矩，而以前面已讨论了船舶的静稳性。实际上船舶常受到突然作用的外力矩，而以一定的角速度迅速倾斜。一定

16、的角速度迅速倾斜。船舶受静力和动力作用的情况与上述情况类似船舶受静力和动力作用的情况与上述情况类似当船舶受动力作用时：当船舶受动力作用时：1 1） ， ，船舶在船舶在M MH H作用下作用下加速倾斜；加速倾斜；10RHMM2 2） ， ，船舶在，船舶在 M MR R 作用下作用下减速倾斜，直到角速度为零，船舶停止倾斜。减速倾斜，直到角速度为零，船舶停止倾斜。d1RHMM=7=7远海远海82982990590597697610401040109910991145114511851185121912191249124912761276130213021324132413471347近海近海4484

17、48493493536536574574603603628628647647667667683683698698711711724724736736沿海、遮蔽沿海、遮蔽228228248248268268284284301301314314326326336336343343350350357357363363368368非国际航区风压计算表（非国际航区风压计算表（CCS）2021-9-254.10.2 4.10.2 横摇角计算横摇角计算 IMO规定的横摇角计算方法：规定的横摇角计算方法：SXKXA21109100A100ABKBK/LB/LB0.00 0.00 1.00 1.00 1.50

18、1.50 2.00 2.00 2.50 2.50 3.00 3.00 3.50 3.50 =4=4尖舭尖舭K K1.00 1.00 0.98 0.98 0.95 0.95 0.88 0.88 0.79 0.79 0.74 0.74 0.72 0.72 0.70 0.70 0.70 0.70 K与舭龙骨面积与舭龙骨面积ABK有关：有关：X1与与B/T有关有关B/TB/T=2.4=3.5=3.5X1X11.00 1.00 0.98 0.98 0.96 0.96 0.65 0.65 0.93 0.93 0.91 0.91 0.90 0.90 0.88 0.88 0.86 0.86 0.84 0.84

19、 0.82 0.82 0.80 0.80 X2与方形系数有关与方形系数有关CBCB=0.45=0.7=0.7x2x20.750.750.820.820.890.890.950.950.970.971 1S按横摇周期计算按横摇周期计算T T (s)(s) =6=20=20S S0.110.110.0980.0980.930.930.0650.0650.0530.0530.0440.0440.0380.0380.0350.03502GMCBT 100043. 0023. 0373. 0WLMLTBCmTOG06. 073. 0OG:重心至水面的距离重心至水面的距离2021-9-254.10.3 4

20、.10.3 稳性衡准稳性衡准IMO规定的通用稳性衡准规定的通用稳性衡准 =30 时，时，ld1=0.055m.rad =min(40 , E)时时,ld2=0.09m.radld2-ld1=0.09m.rad =30 处的最大横稳性臂处的最大横稳性臂lmax=0.2m max30 (推荐推荐), max25 (必须必须)GM=0.15m（经自由液面修正）（经自由液面修正）1.突风和横摇衡准（气象衡准）突风和横摇衡准（气象衡准）K=12021-9-254.10.4 4.10.4 临界初稳心高曲线临界初稳心高曲线临界初稳心高临界初稳心高：各种装载状态下能满足稳性衡准的最小初稳心高。各种装载状态下能

21、满足稳性衡准的最小初稳心高。极限重心高度极限重心高度：为了满足稳性衡准的要求，船舶恰好能满足稳性要求时的高度称为了满足稳性衡准的要求，船舶恰好能满足稳性要求时的高度称为极限重心高度，船舶营运时，重心高度不得超过此极限。为极限重心高度，船舶营运时，重心高度不得超过此极限。2021-9-254.10.5 4.10.5 完整稳性校核完整稳性校核完整稳完整稳性校核性校核初稳性初稳性校核校核大倾角稳大倾角稳性校核性校核重量重心计算重量重心计算纵倾计算纵倾计算初稳心高计算初稳心高计算(包含包含自由液面修正自由液面修正)风倾力矩计算风倾力矩计算静稳性臂曲线计算静稳性臂曲线计算（含自由液面修正）（含自由液面修

22、正）稳性衡准校核稳性衡准校核2021-9-255 5 海洋平台的稳性海洋平台的稳性niiv1niiiBniiiBniiiBvzzvyyvxx111111排水体积排水体积浮心位置浮心位置 海洋平台一般有规则形体组成，排水体积和静稳性曲线的计算海洋平台一般有规则形体组成，排水体积和静稳性曲线的计算相对简单比较简单。但是由于平台长宽比较小，需对多个倾斜方向相对简单比较简单。但是由于平台长宽比较小，需对多个倾斜方向进行稳性校核。进行稳性校核。niiWiFFniiWiFFAyyAxx1111niiWWAA1水线面面积水线面面积漂心位置漂心位置稳心半径稳心半径21221211FWniFiwyLFWniFi

23、wxxAxAiBMyAyAiBMiisincossincosGBGBheelGBGBtrimzzyylzzxxl静稳性臂静稳性臂2021-9-255.1 5.1 平台风载荷计算平台风载荷计算设计风速：设计风速：对无限作业区域的平台，其最小设计风速应为：对无限作业区域的平台，其最小设计风速应为：（1 1） 自存工况：自存工况：51.5m/s51.5m/s（100kn100kn）；）；（2 2） 正常作业工况：正常作业工况：36m/s36m/s（7Okn7Okn）。）。 对具有营运限制附加标志的平台，其正常作业工况的风速可适当减对具有营运限制附加标志的平台，其正常作业工况的风速可适当减小，但应不小

24、于小，但应不小于25.8m/s25.8m/s（50kn50kn）。）。风压计算风压计算： P P = 0.613= 0.6131010-3-3V V 2 2 kPa kPa V V为设计风速为设计风速m/sm/s风载荷计算：风载荷计算： 构件的风载荷计算公式构件的风载荷计算公式 F = ChCsSP kN ChCh：高度系数，和构件形心高度有关：高度系数，和构件形心高度有关. . CsCs：受风构件形状系数，和构件截面形状有关：受风构件形状系数，和构件截面形状有关. . S S：迎风面积（：迎风面积（m m2 2）. . P P：风压（：风压（kPakPa）. .2021-9-255.2 5.

25、2 平台稳性衡准（平台稳性衡准（CCSCCS） 平台在各种作业工况下的完整稳性均应平台在各种作业工况下的完整稳性均应符合以下衡准：符合以下衡准：（1） 对水面式和自升式平台，至第二交点对水面式和自升式平台，至第二交点或进水角处的复原力矩曲线下的面积，或进水角处的复原力矩曲线下的面积， 取取其中的较小者，至少应比至同一限定角处风其中的较小者，至少应比至同一限定角处风倾力矩曲线下面积大倾力矩曲线下面积大40%；（2） 对柱稳式平台，至第二交点或进水角对柱稳式平台，至第二交点或进水角处的复原力矩曲线下的面积中的，处的复原力矩曲线下的面积中的， 取其较取其较小者，至少应比至同一限定角处风倾力矩曲小者，

26、至少应比至同一限定角处风倾力矩曲线下面积大线下面积大30%；（3） 对坐底式平台，至第二交点或进水角对坐底式平台，至第二交点或进水角处的复原力矩曲线下的面积，取其中的较小处的复原力矩曲线下的面积，取其中的较小者，至少应比至同一限定角处风倾力矩曲线者，至少应比至同一限定角处风倾力矩曲线下面积大下面积大40%；（4） 复原力矩曲线，从正浮至第二交点的复原力矩曲线，从正浮至第二交点的所有角度范围内，均应为正值。且在所有漂所有角度范围内，均应为正值。且在所有漂浮作业工况的整个吃水范围内，浮作业工况的整个吃水范围内， 经自由液经自由液面修正后的初稳性高度应不小于面修正后的初稳性高度应不小于0.15m。2

27、021-9-256 6 抗沉性和破舱稳性抗沉性和破舱稳性n抗沉性：抗沉性：船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力。性和稳性的能力。 抗沉性通过用水密舱壁将船体分隔成适当数量的水密舱抗沉性通过用水密舱壁将船体分隔成适当数量的水密舱段来保证的。段来保证的。n抗沉性问题包括抗沉性问题包括：1）船舶在一舱或数舱进水后浮态和稳性的计算。）船舶在一舱或数舱进水后浮态和稳性的计算。2）从保证抗沉性出发，计算分舱的极限长度，即）从保证抗沉性出发，计算分舱的极限长度，即 可浸长可浸长度度的计算的计算2021-9-256.1 6.1 进水舱的分类及渗透率进水

28、舱的分类及渗透率一、进水舱的分类一、进水舱的分类根据进水情况将船舱分为三类根据进水情况将船舱分为三类: :第一类舱第一类舱：舱顶在水线下，破损后水灌满整个舱室，但舱顶未破，因而无自由液舱顶在水线下，破损后水灌满整个舱室，但舱顶未破，因而无自由液面；面；第二类舱第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的水不相联通，存在自由液面；进水舱未被灌满，舱内的水与船外的水不相联通，存在自由液面；第三类舱第三类舱：舱顶在水线以上，舱内的水与船外的水相通，舱内水面与船外水保持舱顶在水线以上，舱内的水与船外的水相通，舱内水面与船外水保持在同一水平面。在同一水平面。二、计算抗沉性的两种基本方法二、计算抗沉性的两种

29、基本方法 若进水量如小于若进水量如小于 10101515，则可应用初稳性有关公式计算船舱进水后，则可应用初稳性有关公式计算船舱进水后的浮态和稳性。有两种处理方法：的浮态和稳性。有两种处理方法： 1 1、增加重量法、增加重量法：把破舱后进入船内的水看成是增加的液体载荷；把破舱后进入船内的水看成是增加的液体载荷； 2 2、损失浮力法、损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船的，即该部分浮力把破舱后的进水区域看成是不属于船的，即该部分浮力已损失，并由增加吃水来补偿。已损失，并由增加吃水来补偿。 这两种方法的计算所得的最后结果完全一致，但算出的稳心高不同。这两种方法的计算所得的最后结果完全一致，但

30、算出的稳心高不同。2021-9-25三、渗透率三、渗透率 vvv1aaa1 由于舱壁结构、货物、舱内舾装占据了一定的空间，破损舱由于舱壁结构、货物、舱内舾装占据了一定的空间，破损舱室的实际体积要小于根据舱室型体积，两者的比值称为室的实际体积要小于根据舱室型体积，两者的比值称为体积渗透体积渗透率。率。实际进水面积和空舱面积之比称为实际进水面积和空舱面积之比称为面积渗透率。面积渗透率。体积渗透率体积渗透率面积渗透率面积渗透率为了计算方面，规范规定舱室的各种渗透率取同一值。为了计算方面，规范规定舱室的各种渗透率取同一值。舱室名称舱室名称渗透率渗透率起居舱起居舱0.95机舱和设备舱机舱和设备舱0.85

31、货仓货仓0.60重货舱重货舱0.80液舱液舱0或或0.95空舱空舱0.98舱室渗透率一览表舱室渗透率一览表2021-9-256.2 6.2 舱室进水后船舶浮态及稳性的计算舱室进水后船舶浮态及稳性的计算一、第一类舱室一、第一类舱室可用增加重量法或损失浮力法进行计算可用增加重量法或损失浮力法进行计算. .进水前船舶各参数为：进水前船舶各参数为：破损后的进水量为破损后的进水量为 p= =vw ，体积形心在，体积形心在 c(x,y,z)c(x,y,z)处处,FWLAFxAGMGMTTWwApT d21)(11GMzTTppGMMGdLLGMpMG11增加重量法增加重量法损失浮力法损失浮力法1）平均吃水

32、的增量平均吃水的增量：1）平均吃水的增量：）平均吃水的增量：WAvT d增加小量载荷后的初稳性高增加小量载荷后的初稳性高浮心高度变化：浮心高度变化：)2(zTTvzBdd新的初稳心高新的初稳心高2111zTTvGMMGdGML近似不变近似不变2021-9-2511)(tanMGppy11)()(tanLFMGpxxp4 4）横倾角：）横倾角：5 5）纵倾角：）纵倾角：6）首尾吃水增量：）首尾吃水增量：1111)()(2)()(2LFFALFFFMGpxxpxLTMGpxxpxLTdd7）船舶新的首尾吃水：）船舶新的首尾吃水：AAAFFFTTTTTTTTdddd增加重量法增加重量法损失浮力法损失

33、浮力法11)0(tanMGywv11)(tanLFMGxxwv4 4）横倾角：）横倾角：5 5）纵倾角：）纵倾角：6）首尾吃水增量：）首尾吃水增量：1111)(2)(2LFFALFFFMGxxvxLTMGxxvxLTdd7）船舶新的首尾吃水：）船舶新的首尾吃水：AAAFFFTTTTTTTTdddd2021-9-25二、第二类舱室二、第二类舱室 仍可用增加重量法或损失仍可用增加重量法或损失浮力法计算，但要考虑自由液浮力法计算，但要考虑自由液面的影响面的影响WwApT dpwiGMzTTppGMMGx21)(11dpwiGMpMGyLL111 1）平均吃水的增量：）平均吃水的增量：2 2）新的初稳

34、心高：）新的初稳心高： 3 3）新的纵稳心高：）新的纵稳心高：2021-9-256）首尾吃水增量：）首尾吃水增量：1111)()(2)()(2LFFALFFFMGpxxpxLTMGpxxpxLTdd7）船舶新的首尾吃水：）船舶新的首尾吃水：AAAFFFTTTTTTTTdddd11)(tanMGppy11)()(tanLFMGpxxp4 4）横倾角：）横倾角：5 5）纵倾角：）纵倾角：xizTTvGMMG2111dyLLiGMMG11若采用损失浮力法，排水量若采用损失浮力法，排水量取取 ，初稳心高和纵稳心高分，初稳心高和纵稳心高分别为：别为：2021-9-25三、第三类舱室三、第三类舱室 进水量

35、由最终的水线确定进水量由最终的水线确定, ,不宜用增加重量法不宜用增加重量法, ,宜用损失浮力法计算宜用损失浮力法计算, ,并并认为排水量及重心不变。认为排水量及重心不变。进水前船舶各参数为：进水前船舶各参数为：FWLAFxAGMGMTT,进水体积进水体积 v ，重心在，重心在 (x,y,z)处，进水面积处，进水面积 a ，形心在，形心在(xa,ya) 处处, ,进水后损失了浮力进水后损失了浮力 wv ，需增加吃水来补偿。，需增加吃水来补偿。1 1）平均吃水的增量：）平均吃水的增量：aAvTWd2021-9-252 2）剩余水线面面积）剩余水线面面积（AW-a）的漂心的漂心 F F： 3 3）

36、(AW-a) 对过对过 F F轴的惯性矩轴的惯性矩 ：aAayyaAaxxAxWaFWaFWF2222)()()()(FFWFayLLaWaxTTxxaAxxaiIIyaAayiII4 4）浮心位置的变化）浮心位置的变化 浮力浮力 wv 由由)21,(),(TTyxzyxFFd21/ )(/ )(zTTvzyyvyxxvxBFBFBdddd2021-9-255 5）纵、横稳心半径的变化）纵、横稳心半径的变化LLLTTIIBMIIBMdd6 6）纵、横稳心高的变化）纵、横稳心高的变化BLLBzBMGMzBMGMdddddd7 7）新的稳心高：）新的稳心高：LLLGMGMGMGMGMGMdd118

37、 8）横倾角：）横倾角：1)(tanGMyyvF2021-9-259 9）纵倾角：）纵倾角：1)(tanLFGMxxv10）首尾吃水增量：）首尾吃水增量：ddtan2tan2FAFFxLTxLT11）船舶新的首尾吃水：）船舶新的首尾吃水：AAAFFFTTTTTTTTdddd2021-9-25四、一组舱室进水的情况四、一组舱室进水的情况先转化为等值舱，再进行计算。先转化为等值舱，再进行计算。1）等值舱的进水体积）等值舱的进水体积ivv2）等值舱的重心位置：）等值舱的重心位置：iiiiiiiiivzvzvyvyvxvx,3）损失的水线面积：）损失的水线面积：iaa4）等值舱损失的水线面积的形心位置

38、：）等值舱损失的水线面积的形心位置：iaiiaiaiiaayayaxax,5) 第二类舱计算自由液面，第三类舱计算水线面惯性矩损失，建第二类舱计算自由液面，第三类舱计算水线面惯性矩损失，建议采用损失浮力法。议采用损失浮力法。2021-9-256.2.2 6.2.2 舱室大量进水时计算方法舱室大量进水时计算方法舱室进水量很大时，可采用静水力曲线图和舱容曲线进行计算。进水情舱室进水量很大时，可采用静水力曲线图和舱容曲线进行计算。进水情况如下表：况如下表：舱室类型舱室类型进水体积进水体积形心形心液面惯性矩液面惯性矩液面面积、液面面积、形心形心第一类舱第一类舱V1(x1,y1,z1)-第二类舱第二类舱

39、V2(x2,y2,z2)ix2，iy2a2,xf2,yf2第三类舱第三类舱V3(T)(x3,y3,z3)ix3，iy3a3,xf3,yf3 正浮状态时，等值舱的进水体积为正浮状态时，等值舱的进水体积为 v=v1+v2+v3(T)，v3(T)可根据舱容曲线获得。利用可根据舱容曲线获得。利用(T)曲线可获得进水后的平均吃水曲线可获得进水后的平均吃水T1。根据静水力曲线图还可获得进水后完整船体的根据静水力曲线图还可获得进水后完整船体的 ，MTC，BM，zB，xB，xF，AW。2021-9-25 0v1+v2v3(T)zbMTCBMxbxf AW2021-9-25采用损失浮力法计算采用损失浮力法计算0

40、31kkkBRyvy)(3TaAAWWR333aAyayWfFR031kkkBBRxvxx031kkkBBRzvzz破损船体的浮心：破损船体的浮心：破损船体的水线面面积：破损船体的水线面面积：破损后水线面漂心：破损后水线面漂心：333aAxaxAxWfFWFR310kkv2021-9-25222333)(xfRWRfxTRiyAyaiBMI222333)(yFfRWRFfyLLRixxAxxaiBMILixxAxxaiwMTCMTCyFFRWRFfyR100)(222333考虑自由液面修正后的破损水线面惯性矩和稳心半径考虑自由液面修正后的破损水线面惯性矩和稳心半径横倾惯性矩横倾惯性矩纵倾惯性矩

41、纵倾惯性矩横稳心半径横稳心半径每厘米纵倾力矩每厘米纵倾力矩02223330)(xfRWRfxRiyAyaiBMBM2021-9-25GRBRRzBMzGMRBRGMTCxxt)(0LtxLTTFRF2RBRGMytan初稳心高初稳心高纵倾值纵倾值横倾角横倾角首尾吃水首尾吃水zG不变不变LtxLTTFRA22021-9-256.3 6.3 可浸长度的计算可浸长度的计算 规范规范规定：船舶在破损后应有规定：船舶在破损后应有76mm 的干舷。故甲板边线的干舷。故甲板边线以下以下76mm处的一条曲线称为处的一条曲线称为安全限界线安全限界线，其上各点的切线表示所，其上各点的切线表示所允许的最高破舱水线允

42、许的最高破舱水线极限破舱水线极限破舱水线。 为使水线不超过安全限界线，需限制舱长。船舶的最大许可长度为使水线不超过安全限界线，需限制舱长。船舶的最大许可长度称为称为可浸长度可浸长度，它表示进水后船舶的破舱水线恰与安全限界线相切。，它表示进水后船舶的破舱水线恰与安全限界线相切。2021-9-25一、基本原理一、基本原理iv1iiviiBBxvxx1iivMMx)(1如图，上两式中各量可根据邦如图，上两式中各量可根据邦戎曲线图，用数值积分法求得，戎曲线图，用数值积分法求得，这样，可浸长度的计算转化为这样，可浸长度的计算转化为由由 和和 求船舱的长度和求船舱的长度和位置的问题。位置的问题。ivix二

43、、可浸长度曲线的计算二、可浸长度曲线的计算1、绘制极限破舱水线；、绘制极限破舱水线；2、计算、计算 及及 ，绘，绘 曲线；曲线；ivixiixv 2021-9-253、计算可浸长度；、计算可浸长度； 在横剖面面积曲线上在横剖面面积曲线上 x 处截取处截取CDvi,并使并使则则A，B间的水平距离为可浸长度，其中间的水平距离为可浸长度，其中点至船中的距离为该舱的位置。点至船中的距离为该舱的位置。BODAOCSS2021-9-254、绘制可浸长度曲线、绘制可浸长度曲线2021-9-256.4 6.4 分舱因数及许用舱长分舱因数及许用舱长规范规范规定，由分舱因数规定，由分舱因数 F 决定许用舱长决定许

44、用舱长Fl分舱因数许用舱长可浸长度 分舱因数分舱因数 F不同反映了各类船对抗沉性的不同要求不同反映了各类船对抗沉性的不同要求:F=1.0时，许用舱长为时，许用舱长为l ，船在一舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；，船在一舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；F=0.5时，许用舱长为时，许用舱长为l2 ，船在两舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；，船在两舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；F=0.33时，许用舱长为时，许用舱长为l3 ，船在三舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；，船在三舱破损后恰浮于破舱水线而不沉没；一舱制船，一舱制船，0.5F 1.0二舱制船，二舱制船，0.33F 0.5三舱制船，三舱制船，0.25

45、0.05m 进水中间阶段要求：进水中间阶段要求：GZmax0.05m,最小正稳性范围不小于最小正稳性范围不小于7 平衡水线：平衡水线：不超过安全限界线不超过安全限界线 2021-9-256.6 破舱稳性校核破舱稳性校核n破舱稳性校核的原始数据破舱稳性校核的原始数据（1）船舶要素和型值）船舶要素和型值（2） 船舶分舱数据表船舶分舱数据表（3）开口进水点坐标）开口进水点坐标（4）计算破舱稳性的初始点坐标）计算破舱稳性的初始点坐标（5）破损部位数据）破损部位数据2021-9-256.7 SOLAS90对客船的分舱和破舱稳性要求对客船的分舱和破舱稳性要求（确定性方法）（确定性方法）n可浸长度可浸长度（

46、1）渗透率的计算）渗透率的计算 整个船长分成机舱，机舱前，机舱后三段分别计算渗透率。整个船长分成机舱，机舱前，机舱后三段分别计算渗透率。MMMMVca1085%aM：限界线以下机舱处所范围为乘客处所的容积限界线以下机舱处所范围为乘客处所的容积CM：限界线以下机舱处所范围专供货物、煤或物料储藏用的甲板间处所：限界线以下机舱处所范围专供货物、煤或物料储藏用的甲板间处所的容积。的容积。VM：机舱处总容积：机舱处总容积机舱：机舱：机舱前：机舱前：FFFVa3565%AAAVa3565%机舱后：机舱后：aF，aA：对应位置乘客处所的：对应位置乘客处所的容积。容积。VF,VA:对应位置的总容积对应位置的总

47、容积2021-9-25（2）可浸长度：）可浸长度： 船长中某一点的可浸长度，是以该点为中心的最大限度的船长，船长中某一点的可浸长度，是以该点为中心的最大限度的船长，在该船长范围内，按规定的渗透率计算浸水后的船舶水线不应超过限在该船长范围内，按规定的渗透率计算浸水后的船舶水线不应超过限界线。界线。2021-9-25n许用舱长：许用舱长：(1)业务衡准数：业务衡准数：P,取取max（P，2P1/3)（2）分舱因素）分舱因素18. 0423 .3018. 0602 .58LBLAL=131m79m=L131m0.5时，任一主舱浸水，若有台阶舱壁，则应考虑台阶舱壁破损时相邻时，任一主舱浸水，若有台阶舱

48、壁，则应考虑台阶舱壁破损时相邻两主舱浸水两主舱浸水n0.33F=0.5时，任意相邻两舱浸水时，任意相邻两舱浸水nF=0.33时，任意相邻三舱浸水时，任意相邻三舱浸水（2）按规定选取相应舱室的渗透率）按规定选取相应舱室的渗透率（3）按规定选取破损范围）按规定选取破损范围（4）满足残损能力的要求）满足残损能力的要求2021-9-25SOLAS92对货船的破舱稳性要求（概率法）对货船的破舱稳性要求（概率法） 概率法的基本要求：船舶达到的分舱指数不小于规范概率法的基本要求：船舶达到的分舱指数不小于规范要求的分舱指数。要求的分舱指数。（1）要求的分舱指数：）要求的分舱指数： R=（0.002+0.000

49、9LS）1/3 其中其中Ls为船舶的分舱长度。为船舶的分舱长度。 船舶分舱长度的定义船舶分舱长度的定义：船舶最深分舱载重线（夏季载重线）时，：船舶最深分舱载重线（夏季载重线）时，限制垂向浸水范围的甲板及其以下部分的最大水平投影长度。限制垂向浸水范围的甲板及其以下部分的最大水平投影长度。 限制垂向浸水范围自基线算起，限制垂向浸水范围自基线算起，mLTLLLTHslSssl2507 . 0250500/1056. 0max2021-9-252021-9-25(2)达到的分舱指数达到的分舱指数达到的分舱指数达到的分舱指数A： A=PiSi i:考虑的每一个舱或舱组考虑的每一个舱或舱组 Pi：考虑的舱或舱组的浸水概率（不考虑任何水平分割）：考虑的舱或舱组的浸水概率（不考虑任何水平分割） Si：考虑的舱或舱组浸水的生存概率（考虑水平分割的影响）：考虑的舱或舱组浸水的生存概率（考虑水平分割的影响）n 计算分舱指数时，船舶应假定为正浮或设计纵倾状态。计算分舱指数时，船舶应假定为正浮或设计纵倾状态。n 考虑破损情况时，只需考虑那些有助与增加指数考虑破损情况时，只需考虑那些有助与增加指数A值而使其大于或等于值而使其大于或等于R的的情况。情况。n在计算时可考虑船长范围内的单舱或多个相邻舱浸水的情况。在计算时可考虑船长范围内的单舱或多个相邻