船舶基本原理

船舶原理上海海事大学商船学院序论、船舶原理概述一、船舶原理根据船体的几何形状和船体建筑结构，以流体静力学、流体动力学和材料力学、结构力学为基础，研究船舶在不同条件下的浮性、稳性、抗沉性和阻力、推进、摇摆、操纵、船体强度等问题的一门学科。第一章船体形状

第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数一、主尺度的分类1、型尺度——型船体的尺度，用以船体设计和性能计算。型船体——船体外板内表面和甲板下表面所围成的体积。2、最大尺度——包括船体附件在内的从一端量到另一端的最大距离，作为船舶建造营运中考虑外界条件限制的依据。3、登记尺度——根据《国际船舶吨位丈量公约》的各项规定丈量确定的船体尺度，用以确定船舶的登记吨位。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数二、船舶的主尺度（Principaldimensions).1、船长（1）垂线间长（两柱间长）Lbp（Lengthbetweenperpendiculars）。首垂线——通过首柱前缘和设计水线面的交点，并垂直于设计水线面的铅垂线。尾垂线——通过艉柱后缘和设计水线面的交点，并垂直于设计水线面的铅垂线。若无尾柱，以上舵杆中心线为尾垂线。

垂线间长Lbp——首垂线与尾垂线之间的水平距离。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数1、船长（2）总长LOA——船首前端量到船尾后端的水平距离，但不包括船壳板厚度及其他突出附体。（3）最大长度Lmax——船首前端量到船尾后端的水平距离，包括船壳板厚度及其他突出附体。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数1、船长（4）设计水线面长度LWL——设计水线面前后两端之间的距离。（5）登记长度LR——量自龙骨板上缘的最小型深的85％处的水线长度的96％，或沿该水线面从首柱前缘量到上舵杆中心线的长度，两者取较大者。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数2、船宽（1）最大船宽Bmax——包括外板和永久性突出物在内的船舶最大宽度。（2）型宽（Mouldedbreadth）B——设计水线面的最大宽度，不包括外板及其他突出物。（3）登记宽度BR——船舶的最大宽度处的宽度，包括两舷外板，但不包括固定突出物。

第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数3、船深（Depth）

（1）最大高度（AirDraft）Dmax——从空载水线面量到船舶最高固定点的垂直距离。（2）型深（MouldedDepth）D——从中横剖面处的船舶基线量到上甲板边缘下缘的垂直距离。（3）登记深度（RegisterDepth）DR——在中纵剖面的登记长度的中点处，从上甲板龙骨上缘量到内龙骨顶板上缘的垂直距离。若是双层底船，则从上甲板横梁上缘量到内底板上缘的垂直距离。内底板铺有木板时，量到木板上缘的垂直距离。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数4、吃水（Draft）吃水——船底至有关水线面之间的垂直距离。（1）型吃水dm——从龙骨板上缘量到有关水线面之间的垂直距离。（2）实际吃水d——从龙骨板下缘量到有关水线面之间的垂直距离。（3）设计吃水（夏季满载吃水）ds——船舶装载设计要求的载荷重量时，在正浮的情况下，中横剖面处从船底基线量到设计（夏季满载）水线面的垂直距离。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数三、主尺度比1、长宽比L/B——船舶垂线间长与型宽的比值（与快速性、航向稳定性、回转性有关）。2、长深比L/D——船舶垂线间长与型深的比值（与纵向强度有关）。3、型深吃水比D/d——船舶型深与设计吃水或夏季满载吃水的比值（与大倾角稳性、抗沉性、纵向强度和船舶容积性能有关）。4、型宽吃水比B/d——船舶型宽与设计吃水或夏季满载吃水的比值（与初稳性、快速性和航向稳定性有关）。5、船长吃水比L/d——船舶船舶垂线间长与设计吃水或夏季满载吃水的比值（与快速性和航向稳定性有关）。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数四、船型系数1、设计水线面系数（Waterplanecoefficent）Cw——船舶设计水线面面积Aw与该水线面的长度与宽度的乘积之比。

杂货船：Cw=0.8～0.9客船、集装箱船：Cw＝0.7第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数四、船型系数2、中横剖面系数（Midsectionplanecoefficent）Cm——船舶设计水线面以下的中横剖面面积Am与型宽与设计吃水的乘积之比。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数四、船型系数3、方型系数（BlockCoefficient）CB——船体在设计水线或夏季满载水线下的型排水体积Vm,与垂线间长Lbp,型宽B、设计吃水或夏季满载吃水d三者的乘积的比值。

杂货船：CB=0.68～0.80客船、集装箱船：CB＝0.5～0.7第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数四、船型系数4、（纵向）棱形系数（Prismaticcoefficient）Cp——设计水线或夏季满载水线以下的型排水体积Vm与船体中横剖面在相同水线下的面积Am、垂线间长Lbp两者的乘积的比值。第一节船舶主尺度、主尺度比和船型系数四、船型系数5、（垂向）棱形系数（VerticalPrismaticcoefficient）Cpv——设计水线或夏季满载水线以下的型排水体积Vm与相应的水线面面积Aw、型吃水d两者的乘积的比值。第一章船体几何形状第二节船体型线图

一、型船体

钢质船舶的主甲板下表面与船壳板内表面所围成的体积。二、三个基本平面1、基平面(Baseplan)——过船舶龙骨线与型线图中站面的交点，并与设计水线面平行的平面。2、中线面（Centrallongitudinalplan）——沿船舶首尾方向设置，并与基平面垂直的平面。3、中站面（Midstationplan）——位于船舶垂线间长或设计水线面长的中点，并垂直与基平面和中线面的平面。第二节船体型线图三、基线和坐标系纵向基线和X坐标纵向基线——基平面和中线面的交线X坐标轴——沿纵向基线设置，正方向指向船首，原点在中站面上横向基线和Y坐标横向基线——中站面和基平面的交线Y坐标轴——沿横向基线设置，正方向指向右舷，原点在中线面上Z坐标——沿中线面和中站面的交线设置，正方向指向上方，原点在基平面上XoYZ第二节船体型线图四、三个基本剖面1、中纵剖面——中线面切割型船体所得到的剖面。2、中横剖面——中站面切割型船体所得到的剖面。3、设计水线面——距基平面的垂直高度为设计吃水，并与基平面平行的平面切割型船体所得到的剖面。第二节船体型线图五、三组辅助剖面。1、水线面——与基平面相平行的辅助平面切割型船体所得到的剖面。2、纵剖面——与中线面相平行的辅助平面切割型船体所得到的剖面。3、横剖面——与中站面相平行的辅助平面切割型船体所得到的剖面。第二节船体型线图七、船体型线图船体半宽水线图、纵剖线图、横剖线图的组合，构成了船体型线图，用以完整、准确地表示船体的几何形状。第二节船体型线图八、型值表第三节船体近似计算一、船体静水力计算的基本内容1、面积计算1）水线面面积Aw：2）水线下的横剖面面积Am：第三节船体近似计算一、船体静水力计算的基本内容2、面积静矩计算1）水线面面积静矩（对船中）2）水线以下横剖面面积静矩（对基线）第三节船体近似计算一、船体静水力计算的基本内容3、求型排水体积WL第三节船体近似计算一、船体静水力计算的基本内容2、求体积静矩WL第三节船体近似计算二、近似计算的主要方法1、梯形法xyohhhhhhy0y1y2y3y4y5y6第三节船体近似计算二、近似计算的主要方法2、辛浦生第一法xyo设：Y=a0+a1x+a2x2hhy0y1y2xyo第三节船体近似计算二、近似计算的主要方法2、辛浦生第一法hhhhhhy0y1y2y3y4y5y6第三节船体近似计算三、算例第二章浮性第一节、浮性概述一、浮性的概念浮性——船舶在装载一定载荷情况下仍能浮于水面一定位置的能力二、船舶平衡条件1、重力和浮力大小相等，方向相反。2、重心和浮心处在同一条铅垂线上。（1）重心（G）——船舶所受全部重力的作用中心，其位置由空船重量以及各部分装载重量的大小及其位置决定。（2）浮心（B）——船体所受浮力的作用中心，其位置由水线面以下船体形状决定。WL浮心Ｂ重心Ｇ1、Ｐ＝ρ•ｈ２、与外表面垂直第一节、浮性概述三、船舶浮态1、浮态的概念浮态——船舶在静水中处于自由漂浮状态时与水面的相对位置关系2、浮态的分类及表达1）正浮（Onevenkeel）——船舶基平面与水线面相互平行漂浮状态正浮时的浮态用吃水d表示吃水d——船底至水线面的垂直距离第一节、浮性概述三、船舶浮态2、浮态的分类及表达2）横倾（List，Heel）——船舶的纵向基线与水线面平行，而横向基线与水线面成一夹角时的漂浮状态。横倾时浮态的表示（1）平均吃水dm（m）（2）横倾角θ（°）横倾角θ——横向基线与水线面之间的夹角，右倾为正，左倾为负。产生横倾的原因——船上重量左右不对称。θdm第一节浮性概述三、船舶浮态2、浮态的分类及表达3）纵倾（Trim）——船舶的横向基线与水线面平行，而纵向基线与水线面成一夹角时的漂浮状态纵倾时浮态的表示（1）平均吃水dm（m）（2）纵倾角ψ（°）纵倾角ψ——纵向基线与水线面之间的夹角，首倾为正，尾倾为负。产生纵倾的原因——船上重量前后分布不合理。dmφ

第二节船舶重量一、船舶重量的组成空船排水量ΔL满载排水量Δs（空船重量WL）（船舶总重量W）

净载重量NDW总载重量DWS航次储备量G船舶常数C第二节船舶重量一、船舶重量的组成1、排水量（Displacement）Δ 排水量——船舶自由漂浮于静水面时所排开水的重量。 1）排水量的分类（1）满载排水量ΔT、ΔS、ΔW——船舶吃水位于某规定载重线时的排水量。（2）空船排水量ΔL——船舶装备齐全但无载重时的排水量（包括固定压载、冷凝器中的淡水和锅炉中的燃料）。（3）装载排水量Δ——吃水介于空载水线与满载水线之间任意水线下的排水量。第二节船舶重量一、船舶重量的组成1、排水量（Displacement）Δ 2）排水量的求取

（1）由浮性方程：ρ——舷外水密度 g/cm3（标准海水取１.０２５）V——实际排水体积 m3 Vm——型排水体积 m3 k——船壳系数 1.04～1.006

第二节船舶重量一、船舶重量的组成1、排水量（Displacement）Δ２）排水量的求取（2）计算船舶总重量

:Wi——组成船舶总重量的第i分项重量第二节船舶重量一、船舶重量的组成2、总载重量1）满载总载重量DWT、DWS、DWW——船舶吃水位于某规定载重线时的总载重量。2）装载总载重量DW——满载水线以下各吃水下的总载重量

第二节船舶重量一、船舶重量的组成3、航次储备量ΣG

航次储备量ΣG——具体航次中需要消耗或必须储备的那部分载荷重量。（1）航次储备量的组成：固定储备量ΣG1=Gc.e+Gp+Gs.t（船员、行李、粮食、备品）ΣG

可变储备量ΣG2=Gd.f+Glo+Gfw（燃油、柴油、滑油、淡水）第二节船舶重量一、船舶重量的组成4、船舶常数（Canstant）C1）船舶常数的概念船舶常数C——船舶营运中的空船重量与出厂时的空船重量的差值。

2）船舶常数产生的原因1）未及时清除各类生产与生活垃圾2）船舶经改装或修理后结构和设备重量增加或减少。3）水线以下船体附着了大量海生物。第二节船舶重量一、船舶重量的组成5、实际载货量ΣQ:

6、航次净载重量（NetDeadweight）NDW

NDW——具体航次中实际载货量可能得到的最大值；

第二节船舶重量二、船舶重心坐标的计算：1、力矩合成原理空船重量航次储备货物重量船舶合重心G船舶总重量Δ式中： Xg、Yg、Zg：船舶合重心纵、横、垂向坐标（m）； Pi：组成船舶总重量的各分项重量（t）；

Δ：船舶排水量（t） Σ（Pi•Xi）,Σ（Pi•Yi）,Σ（Pi•Zi）:纵向、横向、垂向重量力矩（9.81kN.m）第二节船舶重量二、船舶重心坐标的计算2、载荷变动（装卸）后的船舶合重心计算设船舶初始排水量为Δ，合重心坐标为Xg、Yg、Zg第i项载荷变动重量为Pi（加在为+，减载为-），相应重心坐标为Xi，Yi，Zi则载荷变动（装卸）后的船舶合重心坐标为：G第二节船舶重量二、船舶重心坐标的计算3、平行力移动原理1）船舶合重心移动方向平行于载荷移动方向2）船舶合重心移动所产生的力矩等于载荷移动所产生的力矩G’l第二节船舶重量二、船舶重心坐标的计算3、平行力移动原理结论：设船舶合重心坐标初始值为Xg0，Yg0，Zg0，最终值为Xg1，Yg1，Zg1，第i次载荷移动重量为Pi，纵、横、垂向移动距离分别为xi，yi，zi，船舶排水量为，则：第三节浮性参数一、浮性参数的概念及作用浮性参数——表示船舶在静止正浮条件下所受浮力的大小、作用中心、变化率随平均吃水变化的函数1、水线面面积Aw第三节浮性参数一、浮性参数的概念及作用2、厘米吃水吨数TPCTPC（Metrictonspercentimeterimmersion）——船舶平均吃水每增加1厘米排水量的增量（t/cm）令δd=1cm=1/100mPP<10Δδd第三节浮性参数一、浮性参数的概念及作用2、厘米吃水吨数TPCTPC的用途：1）根据吃水的变化δd求载重量变化P：2）根据载重量变化P推算吃水变化δd：第三节浮性参数一、浮性参数的概念及作用3、漂心纵坐标曲线Xf漂心F——水线面面积的形心（静矩中心）特性1：少量载荷加装于漂心，吃水平均增加；特性2：载荷移动，漂心处的吃水不变；PP第三节浮性参数一、浮性参数的概念及作用3、型排水体积曲线（Volumeofmouldeddisplacement）Vm

4、实际排水体积（Volumeofdisplacement）V实际排水体积V＝k·Vm=f（d）k——船壳系数k=1.004～1.035、排水量（Displacement）Δ排水量Δ=ρ·V=f（d）WL第三节浮性参数5、浮心纵向坐标曲线Xb浮心B——船体所受浮力的作用中心WL第三节浮性参数6、浮心垂向坐标曲线Zb（Verticalcenterofbuoyancyabovebaseline）WL二、浮性参数在实际工作中的获取方法1、静水力曲线图第三节浮性参数30cmX400t/cm=1200t二、浮性参数在实际工作中的获取方法1、静水力曲线特点：（1）各曲线置于同一张曲线图中，采用相同的纵坐标，即平均型吃水；而所获得的横坐标须用不同的比例换算而成各自的数值。（2）多数曲线的横坐标原点为0，而Xb、Xf曲线的横坐标原点取为船中处。

二、浮性参数在实际工作中的获取方法二、载重表尺二、浮性参数在实际工作中的获取方法二、载重表尺特点：1、用表尺的形式给出了船舶各性能参数之间的关系，简单明了。2、引数为船舶平均实际吃水，可从船舶水尺标志直接读取，不必进行换算。3、给出了不同水域密度下的排水量、总载重量与实际平均吃水之间的关系，方便实用。二、浮性参数在实际工作中的获取方法载重表尺的用法示例二、浮性参数在实际工作中的获取方法三、船舶静水力参数表

R二、浮性参数在实际工作中的获取方法3、静水力性能参数表静水力性能参数表的特点特点：

用表格形式给出了平均型吃水与排水量、总载重量和各船舶性能参数之间的关系，方便实用，读数无误差。但须用线性内插法获得数据。第四节吃水与干舷

一、船舶的吃水1、平均吃水的概念定义（1）：平均实际（型）吃水是船舶在正浮时的实际（型）吃水。当船舶有纵倾时，平均实际（型）吃水是指从正浮水线与倾斜水线的交点沿垂直于基平面的方向量到龙骨板下（上）缘的距离。定义（2）：平均实际（型）吃水是指漂心处的实际（型）吃水。一、船舶的吃水2、平均吃水的计算

（1）不考虑船体有纵向变形时

a、当船体仅有纵倾时

2、平均吃水的计算b、当船体同时有纵倾和横倾时

（2）考虑船体的纵向变形时

一、船舶的吃水3、船舶实际吃水的读取利用水尺标志观测实际吃水二、平均吃水的变化1、少量载荷变动对平均吃水的影响其中：P——排水量的变化量（t），加载为正，减载为负。（P<10%Δ)TPC——厘米吃水吨数（t/cm）二、平均吃水的变化2、舷外水密度变化对船舶吃水的影响（1）较准确的计算方法

设舷外水密度由ρ１变化到ρ2：

而：根据TPC与Aw之间的关系，可得：即：ρ１ρ22、舷外水密度变化对船舶吃水的影响（2）使用淡水超额量的方法

在上式中，令ρ１＝1.025g/cm3,ρ2＝1.000g/cm3即得：

淡水超额量FWA（Freshwateradditional）——船舶从标准海水驶入标准淡水时，平均吃水的增量，用cm表示。

2、舷外水密度变化对船舶吃水的影响（3）简化计算

已知ρ１、ρ2，dm1，求dm2

设：则：2、舷外水密度变化对船舶吃水的影响（4）利用载重表尺确定舷外水密度变化对吃水的影响

第四节吃水与干舷三、储备浮力与干舷1、储备浮力（ReservedBuoyancy)——满载水线以上船舶主体部分水密空间所能提供的浮力。（一般为排水量的20％～50％）

2、干舷（Freeboard）——船中处从甲板线上缘向下量到有关载重线上缘的垂直距离。

δ——甲板边板的厚度（m）第五节载重线标志一、载重线标志（Loadlinemark）的组成1、远洋航线干货船及散装液体货船的载重线标志（1）甲板线（2）载重线圈及横线（3）各载重线第五节载重线标志二、各载重线的位置较T线高Δs/40TPC或1/48ds热带淡水载重线TF较S线高Δs/40TPC或1/48ds夏季淡水载重线F＋1/48ds热带载重线T基准线夏季载重线S-1/48ds冬季载重线W较W线低50mm（forL<100m）北大西洋冬季载重线WNA三、木材船的载重线标志木材船——甲板上装载木材且具有符合规定的系固系统的船舶三、木材船的载重线标志各木材载重线的位置（1）夏季木材载重线（LS）根据“规则”高与夏季载重线（S）（2）热带木材载重线（LT）高于夏季木材载重线（LS）夏季木材吃水的1/48（3）冬季木材载重线（LW）低于夏季木材载重线（LS）夏季木材吃水的1/36（4）冬季北大西洋木材载重线（LWNA）与北大西洋冬季载重线（WNA）同高（5）木材淡水载重线高于木材海水载重线四、客船的分舱载重线客船——载客12人以上C1——基本载客载重线C2——部分使用交替处所载客时的载重线C3——全部使用交替处所载客时的载重线五、非国际航行船的载重线标志特点：（1）载重线全下部涂没（2）使用汉语拼音标注（3）无冬季载重线和冬季北大西洋载重线（4）各载重线略高于远洋船第六节大倾角纵倾状态浮态的确定一、庞勤曲线Amd第六节大倾角纵倾状态浮态的确定二、费尔索夫曲线图谱dF0dAVm（m3）23468102346820003000400050006000700080009000Xb-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.0V=5300m3，Xb=-1.20m第三章保证船舶具有适度的稳性

第一节稳性的概述

一、船舶稳性的定义

稳性（Stability）——船舶受外力作用而发生倾斜，当外力消失以后，船舶所具有的回原来平衡位置的能力。第一节稳性的概述二、船舶稳性的分类1、按倾斜方向分（1）横稳性（Transversestability）——船舶在横倾力矩作用下所表现的稳性。（2）纵稳性（Longitudinalstability）——船舶在纵倾力矩作用下所表现的稳性。2、按外力矩的作用效果分（1）静稳性（Staticalstability）——假设船舶受外力矩作用只发生角位移，而不产生角加速度时的稳性。（2）动稳性（Dynamicalstability）——考虑到船舶受外力矩作用不仅产生角位移，而且产生角加速度时的稳性。二、船舶稳性的分类3、按倾斜角大小分（1）初稳性（Initalstability）——倾斜角小于15且干舷甲板边缘开始入水前的稳性。（2）大倾角稳性（Stabilityatlargeangleofinclination）——倾斜角大于15或干舷甲板边缘开始入水后的稳性。第二节初稳性

横稳心（Transversemetacentre）M船舶横向微幅倾斜后的浮力作用线与正浮时的浮力作用线的交点。

M第二节初稳性一、船舶的三种平衡状态1、重心G在稳心M之下，复原力矩与倾侧力矩反向，正浮时的船舶处于稳定平衡状态。MGMR第二节初稳性一、船舶的三种平衡状态2、重心G在稳心M之上，复原力矩与倾侧力矩同向，正浮时的船舶处于不稳定平衡状态MG-MR第二节初稳性一、船舶的三种平衡状态3、重心G在稳心M重合，复原力矩等于0，正浮时的船舶处于随遇稳定平衡状态。MGMR=0第二节初稳性二、船舶小倾角横倾的基本特征（初稳性的假设条件）

1、船舶横倾前后水线面的交线通过原水线面的漂心F2、浮心移动的轨迹是圆弧，圆心为定点M（横稳心），圆弧的半径为BM（横稳心半径）。

BG第二节初稳性三、初稳性的计算1、初稳性高度（Initicalstabilityhight）GM0

BMZθ第二节初稳性三、初稳性的计算三、初稳性的计算式中，KB——浮心距基线高度 （m） KG0——船舶合重心距基线高度 （m） KM——横稳心距基线高度 （m） BM——横稳心半径 （m） IX——水线面对纵向中心轴的面积惯性矩 （m4）

VM——型排水体积 （m3）横稳心半径BMB1B0θθ•y•dyyM出入水锲形体三、初稳性的计算初稳性高度的计算步骤1、根据船舶平均吃水求KM（因KM=KB+BM=f(x),可查有关船舶静水力性能参数资料）2、根据船舶装载状态计算确定KG0

式中，Pi——船舶各组成部分的重量（包括空船、货物、航次储备、船舶常数） （t） Zi——Pi相应的中心重心距基线高度 （m）ΣPiZi——垂向重量力矩（9.81kN.m）

四、货物合重心高度Z的确定方法

1、杂货船货舱内货物合重心高度的Z确定（1）估算法四、货物合重心高度Z的确定方法1、杂货船货舱内货物合重心高度的Z确定（2）取舱容中心作为舱内货物的合重心。

问题：有无误差？为什么允许该误差四、货物合重心高度Z的确定方法2、对于集装箱船，取集装箱高度的0.5(我国)或0.45（IMO）作为单个集装箱的重心高度。求取某一行位集装箱的合重心高度。以行位为集装箱的基本计算单位求取集装箱的合重心高度。3、对于干散货船和液体散货船，根据舱内货物的总体积利用舱容曲线图确定舱内货物的合重心高度，进而求取全船货物的合重心高度。四、货物合重心高度Z的确定方法舱容曲线的用法第二节初稳性五、其它载荷重心位置的确定。

1、固定储备量和船舶常数的重心位置根据船舶资料确定。2、燃油、淡水等可变储备量的重心位置可以根据船舶资料取相应液舱的舱容中心，也可根据相应液舱的舱容曲线图确定。

第二节初稳性六、载荷变动对船舶初稳性的影响

1、基本计算法

（1）求载荷变动后的排水量设船舶原排水量为Δ，原重心距基线高度为KG，则载荷变动后的排水量为

（2）根据载荷变动后的排水量Δ1查表确定新的横稳心距基线高度KM1.

（3）计算确定载荷变动后的船舶合重心高度KG1。

（4）计算载荷变动后的初稳性高度

六、载荷变动对船舶初稳性的影响2、少量载荷变动对船舶初稳性高度的影响（P<10%Δ）

假设δKM＝0，即KM不变，则

其中：P——加载重量（t）KG1——加载前船舶重心高度（m）ZP——加载载荷的重心高度（m）KG-Zp第二节初稳性七、自由液面对船舶初稳性的影响

1、船舶横倾时因液体横移而产生的自由液面倾侧力矩为

其中Mf.s——单个液舱的自由液面倾侧力矩（9.81KN.m）ρ——液体密度 （g/cm3）ix——液体表面对其本身中心轴的面积惯性距（m4）gm七、自由液面对船舶初稳性的影响2、自由液面惯性矩的计算（1）等腰梯形液舱（2）等腰三角形液舱（3）矩形液舱3、横向分舱可减少ix沿横向将液舱n等分，自由液面惯性矩可减少到原来的1/n2七、自由液面对船舶初稳性的影响3、自由液面对船舶初稳性高度的修正δGM的几个特点（1）与Δ呈反比（2）与存在自由液面的液舱个数有关（3）与ix呈正比，而ix与b2呈正比

（4）与舱内液体密度成正比第二节初稳性八、悬挂载荷对船舶初稳性的影响1、悬挂载荷的倾侧力矩2、悬挂载荷对船舶初稳性的影响l——悬挂长度（m）P——悬挂载荷重量（t）第二节初稳性九、船舶初稳性的检验

1、航行中的检验方法

（1）横摇周期——船舶横摇一个全摆程所需要的时间 （s）

（2）船舶横摇的几种形式a、强迫横摇——船舶受周期性的横浪冲击而产生的横摇，其周期等于横浪的周期。b、自由横摇——静水中的船舶受突发性的横向外力冲击而产生的摇摆。（3）船舶自由横摇周期的计算

（3）船舶自由横摇周期的计算

式中， f——根据B/d确定的系数 B——型宽 （m） KG——船舶合重心高度 （m） GM0——未经自由液面修正的初稳性高度 （m）（4）利用横摇周期检验船舶初稳性的注意事项 a、必须确认船舶处于自由横摇状态 b、正确理解船舶横摇周期的概念

九、船舶初稳性的检验2、停泊时的初稳性检验方法P——横向移动载荷的重量（t）y——横向移动载荷的距离（m）θ——因载荷横移而产生的船舶横倾角。Y.cosθ九、船舶初稳性的检验3、观察船舶的运动特征船舶稳性不足的特征是（1）船舶遇到较小的横风时，船身就发生显著的倾斜，且横摇缓慢，待风停后才缓缓恢复正浮。（2）船舶大舵角操舵时发生明显倾侧（3）船舶使用一侧油水舱时，船体很快倾向另一侧。（4）使用拖轮协助作业时，船体明显倾斜。（5）甲板上浪或舱内进水时，船舶出现一个永倾角。第三节大倾角稳性一、大倾角静稳性1、船体大倾角横倾的特征（1）倾斜前后水线面的交线不再通过原水线面的漂心；（2）浮心移动的轨迹不能假定为圆弧的一段，稳心半径不再为定值，横稳心点M随θ变化；（3）不能用GM值表示船舶的大倾角稳性。2、大倾角稳性的假设条件 （1）船舶处于静水中，水线面为一水平面； （2）船舶受外力矩作用，只发生倾斜，不产生角速度和角加速度MG一、大倾角静稳性3、表示船舶大倾角稳性的方法一、大倾角静稳性3、表示船舶大倾角稳性的方法表示船舶大倾角稳性的指标——复原力矩lf—形状稳性力臂 （m）lf（Vm,θ）,可从稳性交叉曲线上查得lg—重量稳性力臂 （m）lg=KG·Sinθl—静稳性力臂 （m）l=lf－lg

一、大倾角静稳性lf（Vm,θ）,可从稳性交叉曲线上查得一、大倾角静稳性4、静稳性曲线（1）静稳性曲线的计算与绘制一、大倾角静稳性4、静稳性曲线（2）大倾角倾斜过程θ020406080GZGB一、大倾角静稳性4、静稳性曲线（2）静稳性期限上的特征参数a、求船舶静倾角θsb、求船舶最大复原力矩MR.max或最大复原力臂lR.maxc、求极限静倾角θs.maxθs.max—最大复原力矩对应角。Mhθs1θs2θs.maxMh.max一、大倾角静稳性4、静稳性曲线（2）静稳性期限上的特征参数d、求初稳性高度GM当θ<15时 e、求稳性消失角θv f、求甲板浸水角θi

θi—曲线反曲点对应角57.3°GMθi4、静稳性曲线（3）影响静稳性曲线的因素

a、排水量—影响整条曲线的高度 b、重心位置I、重心垂向变化II、重心横向变化θ020406080GZG0G1sinθG0G1Conθ4、静稳性曲线（3）影响静稳性曲线的因素c、船体形状I、船宽

II、干舷二、大倾角动稳性1、静稳性和动稳性的主要区别

PP2dPdθ020406080MRMh静倾角θsθ020406080MR动倾角θsｔ０θθsθｄ二、大倾角动稳性1、静稳性和动稳性的主要区别（1）外力性质不同

静稳性—船舶在静态外力矩作用下的稳性，即不考虑船舶的角加速度。动稳性—船舶在动态外力矩作用下的稳性，考虑了船舶的加速度和角加速度。（2）平衡条件不同

静稳性的平衡条件：倾覆力矩Mh＝复原力矩Mr

动稳性的平衡条件：倾覆力矩所作的功等于复原力矩所作的功

二、大倾角动稳性1、静稳性和动稳性的主要区别（3）表示方法不同表示静稳性的指标—复原力矩表示动稳性的指标—复原力矩所作的功2、动稳性曲线动稳性力矩曲线动稳性力臂稳性

二、大倾角动稳性2、动稳性曲线2、动稳性曲线

（1）静稳性曲线与动稳性曲线之间的关系a、从数学上看，动稳性曲线是静稳性曲线的积分曲线b、从几何上看，动稳性曲线在某横倾角处的纵坐标，等于静稳性曲线从θ＝0至该横倾角之间，曲线下的面积。2、动稳性曲线（2）动稳性曲线的用途

a、已知外力矩求动倾角b、求最小倾覆力矩和极限动倾角最小倾覆力矩Mh.min—船舶所能承受的最大动态外力矩；极限动倾角θd.max—最小倾覆力矩的对应角。020406080GZ-20θ020406080ld-20θlhθdlhθdLh.min.θdmaxθdmaxLh.min.第四节对船舶稳性的基本要求

一、我国规则对船舶状况及最危险状况的假设1、船舶无航速，水线面始终为一水平面2、船舶受横浪作用，发生共振横摇。当摇摆至迎风一舷最大摆幅时，突然受到一股强阵风作用，而且风力达到船舶在限定航区可能遇到的最大值。3、船上所有非液体载荷的重心位置在横摇中固定不变。第四节对船舶稳性的基本要求二、我国《船舶与海洋设施法定检验规则》对非国际航行的普通货船的稳性要求1、经自由液面修正后的初稳性高度不小于0.15m即2、30或甲板进水角处经自由液面修正后的复原力臂值不小于0.20m，即3、极限静倾角不小于30，若静稳性曲线有两个峰值，则第一个峰值的对应角应不小于25。4、稳性消失角不小于55即5、稳性衡准数不小于1 即注:新规则已将”4”取消第四节对船舶稳性的基本要求三、稳性衡准数的计算

稳性衡准数K—《规则》规定的最小倾覆力矩与《规则》规定的风压倾侧力矩之比， 即1、风压力矩或风压力臂的计算

三、稳性衡准数的计算风压倾侧力矩或力臂资料三、稳性衡准数的计算2、最小倾覆力臂（矩）的计算（1）横摇角修正

（2）进水角修正第四节对船舶稳性的基本要求四、国际海事组织（IMO）对船舶稳性的建议

1、经自由液面修正后的初稳性高度不小于0.15m2、静稳性力臂曲线下的面积，到横倾角30为止，不小于0.055米弧度。即

3、静稳性力臂曲线下的面积，到横倾角40为止，（若进水角小于40，则到进水角为止），不小于0.090米弧度。即

第四节对船舶稳性的基本要求4、静稳性力臂曲线下的面积，30到横倾角40为止，（若进水角小于40，则到进水角为止），不小于0.030米弧度。即

5、横倾角30处的静稳性力臂，不小于0.20米，

6、最大复原力臂对应角不小于25，最好达到30即

第四节对船舶稳性的基本要求四、国际海事组织（IMO）对船舶稳性的建议7、天气衡准要求（forL〉24M）（1）船舶受到来自正横方向的一个稳定风压，产生的风压力臂为lw1，产生的船舶静倾角为θ0。其中Aw—横向受风面积 （m2）Pw—单位计算风压,Pw=0.504PaZw—吃水一半处到A中心间的垂直距离 （m）7、天气衡准要求（forL〉24m）（2）假定由于浪的作用，船舶向上风摇摆了θ1（计算从略）

（3）然后，船舶突然受到一个突风风压，其风压力臂为（4）取θ2为进水角θf，50角和曲线与lw2之第二个交角θc中的最小值。（5）面积b应不小于面积a

7、天气衡准要求（forL＞24m）突风力臂,增加50%第四节对船舶稳性的基本要求五、临界稳性高度和临界重心高度1、临界重心高度KGc—特定船舶能够同时满足《规则》规定的各项稳性要求时的最大重心高度。2、临界稳性高度GMc—特定船舶能够同时满足《规则》规定的各项稳性要求时的最小初稳性高度。五、临界稳性高度和临界重心高度GMc第四节对船舶稳性的基本要求六、船舶初稳性高度的实际控制1、初稳性高度的上限2、初稳性高度的下限七、杂货船控制稳性的经验方法1、底舱货物重量占航次货载65%左右2、非底舱货物占35%左右3、若有甲板货，重量不超过10%4、若有甲板货，货堆高度不超过船宽的1/5-1/6第五节稳性及横倾角的调整

一、初稳性高度的调整1、初稳性高度的调整值：δGM＝要求值－初始值2、稳性调整的方法：（1）垂向移动载荷P—移动载荷的重量（t）Z—载荷移动的垂向距离（m），下移为正，上移为负；一、初稳性高度的调整（2）轻、重货物等体积对调其中，PH、PL分别为重、轻货的重量SFH、SFL分别为重、轻货含亏舱的积载因数；Z为对调货物的重心高度差，重货下移为正，反之为负。

一、初稳性高度的调整（3）打、排压载水或加、减载货物P—加载载荷的重量（t）KP—加载载荷的重心距基线高度（m）二、船舶横倾角的调整

二、船舶横倾角的调整用压载或调整的方法消除ΣPY； 压载或移动载荷重量：

第四章保证船舶具有适当的吃水差第一节船舶对吃水差的要求

一、吃水差的概念

吃水差（Trim）t—船舶在首垂线处的吃水与尾垂线处的吃水的差值。

二、吃水差对船舶航海性能的影响快速性操纵性其它首倾减少螺旋桨沉深，降低船速轻载时降低舵效，航行稳定性变差船首甲板上浪尾倾轻载时击底回转性变差不利于了望第一节船舶对吃水差的要求三、适当的吃水差范围

对于万吨级船舶 满载时，t=-0.3~-0.5m

半载时，t=-0.6~-0.8m

轻载时，t=-0.9~-1.9m

空载航行时，经过压载使螺旋桨沉深比I/D=0.5~0.6

第二节吃水差的计算一、产生吃水差的原因船舶产生吃水差的原因是：船舶的重力作用线与正浮时的浮力作用线在中线面上的投影不在同一条垂直线上，即纵倾力矩BG第二节吃水差的计算二、吃水差的计算原理1、纵稳性的假设条件

（1）纵倾前后的水线面的交线过正浮时的漂心。（2）浮心移动的轨迹是圆弧的一段，圆心为定点—纵稳心ML，圆弧的半径即为纵稳心半径BML。其中，IL—水线面对过漂心的横坐标轴的面积惯性矩 （m4）Vm—型排水体积

二、吃水差的计算原理2、吃水差的基本计算公式其中，GML—纵稳性高度。

令二、吃水差的计算原理2、吃水差的基本计算公式当 t=1cm=1/100m时，M.T.C—厘米纵倾力矩（9.81kN.m/cm）设则（2）吃水差的基本计算公式

式中ML—纵倾力矩（9.81kN.m）xg—重心纵向坐标 （m）xb—浮心纵向坐标 （m）二、吃水差的计算原理2、吃水差的基本计算公式又式中—纵向重量力矩（9.81KN.m）;Pi—第i分项重量 （t）Xi—Pi相应的重心纵坐标 （m）三、船舶首尾吃水的计算四、少量载荷变动对于吃水差及首尾吃水的影响式中，P—加、减载荷的重量 （t）xp—加、减载荷的重心距中距离 （m）xf—漂心距船中距离 （m）四、少量载荷变动对于吃水差及首尾吃水的影响五、吃水差的调整吃水差的调整值δt=要求值-初始值1、纵向移动载荷P—纵向移动载荷的重量，当轻重货物等体积对调时，P＝PH－PL。（t）x—载荷纵向移动的距离 （m）2、打、排压载水xp—压载水舱舱容中心距船中的距离 （m）3、调整吃水差时兼顾纵向强度的方法

船舶状态载荷调整原则吃水差纵向变形

首倾中拱前部－>中部首倾中垂中部－>后部首倾0前部－>后部尾倾中拱后部－>中部尾倾中垂中部－>前部尾倾0后部－>前部平吃水中拱前、后部－>中部平吃水中垂中部－>前、后部六、保证适当吃水差的经验方法1、根据舱容比例及调整值确定各舱配货重量的上、下限，并根据经验确定各舱配货重量。Qi—第i舱的配货重量；Vchi—第i舱舱容；调整值的取值（1）取夏季满载各舱装载量的10％

（2）取本航次各舱装货重量的10％

六、保证适当吃水差的经验方法2、按舱容比例配货，并在首、尾货舱留出一定的机动货载，供装货结束前调整吃水差用。机动货载的要求：（1）其重量的大小应满足吃水差调整的需要。（2）无论装于首部或尾部货舱，均应满足纵向强度条件的要求。（3）不会与首尾货舱的其它货物及货舱环境发生性质上的抵触。

第四节吃水差图表一、吃水差曲线图1、制作原理一、吃水差曲线图2、吃水差曲线图的使用二、吃水差比尺1、吃水差比尺的概念吃水差比尺—在船舶任意纵向位置加载100吨（小型船舶为30吨）载荷重量而引起的首、尾吃水变化量曲线。2、吃水差比尺的制作原理当P=100t时二、吃水差比尺二、吃水差比尺3、吃水差比尺的使用δdFi—在Xpi处加载100吨载荷所引起的首吃水变化量，根据dM和XPi在图上用线性内插发求得。δdAi—在Xpi处加载100吨载荷所引起的尾吃水变化量，根据dM和XPi在图上用线性内插发求得。注：重量变化累计不得超过排水量的10%第六章抗沉性抗沉性——船舶在一舱或数舱进水后仍能保持一定的浮态和稳性的性能。第一节进水后的浮态和稳性一、基本概念1、储备浮力（ReservedBuoyancy)——满载水线以上船舶主体部分水密空间所能提供的浮力。2、破舱稳性（Impairedstability）——船舶破舱进水后仍所保留的剩余稳性。第六章抗沉性二、破舱进水的基本类型1、第一类：进水舱上部封闭，破口位于水线以下；2、第二类：进水舱上部开敞，与舷外水不相通；3、第三类：进水舱上部开敞，与舷外水相通。第六章抗沉性三、第三类进水舱破舱浮态的确定确定第三类进水舱破舱浮态的基本方法：损失浮力法增加重量法用逐步逼近的增重法确定纵倾浮态P1P2P3开始，i=0dm=dmi，t=ti，∆=∆i，TPC=f1（dmi），MTC=f2（dmi），xf=f3（dmi）根据dm，t，破舱纵坐标x计算破舱处的吃水：根据dx查破舱舱容曲线求本次进水重量PiPi<TPC?Y输出dm,t,结束Ni=i+1,dmi=dm+Pi/TPC,ti=t+Pi(x-xf)/(100MTC)第六章抗沉性四、利用重量增加法求横向对称进水后的初稳性高度1、记录进水前船舶排水量∆0和重心高度KG02、利用逐步逼近法求总进水量P和进水后平均吃水dm3、查破舱舱容曲线求进水重心高度Zp4、计算进水后重心高度5、根据进水后平均吃水dm确定进水后横稳心距基线高度KM16、计算破舱后的初稳性高度第六章抗沉性五、利用重量增加法求不对称进水的横倾角第六章抗沉性第二节抗沉性衡准一、相关定义1、舱壁甲板（Bulkheaddeck）——水密舱壁所能上达的连续甲板；2、分舱载重线（Subdivisionloadwaterline）——船舶分舱计算时的初始载重线，一般取满载水线；3、限界线（Marginofsafetyline）——在船侧舱壁甲板以下至少76mm处所划的线；限界线第二节抗沉性衡准一、相关定义4、可浸长度l浸——下水线刚好与限界线相切，则这一假想舱的长度为该舱中心处的可浸长度。第二节抗沉性衡准二、可浸长度曲线1、对于特定船舶，可浸长度l浸与初试水线的位置及可浸长度中心的纵向位置有关。2、为便于表达，将R点处的可浸长度l浸表达为该处的垂距；3、垂距高度随纵向位置的变化可表示成可浸长度曲线。4、可浸长度曲线的特点1）船中部船体肥大，但因几乎仅有下沉，故l浸较大；2）中部前后因进水后同时兼有下沉和纵倾，故故l浸较小；3）首尾部因船体瘦小，单位长度进水量小，故l浸又增大。l浸第二节抗沉性衡准三、渗透率对可浸长度的影响1、渗透率——实际进水体积v与理论进水体积v0之比。四、营运水线对可浸长度的影响营运水线低于分舱载重线，故水线低于满载水线时，实际可浸长度大于计算可浸长度。μ=1.0μ=0.62μ=0.63μ=0.78第二节抗沉性衡准五、许可舱长和分舱因数许可舱长（Permissiblelengthofcompartment）l许——沿船长任一点为中心的船舱的允许最大长度l实际——任一实际舱的长度；F——分舱因数。第二节抗沉性衡准六、分舱因数与船舶抗沉性当船舶任一舱破舱后不致沉没，为一舱不沉制船舶；当船舶任意像邻两舱破舱后不致沉没，为二舱不沉制船舶；当船舶任意像邻三舱破舱后不致沉没，为三舱不沉制船舶；第二节抗沉性衡准七、《1960SOLAS》“分舱和稳性”对国际航行客船的抗沉性衡准要求客船——载客超过12人的所有船舶1、横向对称进水衡准要求：相邻一、二、三舱破舱进水并达到最终平衡后后，用浮力损失法计算的初稳性高度不小于0.05m；计算破舱稳性时，体积渗透率和面积渗透率按规定取值A——实际进水面积A0——理论进水面积处所渗透率货物、煤炭、物料处所0.60起居设备专用处所0.95机器处所0.85转载液体处所0或0.95第二节抗沉性衡准七、《1960SOLAS》“分舱和稳性”对国际航行客船的抗沉性衡准要求2、横向不对称进水衡准不对称进水引起的横倾角不超过7度且一侧水线不超过限界线第七章保证满足船体的强度条件

第一节船体强度的概念和分类

船体强度（Strengthofships）—船体结构在各种载荷和水压力的作用下，保证不损坏或不发生极度变形的能力。第一节船体强度的概念和分类二、船体强度的分类

1、按照外力和变形的分布范围分：

（1）总强度—船体结构在沿船舶总体分布的外力作用下，所具有的抵抗船舶总体极度变形或损坏的能力（2）局部强度—船体结构在沿船舶局部分布的外力作用下，所具有的抵抗船舶局部极度变形或损坏的能力

第二节保证满足船体的总纵强度条件

一、船体的总纵强度概述1、船体纵向受力分析

第二节保证满足船体的总纵强度条件一、船体的总纵强度概述1、船体受力纵向分布分析1)浮力曲线——单位长度的船体所受的浮力，用浮力分布密度函数 b(x)表示。

2)重力曲线——单位长度的船体所受的重力，用重力分布密度函数 g(x)表示。3）载荷曲线——单位长度的船体所受的重力和浮力的差值，用载荷 分布密度函数f(x)表示。

xb(x)g(x)f(x)第二节保证满足船体的总纵强度条件一、船体的总纵强度概述2、船体横剖面上的切力和弯矩1）切力（Shearforce）—船体横剖面两侧的船体之间通过横剖面上的纵向构件相互传递的垂向力，在数值上等于横剖面一侧的重力和浮力的差值；2）弯矩（Bendingmoment）—船体横剖面两侧的船体之间通过横剖面上的纵向构件相互传递的横向（右手法则）力矩，在数值上等于横剖面一侧的重力和浮力的差值对该剖面所取的力矩。我国规范规定，横剖面船尾一侧的船体所受的重力大于浮力，该剖面的切力为正值；横剖面船尾一侧的船体所受的重力对剖面所取的力矩大于浮力对剖面所取的力矩，该剖面的弯矩为正值

g(x)f(x)xb(x)第二节保证满足船体的总纵强度条件一、船体的总纵强度概述3、波浪切力和波浪弯矩（1）波浪切力—波浪中剖面所受的切力与同样装载状态下静水中的切力的差值。（2）波浪弯矩—波浪中剖面所受的弯矩与同样装载状态下静水中的弯矩的差值。

第二节保证满足船体的总纵强度条件一、船体的总纵强度概述4、切力曲线和弯矩曲线xb(x)g(x)f(x)x0SF（x）BM（x）1/4L1/4L1/2L第二节保证满足船体的总纵强度条件一、船体的总纵强度概述3、剪切变形和弯曲变形a、剪切变形—微小长度的船体在切力作用下所发生的变形b、弯曲变形—微小长度的船体在弯矩作用下所发生的变形

一、船体的总纵强度概述4、船体的总纵变形中拱变形和中垂变形

a、中拱变形—船体中横剖面在正弯矩作用下所发生的弯曲变形，能使船舶的上甲板被拉伸，船底被压缩。b、中垂变形—船体中横剖面在负弯矩作用下所发生的弯曲变形，能使船舶的上甲板被压缩，船底被拉伸。5、最危险的拱垂变形的发生条件（1）中部空舱，首尾满舱，波峰位于船中；（2）中部满舱，首尾空舱，波谷位于船中。二、船体总纵强度的校核方法1、船中实际静水弯矩校核平面弯曲梁截面上的正应力分布线应变：简单拉压时的虎克定理：中和面的位置中和面过截面的形心弯曲梁的曲率：中性层（中和面）ylρl+δldθ平面弯曲梁正应力的计算：M—剖面上的弯矩；Iz—剖面面积惯性矩；Wd——剖面摸数，Wd=Iz/y二、船体总纵强度的校核方法1、船中实际静水弯矩校核船体等值梁剖面上的正应力分布船体剖面等值梁——经简化处理的和船体剖面面积惯性矩等值的剖面中和轴位置的确定面积惯性矩和谋面模数的计算：剖面上的正应力分布中和轴ZNAZNAzσz0剖面上的最大正应力：船体等值梁剖面切力的分布1、切力互等定理在微体的两个相互垂直的截面上，垂直与截面交线的切应力数值相等，而方向均指向或离开该交线。τ‘τdxdydzFyzh/2h/2如果梁表面无轴向切应力作用，则横截面边缘不存在垂直截面周边的切应力分量；即τ（±h/2）=0船体等值梁剖面切力的分布yy*dxdxτ’FsFsMM+dMFF+dF对于矩形截面：yτ二、船体总纵强度的校核方法

1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图（1）依据我国《钢质海船入级与建造规范》要求船中处的甲板剖面模数不小于根据静水弯矩和波浪附加弯矩计算的临界值。Wd—船中处的甲板剖面模数，特定船舶为一个确定值。[σc]—材料的合成许用应力，取155MPa。Mw—《规范》规定的波浪弯矩，特定船舶为一个特定值。Ms—船中处的静水弯矩。二、船体总纵强度的校核方法1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图Ml—空船重量对船中所取的重量弯矩，特定船舶为一个特定值。Mb—正浮时的浮力对船中所取的弯矩，为平均吃水的函数。Σ|PiXi|—载荷对中弯矩，总载重量的各个组成部分对船中所取的力矩。（9.81KN.m）。1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图《规范》对船体总纵强度的最终要求为：2、强度曲线图中的等值曲线（1）当船中处的静水弯矩等于0时（2）当船中处的静水弯矩的绝对值与空船时船中的静水弯矩相等MSL为空船时船中处的静水弯矩2、强度曲线图中的等值曲线（3）当船中处的静水弯矩的绝对值与《规范》规定的临界值相等3、强度曲线图及其使用二、船体总纵强度的校核方法5、使用许用切力和许用弯矩的校核方法a、许用切力—我国《钢质海船入级与建造规范》规定的某一横剖面上的切力在某各方向上的绝对值的最大值。b、许用弯矩—我国《钢质海船入级与建造规范》规定的某一横剖面上的弯矩在某各方向上的绝对值的最大值。6、船舶总纵强度强度的电算校核方法a、按要求算出各计算横剖面（至少7处）的实际静水切力SF（x）和静水弯矩BM（x）；b、从船舶资料中查处各横剖面的许用切力SFa-（x）、SFa+（x）和许用弯矩BMa-、Bma+若说明该剖面强度符合要求四、保证船体总纵强度的经验方法

1、货物总重量在各舱的分配，以各舱舱容占全船总舱容的比例为标准2、合理选配中途港货物（1）中途港货物批量不大时，应间舱分配；（2）中途港货物批量较大时，应按舱容比例分配（3）装卸货物时，应均匀各舱的装卸速度。（4）根据不同的船舶布置形式，合理地选配和使用油水。四、保证船体总总强度的经验方法根据不同的船舶布置形式，合理地选配和使用油水。船型装载状态纵向变形油水分配及使用中机船空载中垂尽量配于首尾，先用中部中机船满载中拱尽量配于中部，先用首尾尾机船空载中拱尽量配于中部，先用首尾尾机船满载中垂尽量配于首尾，先用中部中尾机船空、满载中拱尽量配于中部，先用首尾四、保证船体总纵强度的经验方法3、拱、垂变形的判断方法四、保证船体总总强度的经验方法3、拱、垂变形的判断方法（1）中拱：（2）中垂：（3）表示船舶总纵弯曲变形的指标—拱垂值正常的拱垂值为Lbp/1200；拱垂值小于正常值（有利范围）时可以开航。极限的拱垂值为Lbp/800，拱垂值在正常值和极限值之间（正常范围），时可以开航。危险的拱垂值为Lbp/600，拱垂值在极限值和危险值之间（极限范围）只允许在好天气时开航。拱垂值超过危险值（危险范围）时不允许开航四、保证船体总总强度的经验方法4、利用主机汽缸曲轴开档差检验拱垂变形开档差——实际开档值与正常开档值的差值与冲程的比值开档差小于万分之一为有利范围开档差在万分之一与万分之二之间为允许范围开档差超过万分之二为危险范围第三节横向强度和扭转强度

一、保证船舶扭转强度的措施1、各舱货物左右均匀装载2、液舱油水载荷左右均匀配置，轮流使用。第四节保证船舶的局部强度条件得到满足

一、表示船体局部强度的指标1、均布载荷均布载荷是指船舶不同载货部位单位面积允许承受的最大重量，单位为KPa2、集中载荷集中载荷是指某一特定面积上允许承受的最大重量，单位为KN。这一特定面积是指向该区域下的承重构件（如甲板纵桁）施加集中压力的骨材（如横梁）之间的面积。一、表示船体局部强度的指标一、表示船体局部强度的指标3、车辆甲板负荷车辆甲板载荷指在舱盖、甲板或舱内装载车辆或使用车辆装卸货物时，甲板、舱盖或内底板允许承受的以特定车轮数目为前提的车辆及所载货物的总重量。4、堆积负荷堆积负荷是指集装箱船的甲板、舱盖或舱底上不同的20‘或40’集装箱底座所能承受的最大重量。二、确定均布载荷的经验方法1、上甲板式中： Hc——甲板设计堆货高度，重结构船取1.5m，轻结构船取1.2m；γc——船舶设计时选用的货物装载率，即舱内货物重量与舱容的比率，（t/m3）SF——船舶设计时采用的货物积载因数，等于该船的设计舱容系数，（m3/t）。二、确定均布载荷的经验方法2、中间甲板和舱底式中： Hd—二层舱或底舱的高度（m）γc—设计装载率,无资料时可取γc＝0.72t/m3（轻结构船）或γc＝1.2t/m3（重结构船）三、船体局部强度条件的校核步骤：

1、杂货船

1）计算确定单位面积的实际负荷量Pd

式中： Hci'——自下而上第i层货物之货堆高度（m）SFi——该层货物的积载因数（m3/t）2）计算确定拟装部位的拟装货物重量∑P’以及货物底部所跨过的骨材间距数目n3）确认满足船体局部强度条件：式中，pd和P分别为该部位的均布载荷和集中载荷

三、船体局部强度条件的校核步骤2、集装箱船1）根据船舶资料查取具体装载位置集装箱底座上的堆积负荷Ps

2）根据积载计划计算确定堆装在该底座上的各层集装箱重量之和Pc

式中： Pi——自下而上第i层集装箱的总重量（t）3）比较。若Pc<=Ps，则该底座局部结构的安全有保证第一节概述一、快速性船舶在一定主机功率（收到功率）下等速直航的速度性能。T——推力；R——阻力。二、主机功率的消耗第八章阻力第一节概述一、快速性船舶在一定主机功率（收到功率）下等速直航的速度性能。T——推力；R——阻力。二、主机功率的消耗主机推力轴承主轴轴承尾轴尾轴套筒船壳板螺旋桨第八章阻力

第一节概述二、主机功率的消耗1、轴系摩擦损失及轴系传送效率轴系摩擦损耗：PM-PD轴系传送效率：2、船身与螺旋桨损耗及船身效率船身与螺旋桨损耗：R·Vs-T·Va船身效率:主机推力轴承主轴轴承尾轴尾轴套筒船壳板螺旋桨PMPD第八章阻力二、主机功率的消耗3、螺旋桨损耗和螺旋桨敞水效率螺旋桨损耗：MQ·ω

-T·Va螺旋桨敞水效率：4、实效伴流损失和相对旋转效率螺旋桨实效伴流损耗：MQ’·ω-MQ·ω（MQ’·ω=PD）相对旋转效率：5、推进系数：第八章阻力三、阻力的分类1、按产生原因分压差阻力Rr——船体水下压力沿x方向分力的差异所构成的阻力；摩擦阻力Rf——船体水下摩擦应力沿x方向分力的差异所构成的阻力；dsdsFFPPττ第八章阻力三、阻力的分类2、按分布特征分R0——基本阻力，即裸船体在平静水面深水行驶所产生的阻力。ΔR——附加阻力，基本阻力未考虑的其它因素所产生的阻力。1）基本阻力的构成其中Rf——摩擦阻力；Rr——压差阻力；Re——粘性压差阻力；Rw——兴波阻力；第八章阻力三、阻力的分类2、按分布特征分2）附加阻力的构成其中：ΔRF——污底阻力；ΔRA——附体阻力；AX——空气阻力；ΔRR——汹涛阻力；ΔRS——浅水阻力。第二节基本阻力一、摩擦阻力1、平板摩擦阻力相邻水层之间的切应力:μ——流体动力粘性系数（Pa.s）——速度梯度（1/s）2、平板摩擦阻力VSnδu边界层第二节基本阻力一、摩擦阻力2、船体摩擦阻力在同样长度、速度和湿水表面的条件下，船体摩擦阻力比平板摩擦阻力大1%—4%。VSnδu边界层第二节基本阻力二、涡流阻力1、不同物体的涡流阻力2、船体涡流阻力VReV30%ReV4%ReVxPIIIIII第二节基本阻力三、兴波阻力1、船波系2、首尾横波的干扰首散波尾散波首横波尾横波首横波尾横波有利干扰不利干扰散波的存在及首、尾横波不利干扰导致合成波波高增大，消耗能量，由此产生兴波阻力。第三节基本阻力的估算一、摩擦阻力的估算式中，Rf——摩擦阻力（kg）；af——每平方米湿水表面的摩擦阻力（kg/m2）；S——船体湿水表面面积（m2）L——水线面长（m2）B——型宽（m）D——吃水（m）Cb——方形系数V\L5010015020025030035081.9581.9251.9031.8861.8701.8581.850102.9442.8952.8612.8351.8112.7932.781124.1074.0373.9903.9543.9213.8963.880145.4415.3505.2875.2395.1955.1625.140166.9436.8266.7466.6856.6296.5876.559188.6108.4658.3668.2918.2218.1698.134第三节基本阻力的估算二、剩余阻力估算式中:Cr——剩余阻力系数，V——船速（m/s）；g——重力加速度（m/s2）；L——水线面长（m）；ρ——水密度，ρ=1025/9.81=104.5（kg.s2/m4）V——排水体积（m3）。第三节基本阻力的估算三、基本阻力百分比0.10.20.30.40.50.620406080100客船货船拖船Rf/R0第四节附加阻力船速\污底附着量1234567898kn2.512.672.823.063.453.774.334.955.5010kn4.034.384.534.915.426.056.937.938.3212kn5.926.296.667.227.958.8710.211.713.014kn8.208.709.229.9711.012.314.116.117.916kn10.911.612.213.314.616.318.721.423.818kn13.414.215.116.318.020.123.026.329.2一、每平方米湿水表面积污底阻力af（kg/m2）二、航行与污底的关系02040608010020406080100航行天数比%污底程度比%第四节附加阻力三、附体阻力附体阻力占基本阻力的百分比KA附体名称占基本阻力的百分比KA单桨船双桨船高速客船舵4.5%2.0%1.5%舭龙骨3.0%2.5%2.5%轴包架2.5%4.0%第四节附加阻力四、空气阻力式中：ρA——空气密度，取1.266kg/m3；Sy——船舶水线以上正投影面积（m2）；Va——相对风速（m/s）；q——风舷角；Cx——空气阻力系数，货船取0.7～0.9；k——风向修正系数。风舷角qAAyAx第四节附加阻力五、汹涛阻力1、船在风浪中的失速和失速比2、船舶顶浪航行时的失速比第四节附加阻力六、浅水阻力1、当Frh<0.5,阻力无明显增加;2、当0.5<Frh<1.0,浅水阻力明显增加;3、当Frh=1.0,因兴波阻力达到极大值,浅水阻力达到峰值;4、当Frh>1.0,浅水中横波消失,散波减弱,浅水阻力低于深水阻力.0.50.71.01.5Rt深水深水为h第五节浅水航行的浮态变化一、船舶在深水中航行的沉浮量1、体积付汝德数1）Fnv<1.0,排水量状态;2）1.0<Fnv<3.0,过渡状态;3）Fnv>3.0,滑行状态二、船舶在浅水中航行的沉浮量1、当时，船体下沉，下沉量最大可达33%。2、当时，船体上浮。3、当时，船舶呈首倾。4、当时，船舶呈尾倾。5、当时，尾倾达到最大值。第五节浅水航行的浮态变化三、浅水航行首尾下沉量的估算船速14kn水深20m静态正浮船长300m尾沉2.0m第六节相似定律一、相似准则1、几何相似式中，LS、BS、ds——实船尺度；LM、BM、dM——船模尺度；2、运动相似式中，Cv——速度相似比us，um——实船和船摸某点速度；vs，vm——实船和船摸船速。第六节相似定律一、相似准则3、动力相似二、流体动力的