船舶积载(3-4)

1、 船舶积载船舶积载第三章第三章 保证船舶具有适度稳性保证船舶具有适度稳性一一. 稳性的基本概念稳性的基本概念 稳性稳性(Stability)(Stability)的定义的定义 船舶在外力（矩）船舶在外力（矩）作用下偏离其初始平衡作用下偏离其初始平衡位置而倾斜，当外力位置而倾斜，当外力（矩）消失后船舶能自（矩）消失后船舶能自行恢复到初始平衡状态行恢复到初始平衡状态的能力。的能力。 复原力矩复原力矩M MR R(Righting (Righting moment)moment)M MR R = = GZ GZ GZ GZ 复原力臂复原力臂( (重力和重力和浮力作用线之间的距离浮力作用线之间的距离)

2、 )。一一. 稳性的基本概念稳性的基本概念船舶的三种平衡状态船舶的三种平衡状态（能否恢复到初始平衡位置）（能否恢复到初始平衡位置） 稳定平衡：稳定平衡：G G在在M M下，产生一恢复力矩。下，产生一恢复力矩。 不稳定平衡：不稳定平衡：G G在在M M上，产生一倾覆力矩。上，产生一倾覆力矩。 中性（随遇）平衡：中性（随遇）平衡：G G与与M M重合，不产生力矩。重合，不产生力矩。一一. 稳性的基本概念稳性的基本概念一一. 稳性的基本概念稳性的基本概念船舶积载涉及的稳性船舶积载涉及的稳性 静稳性静稳性(Statical stability) (Statical stability) ：船舶受静：船

3、舶受静态外力矩作用，不计及倾斜角速度的稳性。态外力矩作用，不计及倾斜角速度的稳性。（初稳性、大倾角静稳性初稳性、大倾角静稳性） 动稳性动稳性(Dynamical stability) (Dynamical stability) ：船舶受：船舶受动态外力作用，计及倾斜角速度和角加速动态外力作用，计及倾斜角速度和角加速度的稳性。度的稳性。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 初稳性初稳性(Initial stability)(Initial stability)：船舶倾角小于船舶倾角小于1010-15-15或上甲板边缘开始入水前所表现的稳性。或上甲板边缘开始入水前所表现的稳性。 初稳性假定条件：初稳性

4、假定条件： 船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F F。 浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点M(M(稳心稳心) )，半，半径为径为BM(BM(稳心半径稳心半径) )。 初稳性公式：初稳性公式： 复原力矩：复原力矩： M MR R = = GZGZ满足假定条件时：满足假定条件时：M MR R = = GMGM sinsin 复原力矩（静稳性力矩）复原力矩（静稳性力矩）可以表征船舶静稳性。可以表征船舶静稳性。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 通常选用经自由液面修正后的初稳性高度通常选用经自由液面修正后的初稳性高度GMGM作为

5、作为衡量船舶初稳性的一项主要指标衡量船舶初稳性的一项主要指标。 G G在在M M下，下，GMGM0，船舶具有稳性。，船舶具有稳性。 GMGM并不能全面表征船舶的初稳性（其他条并不能全面表征船舶的初稳性（其他条件相同时，对于排水量相差悬殊的两艘船件相同时，对于排水量相差悬殊的两艘船舶或同一船舶在满载和空载条件下，其复舶或同一船舶在满载和空载条件下，其复原力矩就存在着明显的差别）。原力矩就存在着明显的差别）。M MR R = = GMGM sinsin 二二. 初稳性的概念初稳性的概念 GMGM的基本计算法的基本计算法 GM = KM - KG - GM = KM - KG - GMGMf f )

6、(iiZPKG 合力矩定理合力矩定理：平行力系中，各分力对给定：平行力系中，各分力对给定平面力矩的代数和等于其合力对该平面之矩。平面力矩的代数和等于其合力对该平面之矩。重心重心G G (X (Xg g、Y Yg g、Z Zg g)(Center of gravity)(Center of gravity)(P(Pi iZ Zi i) ) 全船垂向重量力矩全船垂向重量力矩二二. 初稳性的概念初稳性的概念各重量各重量Z Zi i的的计算计算 ： 空船重量及其重心高度为定值，可由船舶空船重量及其重心高度为定值，可由船舶稳性计算资料查取。稳性计算资料查取。 货物重心高度确定：货物重心高度确定： 估算法

7、（适用于货舱内装载积载因数差异较大的多种货物）估算法（适用于货舱内装载积载因数差异较大的多种货物） 舱容曲线（表）查取法（适用于装载单一货种）舱容曲线（表）查取法（适用于装载单一货种） 以舱内所装货物总体积中心作为该舱货物计算重心以舱内所装货物总体积中心作为该舱货物计算重心 油水舱的油水重量及重心高度可根据量尺油水舱的油水重量及重心高度可根据量尺深度查相应液舱舱容曲线或舱容表。深度查相应液舱舱容曲线或舱容表。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 GMGM的基本计算法的基本计算法 GM = KM - KG - GM = KM - KG - GMGMf f 液舱内未装满的液体会随液舱内未装满的液体会随

8、船舶横倾向倾斜一侧移动，船舶横倾向倾斜一侧移动，该自由流动的液体表面称为该自由流动的液体表面称为自由液面自由液面。 GMGMf f 自由液面对初稳性自由液面对初稳性高度的修正值。高度的修正值。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 GMGM的基本计算法的基本计算法 GM = KM - KG - GM = KM - KG - GMGMf f 由于液体具有流动性，舱内未由于液体具有流动性，舱内未装满的液体（具有自由液面的液装满的液体（具有自由液面的液体），在船舶横倾过程中会自动体），在船舶横倾过程中会自动向倾斜一侧流动，使其重心向船向倾斜一侧流动，使其重心向船舶倾斜的方向移动。液体重心移舶倾斜的方向移动

9、。液体重心移动所产生的力矩称自由液面倾侧动所产生的力矩称自由液面倾侧力矩（力矩（pg0g1），它将部分抵消复），它将部分抵消复原力矩，从而降低船舶的初稳性原力矩，从而降低船舶的初稳性高度。高度。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 GMGM的基本计算法的基本计算法 GM = KM - KG - GM = KM - KG - GMGMf f )(xiifiGM i ix x 自由液面对液面中心轴自由液面对液面中心轴的面积惯性距的面积惯性距(m(m4 4) )。通常船。通常船舶稳性计算资料或液舱容积舶稳性计算资料或液舱容积表中提供了表中提供了“各液舱自由液各液舱自由液面惯性矩面惯性矩i ix x表表”

10、。二二. 初稳性的概念初稳性的概念 GMGM的基本计算法的基本计算法 i ix x公式计算法：公式计算法：梯形液面：梯形液面： 矩形液面：矩形液面： 22212148bbbblix 123blix 二二. 初稳性的概念初稳性的概念 自由液面对稳性的影响与存在自由液面的自由液面对稳性的影响与存在自由液面的液舱个数有关。液舱个数有关。 影响自由液面对影响自由液面对GMGM的修正值的主要因素是的修正值的主要因素是液面惯性矩，它是一个与液舱水平截面形液面惯性矩，它是一个与液舱水平截面形状有关的参数。自由液面惯性矩与液舱宽状有关的参数。自由液面惯性矩与液舱宽度的三次方成正比。度的三次方成正比。 )(xi

11、ifiGM 二二. 初稳性的概念初稳性的概念 减小液舱（柜）宽度（油轮减小液舱（柜）宽度（油轮设计时通常都设置一道或两设计时通常都设置一道或两道纵向舱壁，以减小液货舱道纵向舱壁，以减小液货舱宽度；普通货船双层底也左宽度；普通货船双层底也左右水密分隔成两个液柜）。右水密分隔成两个液柜）。 可以证明：对矩形液舱，可以证明：对矩形液舱，等间距加等间距加n n道纵舱壁，对道纵舱壁，对GMGM影响影响值将减少到原来的值将减少到原来的1/1/（n+1n+1）2 2。三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 大倾角稳性大倾角稳性(Stability at large angles)(Stability at

12、 large angles)：船舶倾角大于船舶倾角大于1010-15-15或上甲板边缘开始或上甲板边缘开始入水后所表现的稳性。入水后所表现的稳性。 与初稳性的区别：与初稳性的区别：初稳性的两项假定条件初稳性的两项假定条件不成立，不能直接以不成立，不能直接以GMGM作为其衡准指标。作为其衡准指标。 M M不为定点，不同不为定点，不同倾角时倾角时M M具有不同位置。具有不同位置。三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 大倾角稳性的表示方法大倾角稳性的表示方法 M MR R = = GZGZ静稳性力臂静稳性力臂GZGZ可作为大倾角稳性的基本标志。可作为大倾角稳性的基本标志。 由于不同的船舶可能由于

13、不同的船舶可能给出不同形式的稳性交叉给出不同形式的稳性交叉曲线，则曲线，则GZGZ表达式也不同。表达式也不同。 基点法基点法 假定重心点法假定重心点法 稳心点法稳心点法三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 大倾角稳性的表示方法大倾角稳性的表示方法基点法基点法M MR R = = GZGZ = = (KN - KH)(KN - KH) = = (KN - KG(KN - KG sinsin ) )KN KN 形状稳性力臂形状稳性力臂，可，可 从从“基点法稳性交叉（横基点法稳性交叉（横交）曲线交）曲线”或或“稳性交叉稳性交叉数值表数值表”中查取中查取; ; KH KH 重量稳性力臂重量稳性力臂

14、。 三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静稳性曲线静稳性曲线 (M(MR R=f(=f( ) )或或GZ=f(GZ=f( ) ) 复原力矩或复原力臂与横倾角的函数关系曲线。复原力矩或复原力臂与横倾角的函数关系曲线。 静稳性力矩曲线静稳性力矩曲线静稳性力臂曲线静稳性力臂曲线 静稳性曲线能全面反映船舶在所核算的装载条静稳性曲线能全面反映船舶在所核算的装载条件下，复原力矩（复原力臂）随横倾角的变化规律件下，复原力矩（复原力臂）随横倾角的变化规律及任一横倾角时的及任一横倾角时的M MR R或或GZGZ的大小。的大小。M MR R = =(KN - KG(KN - KG sinsin ) )因：因

15、： GZ = GMGZ = GM sinsin 故当故当 = 0= 0时：时： 三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静稳性曲线的特征值静稳性曲线的特征值（决定曲线形状和曲线（决定曲线形状和曲线下面积的特征点）下面积的特征点） 曲线在原点处的斜率为曲线在原点处的斜率为GMGM cos GMddGZdGZdGM 三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静稳性曲线的特征值静稳性曲线的特征值 横倾角横倾角3030 处的复原力臂处的复原力臂GZ|GZ| =30=30 （民用海船营运中受静态（民用海船营运中受静态外力矩作用所出现的最大横倾角通常都避免超过外力矩作用所出现的最大横倾角通常都避免超过3

16、030） 曲线上极值点对应的横倾角曲线上极值点对应的横倾角 smaxsmax( (极限静倾角极限静倾角) ) 船舶所具有的最大静稳性力矩船舶所具有的最大静稳性力矩( (臂臂) )（抵御外力矩的最大能（抵御外力矩的最大能力）及其取得最大值时船舶的倾斜状态。力）及其取得最大值时船舶的倾斜状态。三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静稳性曲线的特征值静稳性曲线的特征值 曲线上反曲点对应角曲线上反曲点对应角 imim（甲板边缘入水角、甲板（甲板边缘入水角、甲板浸水角），由入水前后的形状稳性力臂所决定。浸水角），由入水前后的形状稳性力臂所决定。 稳性消失角稳性消失角 v v ：在：在 smaxsma

17、x且且M MR R = 0 = 0所对应的横所对应的横倾角。倾角。 三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静稳性曲线的特征值静稳性曲线的特征值 静稳性曲线下的面积静稳性曲线下的面积A AR R：受静态外力矩作用，当：受静态外力矩作用，当倾侧外力矩倾侧外力矩M Mh h（逐渐作用于船上）与复原力矩（逐渐作用于船上）与复原力矩M MR R达到平衡时，达到平衡时，M Mh h所做的功所做的功W Wh h全部转换为船舶位能，全部转换为船舶位能，即静稳性曲线下的面积即静稳性曲线下的面积A AR R。面积越大，稳性越大。面积越大，稳性越大。三三. 大倾角稳性的概念大倾角稳性的概念 静平衡位置和静平衡角

18、静平衡位置和静平衡角 船舶静稳性被假定为外力矩逐渐作用于船上，船舶静稳性被假定为外力矩逐渐作用于船上，当倾侧外力矩当倾侧外力矩M Mh h不再增加并等于复原力矩不再增加并等于复原力矩M MR R时，船舶时，船舶处于处于静平衡状态静平衡状态，所对应的横倾角称为，所对应的横倾角称为静倾角静倾角 s s。 静平衡条件：静平衡条件： M Mh h=M=MR R 满足满足M Mh hMMRmRm，才，才能确保船舶在静态能确保船舶在静态外力矩作用下不致外力矩作用下不致倾覆。倾覆。四四. 动稳性的概念动稳性的概念 动稳性动稳性 动稳性动稳性(Dynamical stability)(Dynamical st

19、ability)：船舶在动态外：船舶在动态外力矩作用下计及横倾斜角加速度和惯性矩的稳性。力矩作用下计及横倾斜角加速度和惯性矩的稳性。（外力矩在较短时间内有明显变化或突然作用于（外力矩在较短时间内有明显变化或突然作用于船上）船上） 静稳性静稳性(Statical stability)(Statical stability)：船舶受静态外力：船舶受静态外力矩作用，不计及倾斜角速度的稳性。矩作用，不计及倾斜角速度的稳性。 动稳性动稳性(Dynamical stability)(Dynamical stability)：船舶受动态外：船舶受动态外力矩作用，计及倾斜角速度和角加速度的稳性。力矩作用，计及

20、倾斜角速度和角加速度的稳性。 四四. 动稳性的概念动稳性的概念 船舶动平衡及动倾角船舶动平衡及动倾角 船舶在动态外力矩作用下，当外力矩等于复原力矩时，船舶在动态外力矩作用下，当外力矩等于复原力矩时，由于惯性作用船舶将继续倾斜，当外力矩所做的功完全由复原由于惯性作用船舶将继续倾斜，当外力矩所做的功完全由复原力矩所做的功抵消时，船舶的角速度才变为零而停止倾斜，但力矩所做的功抵消时，船舶的角速度才变为零而停止倾斜，但此时并未达到力的平衡状态，船舶将开始复原。如此往复摆动，此时并未达到力的平衡状态，船舶将开始复原。如此往复摆动，受水和空气的阻力作用，船舶的摆动角速度逐渐减小，船舶最受水和空气的阻力作用

21、，船舶的摆动角速度逐渐减小，船舶最终将平衡于其静倾角处。终将平衡于其静倾角处。 船舶横倾过程中，船舶横倾过程中，M Mh h和和M MR R不等，则产生一角加速度，不等，则产生一角加速度，迫使船舶作加（减）速倾斜；迫使船舶作加（减）速倾斜；W Wh h不等于不等于W WR R，船舶就具有一，船舶就具有一定的角速度使船舶继续倾斜。定的角速度使船舶继续倾斜。四四. 动稳性的概念动稳性的概念 船舶动平衡及动倾角船舶动平衡及动倾角 在动态外力矩作用下在动态外力矩作用下船舶发生倾斜，当角速船舶发生倾斜，当角速度为零时不再向倾斜方度为零时不再向倾斜方向继续倾斜，此时船舶向继续倾斜，此时船舶处于处于动平衡状

22、态动平衡状态。 船舶达到动平衡时的船舶达到动平衡时的横倾角称横倾角称动倾角动倾角。 船舶船舶动平衡条件动平衡条件： W Wh h=W=WR R四四. 动稳性的概念动稳性的概念 船舶动平衡及动倾角船舶动平衡及动倾角静倾角静倾角 s s：船舶在静力作用下的最大横倾角。：船舶在静力作用下的最大横倾角。动倾角动倾角 d d：船舶在动力作用下的最大横倾角。：船舶在动力作用下的最大横倾角。四四. 动稳性的概念动稳性的概念 动稳性大小的基本标志动稳性大小的基本标志动稳性用动稳性用复原力矩所做的功复原力矩所做的功W WR R来表征。来表征。 静稳性用复原力矩静稳性用复原力矩M MR R来表征。来表征。 四四.

23、 动稳性的概念动稳性的概念最小倾覆力矩最小倾覆力矩M Mhminhmin 船舶在极限动平衡时对船舶在极限动平衡时对应的外力矩为船舶能够应的外力矩为船舶能够承受外力矩的最大值，承受外力矩的最大值，即使船舶倾覆所需力矩即使船舶倾覆所需力矩的最小值。的最小值。 最小倾覆力矩最小倾覆力矩M Mhminhmin：船：船舶在极限动平衡时的外舶在极限动平衡时的外力矩（衡量船舶动稳性力矩（衡量船舶动稳性的重要参数）。的重要参数）。 从动稳性考虑，保证船从动稳性考虑，保证船舶不致倾覆的条件为：舶不致倾覆的条件为： M Mh hMMhminhmin四四. 动稳性的概念动稳性的概念 最小倾覆力矩最小倾覆力矩M Mh

24、minhmin动稳性的衡准指标动稳性的衡准指标 ( (稳性衡准数稳性衡准数K)K) wminhwminhllMMKM Mhminhmin、l lhminhmin 最小倾覆力矩和力臂，即使船舶最小倾覆力矩和力臂，即使船舶发生倾覆的最小动倾外力矩和力臂；发生倾覆的最小动倾外力矩和力臂；M Mw w、l lw w 风压倾侧力矩和力臂，即设定的恶劣风压倾侧力矩和力臂，即设定的恶劣海况下风压对船舶的动倾力矩和力臂。海况下风压对船舶的动倾力矩和力臂。 四四. 动稳性的概念动稳性的概念 动稳性与静稳性的区别动稳性与静稳性的区别 静静 稳稳 性性动动 稳稳 性性受力性质受力性质静态外力作用静态外力作用动态外力

25、作用动态外力作用表表 征征复原力矩复原力矩M MR R( (力臂力臂GZ) GZ) M MR R = = GZGZM MR R所作功所作功W WR R( (力臂力臂l ld d) ) M Md d=W=WR R = = l ld d平衡条件平衡条件当当M MR R = M = Mh h时，船舶平时，船舶平衡于静倾角衡于静倾角 s s当当W WR R = W = Wh h时，船时，船舶平衡于动倾角舶平衡于动倾角 d d五五. 法定规则法定规则对船舶稳性的要求对船舶稳性的要求 对国内航行海船稳性的基本要求对国内航行海船稳性的基本要求 经自由液面修正后，船舶在所核算的装载状经自由液面修正后，船舶在所

26、核算的装载状况下必须同时满足：况下必须同时满足： (1) GM (1) GM 0.15m 0.15m； (2) GZ|(2) GZ| =30=30 0.20m 0.20m，当，当 f f302.02.0时，该要求可适当放宽；时，该要求可适当放宽； (4) K (4) K 1.00 1.00。 wminhwminhllMMK五五. 法定规则法定规则对船舶稳性的要求对船舶稳性的要求 对国际航行海船的稳性基本要求对国际航行海船的稳性基本要求 经自由液面修正后，船舶在所核算装载状态经自由液面修正后，船舶在所核算装载状态下必须同时满足（符合下必须同时满足（符合IMOIMO稳性规则）：稳性规则）： (1)

27、GM (1)GM 0.15m 0.15m； (2)(2)复原力臂曲线下的面积：在横倾角复原力臂曲线下的面积：在横倾角0 03030之间所之间所围面积应不小于围面积应不小于0.055m0.055mradrad；在横倾角；在横倾角0 04040或进水角或进水角中较小者之间所围面积应不小于中较小者之间所围面积应不小于0.090m0.090mradrad；在横倾角；在横倾角30304040或进水角中较小者之间所围面积应不小于或进水角中较小者之间所围面积应不小于0.030m0.030mradrad； (3)GZ|(3)GZ| =30=30 0.20m 0.20m； (4)(4)smaxsmax 25 2

28、5； (5)(5)满足天气衡准要求。满足天气衡准要求。 (1)GM (1)GM 0.15m 0.15m； (2)(2)复原力臂曲线下的面积：在横倾角复原力臂曲线下的面积：在横倾角0 03030之间所之间所围面积应不小于围面积应不小于0.055m0.055mradrad；在横倾角；在横倾角0 04040或进水角或进水角中较小者之间所围面积应不小于中较小者之间所围面积应不小于0.090m0.090mradrad；在横倾角；在横倾角30304040或进水角中较小者之间所围面积应不小于或进水角中较小者之间所围面积应不小于0.030m0.030mradrad； (3)GZ|(3)GZ| =30=30 0

29、.20m 0.20m； (4)(4)smaxsmax 25 25； (5)(5)满足天气衡准要求。满足天气衡准要求。六六. 船舶临界稳性资料船舶临界稳性资料 最小许用初稳性高度最小许用初稳性高度GMGMc c（临界初稳性高度）：（临界初稳性高度）：恰能同时满足船舶完整稳性全部指标的最低要求恰能同时满足船舶完整稳性全部指标的最低要求时，对船舶初稳性高度的最低限制值。时，对船舶初稳性高度的最低限制值。 许用重心高度许用重心高度KGKGc c（极限重心高度）：（极限重心高度）：恰能同时恰能同时满足船舶完整稳性全部指标的最低要求时，对船满足船舶完整稳性全部指标的最低要求时，对船舶重心高度的最高限制值。

30、舶重心高度的最高限制值。 KGKGc c = KM - GM = KM - GMc c 应用：应用：GMGMGMGMc cKGKGKGKGc c法定规则法定规则规定船舶资料规定船舶资料必须提供必须提供GMGMc c或或KGKGc c曲线。曲线。六六. 船舶临界稳性资料船舶临界稳性资料七七. 船舶稳性的调整船舶稳性的调整 船舶稳性的适用范围船舶稳性的适用范围GMGMc c ,GM| ,GM|T=9sT=9s 横摇周期为横摇周期为15s15s左右对应的左右对应的GMGM值为适宜值。值为适宜值。0202GMKG4Bf58. 0T 20TBfGM 法定规则法定规则经验公式经验公式七七. 船舶稳性的调整

31、船舶稳性的调整设设GMGM的调整值的调整值:GM=:GM=要求的要求的GMGM2 2- -调整前调整前GMGM1 1。 垂向移动载荷垂向移动载荷Z Z P P重心垂向移动距离重心垂向移动距离(m),(m), 下移取下移取“+ +”，上移取，上移取“- -”。 垂移前后不变，则垂移前后不变，则KMKM不变，垂不变，垂移所引起的重心高度改变量在数值移所引起的重心高度改变量在数值上等于初稳性高度改变量。上等于初稳性高度改变量。 该方法适用于配载计划编制阶段。该方法适用于配载计划编制阶段。七七. 船舶稳性的调整船舶稳性的调整 垂向移动载荷垂向移动载荷 当满舱无法上下移货时，可采用轻重当满舱无法上下移货

32、时，可采用轻重货等体积互换方法调整。货等体积互换方法调整。 七七. 船舶稳性的调整船舶稳性的调整 加减载荷加减载荷( ( P P 10% 10% ) ) P P加载取加载取“+”+”，减载取，减载取“-”-”。 此方法属于少量载荷增减，此方法属于少量载荷增减，适用于船舶配载时、装载后或适用于船舶配载时、装载后或航行中的稳性调整。航行中的稳性调整。第四章第四章 保证满足船舶的强度要求保证满足船舶的强度要求一一. 船舶强度的定义和分类船舶强度的定义和分类 船舶强度船舶强度(Strength of ships)(Strength of ships)：船体结构船体结构抵抗内外作用力的能力。抵抗内外作用

33、力的能力。 船舶强度可分为：船舶强度可分为： 二二. 船体纵向结构的受力概述船体纵向结构的受力概述 单位长度船体的重力、浮力和载荷的分布单位长度船体的重力、浮力和载荷的分布曲线曲线 二二. 船体纵向结构的受力概述船体纵向结构的受力概述切力及其分布曲线切力及其分布曲线 若船体纵向坐标若船体纵向坐标为为x x的横剖面一侧所受的横剖面一侧所受的重力和浮力总数不的重力和浮力总数不相等，该侧船体必然相等，该侧船体必然受到来自另一侧船体受到来自另一侧船体的作用力（的作用力（切力切力）。）。 船舶最大切力通船舶最大切力通常出现在距首尾常出现在距首尾1/41/4船船长附近。长附近。二二. 船体纵向结构的受力概

34、述船体纵向结构的受力概述切力及其分布曲线切力及其分布曲线 若船体纵向坐标若船体纵向坐标为为x x的横剖面一侧的重的横剖面一侧的重力对剖面的力矩和浮力对剖面的力矩和浮力对剖面的力矩不相力对剖面的力矩不相等，该侧船体必然受等，该侧船体必然受到来自另一侧船体的到来自另一侧船体的力矩（力矩（弯矩弯矩）。）。 船舶最大弯矩通船舶最大弯矩通常出现在船舯前后。常出现在船舯前后。二二. 船体纵向结构的受力概述船体纵向结构的受力概述 船体总纵弯曲变形（拱垂变形）船体总纵弯曲变形（拱垂变形） 切力与弯矩作用于船体，使船体产生剪切切力与弯矩作用于船体，使船体产生剪切变形和弯曲变形，构成船体的纵向变形，变形和弯曲变形

35、，构成船体的纵向变形，即总纵弯曲变形（拱垂变形）。即总纵弯曲变形（拱垂变形）。 船体产生总纵弯曲的主要原因是由于重力船体产生总纵弯曲的主要原因是由于重力和浮力沿船长分布不一致所引起。和浮力沿船长分布不一致所引起。二二. 船体纵向结构的受力概述船体纵向结构的受力概述 船体总纵弯曲变形（拱垂变形）船体总纵弯曲变形（拱垂变形） 中拱中拱(Hogging)(Hogging)船体中船体中部上拱的弯曲状态部上拱的弯曲状态( (受正受正弯矩作用弯矩作用) )。 中垂中垂(Sagging)(Sagging)船体中船体中部下垂的弯曲状态部下垂的弯曲状态( (受负受负弯矩作用弯矩作用) )。 不利位置不利位置二二

36、. 船体纵向结构的受力概述船体纵向结构的受力概述 船体纵向强度船体纵向强度：指船体结构所具有的抵御：指船体结构所具有的抵御因重力和浮力沿纵向分布不一致而造成的因重力和浮力沿纵向分布不一致而造成的极度变形或损坏的能力。极度变形或损坏的能力。 船体受力超过纵向强度的允许范围，将导船体受力超过纵向强度的允许范围，将导致船体纵向构件（如甲板、龙骨等）发生致船体纵向构件（如甲板、龙骨等）发生永久变形或损坏。永久变形或损坏。三三. 船体纵向强度的校核方法船体纵向强度的校核方法 许用切力和许用弯矩许用切力和许用弯矩 校核各横剖面的静水切力和静水弯矩校核各横剖面的静水切力和静水弯矩 强度曲线图和载荷对船中弯矩

37、允许范围表强度曲线图和载荷对船中弯矩允许范围表 用经验方法控制船体的总纵变形用经验方法控制船体的总纵变形 根据实船吃水判断船舶总纵弯曲变形根据实船吃水判断船舶总纵弯曲变形 船体应力监测系统船体应力监测系统三三. 船体纵向强度的校核方法船体纵向强度的校核方法 用经验方法控制船体的总纵变形用经验方法控制船体的总纵变形（满足纵（满足纵向强度条件的经验积载方法；向强度条件的经验积载方法；按舱容比例按舱容比例分配各舱载货重量）分配各舱载货重量） A Ai i 第第i i舱调整值舱调整值(t)(t)。两种确定方法：。两种确定方法： 取夏季满载时该舱装载量的取夏季满载时该舱装载量的10%10%。 取本航次该舱装载量的取本航次该舱装载量的10%10%。 ichchiiAQVVP %10NDWVVAschi .chi %10QVVAchi .chi 三三. 船体纵向强度的校核方法船体纵向强度的校核方法 根据实船吃水判断船舶总纵弯曲变形根据实船吃水判断船舶总纵弯曲变形判别拱垂变形的方法判别拱垂变形的方法设拱垂值设拱垂值 ，则：则： 当当 0 0时，船舶呈时，船舶呈中拱变形；中拱变形； 当当 0 0时，船舶呈时，船舶呈中垂变形。中垂变形。 2dd