船舶原理静力学课件（第四章 大倾角稳性）.ppt

第四章大倾角稳定性，本章要点：1，静态稳定曲线计算原理和方法。2、静态作用下船舶的静态稳定性问题、动态作用下的动态稳定性问题和稳定性确定。3、船舶在各种装载条件下的稳定性。4、船体几何要素对稳定性的影响，4-1概述，第一，概念研究大倾角稳定性问题与小倾角稳定性研究内容相似，仍是为了防止船倾斜后倾覆而产生恢复力矩的能力，以及根据梯度变化的恢复扭矩规律的研究。为了简化研究：1，假设船舶只接受净水。修补面是水平面。3，交叉倾斜时忽略船体不对称所产生的倾斜影响，即不管它们之间的结合作用如何，2，稳定臂研究，3，静态稳定曲线，4-2静态稳定曲线的可变倍数计算方法，1，基本原理，2，耦合力矩原理，2、密封时有机内和其他工作间，以及通往一层甲板的内部出入口，水密上层建筑进水后会产生相应的浮力和恢复力矩。结论：上部结构对静态稳定曲线的影响是有利的。注意：影响从一定角度开始。第二，面对静态稳定曲线的影响，具有一定数量的油箱、淡水罐和压载舱、具有自由液面的水箱的液体重心，以及根据船舶倾斜移动的倾斜力矩。船浮时，机舱的液体表面是ab，重心在g。水平方向上的将填充线中的液体倾斜到一侧，曲面CD将重心从g点移动到G1，移动时的水平距离为y。结论：不建议自由液体面对静态稳定曲线。注意：从0度开始影响，4-5静态稳定性曲线的特性，1，静态稳定性曲线的特征1，曲线在原点的曲率是初始稳定性。2，稳定平衡和不稳定平衡MH是横向力矩结论：上升阶段是稳定平衡阶段。下降阶段是不稳定的平衡阶段。3，甲板边进入水角，曲线上升阶段具有反向曲线点e，e点以下的曲线增加得更快，e点后曲线上升趋势减慢，e点处的斜率最大。这种现象是因为，在侧线淹没甲板边缘之前，形状稳定岩迅速增加，侧线淹没甲板边缘时，增加的倾向减慢。结论：与反向点e相对应的倾斜角度通常与甲板边缘开始进水的角度相对应。4，最大静态和相应的水平角度，结论：静态稳定曲线的最高点b表示船舶能承受的最大静态滚动MHmax，即船舶本身能承受的最大恢复扭矩(臂)，其水平倾斜是最大静态倾斜max注意：最大静态臂lmax及其水平倾斜max是衡量船舶最大倾斜稳定性的重要指标。5，稳定性消失角度和稳定距离，在静态稳定性曲线的d点恢复力矩MR=0，与稳定性消失角度V相对应，OD的距离为稳定距离，如果船舶在该段范围内具有恢复力矩，则在超过V时恢复力矩变为负值，继续倾斜，直至船倾复。稳定性消失角是船舶稳定性的标志之一。6、静态稳定曲线下的区域、倾斜力矩所做的工作、倾斜后船舶的位置可以等于静态稳定曲线下的区域，区域越大，船舶稳定性越好。静态稳定曲线下的面积是船舶稳定性的重要标志。二是一般静态稳定曲线，(a)-初始稳定性高。最大稳定臂lmax也不小。稳定性消失角为6090。船宽，健县小的船舶稳定性曲线具有这种特点。但是初始稳定性GM太大，摇晃很厉害。因此，船舶并不理想。(b)-初始稳定性高，曲线从原点快速越过切线，最大稳定臂lmax也不小，稳定性消失为方形。健弦高的海洋船舶的曲线也具有这个特性。(c)初始稳定性在静态水中不会翻转，但在政府洞位置不稳定、零倾斜角、大斜度低的情况下，通常会发生这种情况。4-6动态稳定性，第一，基本概念船舶静态稳定性：外部力矩逐渐作用于船，船的倾斜很慢，角速度等于0，与静态倾斜角平衡。受到净水的作用(货物移到船边，少量负载从船的一侧卸下)。船舶稳定性问题：突然刮起阵风、波涛汹涌等，船舶在海上航行时所受到的突然作用，使船舶很快因作用而倾斜，在倾斜过程中具有一定角速度的情况与静态状态不同。为了研究问题，首先研究弹簧的软新闻制(机械问题)。静态作用：平衡状态重力=弹簧拉伸动力作用：平衡状态重力所做的工作=弹簧的弹性势能。船舶受到静态，动力作用的情况与上述弹簧类似。动态稳定性概念研究(1)，动态稳定性概念研究(2)，2，动态稳定性曲线与静态稳定性曲线的关系，1，动态稳定性曲线是静态稳定性曲线的积分曲线。2、稳定臂的物理意义，Ld物理意义是船舶倾斜后重心的浮动位置和垂直变化增量。船舶重心g，floating heart，和其他体积倾斜后的浮动心，设置，3，静态稳定性，动态稳定性曲线的应用，1，水平倾斜力矩的概念假定f不随而变化，2船舶左右舱室对称、静态稳定曲线和动态稳定曲线必须对称o点。(2)确定最大倾斜力矩，讨论，(1)摘要，根据船舶倾斜程度，船舶可承受的最大倾斜力矩；就船舶是否倾复而言，它是倾复船舶的最小力矩，称为最小倾覆力矩。据(2)透露，A:外部力矩随横向倾斜而减少，特别是风力矩。美国假定根据变化，中国和日本的规范没有变化，处理起来比较方便，实际上很舒服。B:动态稳定性曲线比静态稳定性曲线更容易解决，因此可以省略区域等步长，但需要外部力矩的积分曲线总是显示为直线(外部力矩保持不变)，根据国外规定，外部力矩发生变化，并且使用静态稳定性曲线计算大斜度稳定性。4、有进水角度时的计算，船舶甲板及上部建筑物侧壁上的许多开口(如舱口、门窗)不深，船舶倾斜时海水进入主体内部，船舶处于危险状态，因此，倾斜水道达到开口时，即船舶失去了稳定性。因此，在稳定性检查中，还需要计算修补最先进水的那个非水密位置的倾斜角度，流入角度后的静态稳定性曲线不再计算，稳定性的有效范围缩小，从而降低了船舶的抗风浪能力。4-7在各种装载条件下船舶的稳定性检查计算，第一，稳定性基准稳定性数k是船舶稳定性的重要基本要求之一。海船法定技术规则规定：在各种装载情况下，船舶的稳定性必须符合以下不等式中K的稳定性标准：最小鲍氏臂(最小鲍氏臂)表示船舶在最危险的情况下抵抗外部扭矩的极限能力。风压斜矩(风压斜臂)表示风对恶劣海上状态下船舶作用的动态斜矩。显示了低于船舶倾复所需的最小倾覆力矩(最大等于)的风压倾斜力矩，因此认为船舶没有倾复，具有充分的稳定性。稳定性检查主要是计算和，最后判断k值是否大于1。，(1)最小倾覆力矩计算；静态或动态稳定性曲线和滚动角度决定。a .稳定曲线必须计算自由液面、上部结构和进水口角度的影响。b .滚动角度计算基于船舶的零速度和横波。船乘波航行时其摇晃程度不仅与波有关，还与船舶类型、船舶装载情况、附件等有关，海船法定检验技术规则第7篇的完整稳定性规定，用以下公式计算有龙骨的原三型船的横航向角度：(2)风压斜矩的计算，4-8船体几何要素等对稳定性的影响和改善措施，一，船体几何要素对稳定性的影响1，干舷高度对稳定性的影响a，b两种船型，除类型深度外，其他几何要素和重心高度，即b船的干舷高于a船，斜线不超过a船的甲板边缘时稳定性相同如果坡度线超过a船的甲板边缘，则b的静态稳定性大于a倍。因此，b船的静态稳定性曲线的最大静态稳定性、极限静态倾斜和正常距离大于a船。增加干县可以有效地提高船的稳定性。船舶静态第四章大倾角稳定性，2，船舶宽度对稳定性的影响，集a，b两种船型，船宽度以外的其他几何要素和重心高度，船宽度大于a的b船。船也宽，水线转动惯量也大，船b的初始稳定性也高于船a。此外，由于宽船和水楔形移动力矩也很大，静态稳定性岩也很大，但宽船和宽甲板边的水角较小，因此b船稳定性曲线的最大稳定性岩应用了小于a倍的水平倾斜。船舶静态第四章大倾角稳定性，3，其他因素对稳定性的影响，(1)线路表面系数对稳定性的影响集a，b两船排水体积，主要规模，重心高度相同，a船渡形态为u，b船渡剖面形状为v，b船表面系数大于a船，b船的初始稳定性和静态岩大于a船。(2)龙对稳定性的影响较小，倾角不大时对稳定性的影响较小。大倾角下，水浅的船先出来，降低稳定度，降低稳定性。(3)水平剖面底部升高对稳定性影响底部升高的船舶类型，进出楔形的体积和移动力力矩减少，从而减少稳定岩和稳定。另外，水线上方的水平线适当地采用“漂浮”和大舷弧，可以增加倾斜较大的静态臂。第二，重心位置对稳定性的影响；第三，采取措施提高船舶稳定性；(1)船舶最小倾覆力矩(或力臂)；降低