浮体静力学二给学生简学习教案

1、会计学1浮体静力学二给学生浮体静力学二给学生(xu sheng)简简第一页，共66页。13 下水下水(xi shu)曲线计算曲线计算什么时候进行什么时候进行(jnxng)下水计算下水计算?为什么进行下水为什么进行下水(xi shu)计算计算?什么是下水曲线图什么是下水曲线图?船舶下水前船舶下水前保证安全下水保证安全下水1.下水重力下水重力 水平直线水平直线2.浮力浮力 曲线曲线3.下水重力对下水重力对滑道末端滑道末端的力矩的力矩 倾斜直线倾斜直线4.浮力对浮力对滑道末端滑道末端的力矩的力矩 曲线曲线5.下水重力对下水重力对下水架前支点下水架前支点的力矩的力矩 水平直线水平直线6.浮力对浮力对下

2、水架前支点下水架前支点的力矩的力矩 曲线曲线第1页/共65页第二页，共66页。13 下水下水(xi shu)曲线计算曲线计算如何如何(rh)求滑道的反力求滑道的反力R?如何判断如何判断(pndun)船尾开始上浮的行程船尾开始上浮的行程x1, 为什么为什么?下水曲线分析下水曲线分析如何判断是否发生尾落现象如何判断是否发生尾落现象?如何判断是否发生首落现象如何判断是否发生首落现象? 首落重量首落重量?根据分析结果如何采取措施根据分析结果如何采取措施?第2页/共65页第三页，共66页。13 下水下水(xi shu)曲线计算曲线计算下水下水(xi shu)重量及重心位置计算重量及重心位置计算准备初始数

3、据准备初始数据,绘制下水绘制下水(xi shu)布置图并注明有关尺寸布置图并注明有关尺寸下水曲线计算步骤下水曲线计算步骤给出若干个滑行距离给出若干个滑行距离x,求各位置时船的求各位置时船的首尾吃水首尾吃水在邦戎曲线上画出各纵倾水线位置在邦戎曲线上画出各纵倾水线位置,求各纵倾水线下的求各纵倾水线下的浮力浮力和和浮心纵向位置浮心纵向位置,求求浮力矩浮力矩,确定确定尾上浮位置尾上浮位置.计算计算尾上浮以后的浮力尾上浮以后的浮力(用试探方法用试探方法)计算计算入水后的浮态和初稳性入水后的浮态和初稳性-初稳性原理初稳性原理第3页/共65页第四页，共66页。13 下水曲线下水曲线(qxin)计算计算计算尾

4、上浮以后的浮力计算尾上浮以后的浮力-关键求各行程关键求各行程(xngchng)处船的首尾吃水处船的首尾吃水给出给出3-4个行程个行程(xngchng)x计算每个行程计算每个行程x时时,在在前支点处的吃水前支点处的吃水尾上浮以后的运动特点尾上浮以后的运动特点-前支架沿滑道运动前支架沿滑道运动, 同时船绕前支点旋转同时船绕前支点旋转 在每个行程在每个行程x处处,假定几个尾吃水假定几个尾吃水在邦戎曲线上画出各纵倾水线位置在邦戎曲线上画出各纵倾水线位置,求求浮力浮力和和浮心纵向位置浮心纵向位置,求求浮力对前支点力矩浮力对前支点力矩.第4页/共65页第五页，共66页。13 下水下水(xi shu)曲线计

5、算曲线计算画尾上浮画尾上浮(shn f)后的浮力和力矩曲线后的浮力和力矩曲线,确定该行程确定该行程x 处的实际尾吃水及对应水线的浮力处的实际尾吃水及对应水线的浮力-交点处交点处浮力浮力(fl)浮力浮力第5页/共65页第六页，共66页。14 滑道滑道(hu do)压力的计算压力的计算目的目的:检验检验(jinyn)润滑油脂、滑道及前支架是否能承受润滑油脂、滑道及前支架是否能承受船台(chunti)滑道是由方木铺成的 滑板 第6页/共65页第七页，共66页。14 滑道压力滑道压力(yl)的计算的计算前支架前支架(zhji)处的横剖面处的横剖面第7页/共65页第八页，共66页。什么什么(shn me

6、)是船舶抗沉性是船舶抗沉性?抗沉性包括抗沉性包括(boku)哪些内容哪些内容?要思考要思考(sko)的问题的问题提高船舶抗沉性的主要措施提高船舶抗沉性的主要措施?为什么在设计阶段要考虑抗沉性？为什么在设计阶段要考虑抗沉性？为什么军船和民船对抗沉性要求不同为什么军船和民船对抗沉性要求不同?第8页/共65页第九页，共66页。 2-1 概述概述(i sh)什么什么(shn me)是船舶抗沉性是船舶抗沉性?抗沉性抗沉性不沉性破损稳性为什么在设计阶段要考虑抗沉性？为什么在设计阶段要考虑抗沉性？为什么军船和民船对抗沉性要求不同为什么军船和民船对抗沉性要求不同?第9页/共65页第十页，共66页。抗沉性包括哪

7、些抗沉性包括哪些(nxi)内容内容?抗沉性主要抗沉性主要(zhyo)包括：包括：静力学抗沉理论静力学抗沉理论(lln)和计算方法和计算方法动力学抗沉理论动力学抗沉理论概率论方法概率论方法静力学方法主要研究静力学方法主要研究破损进水后最终平衡位置的确定在新的平衡位置的稳性初稳性大角稳性浮态 第10页/共65页第十一页，共66页。第第1种措施种措施(cush)用水密隔壁对船舶分舱，即结构用水密隔壁对船舶分舱，即结构(jigu)措施措施 2-1 概述概述(i sh)提高船舶抗沉性的主要措施提高船舶抗沉性的主要措施?第第2种措施种措施由船员日常完成的预防性的组织技术措施由船员日常完成的预防性的组织技术

8、措施第第3种措施种措施与淹水斗争与淹水斗争、恢复稳性、扶正舰体、恢复稳性、扶正舰体第11页/共65页第十二页，共66页。进水舱第一类舱第二类舱第三类舱舱的顶部位于水线一下，船体破损后海水灌满整个舱室，但没有舱的顶部位于水线一下，船体破损后海水灌满整个舱室，但没有(mi yu)自由液面。自由液面。进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自由进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自由(zyu)液面。液面。舱的顶盖在水线以上，舱内的水与海水相通舱的顶盖在水线以上，舱内的水与海水相通(xingtng)，舱内水与海水保持同一水平面。，舱内水与海水保持同一水平面。普遍情况第12页/共65

9、页第十三页，共66页。抗沉性计算抗沉性计算(j sun)的两种基本方法的两种基本方法增加增加(zngji)重量法重量法损失浮力法损失浮力法把破舱后进入船内的水看成是增加的液体重量。把破舱后进入船内的水看成是增加的液体重量。把破舱后的进水区域看成与舷外水连通，该部分的浮力已经损失。把破舱后的进水区域看成与舷外水连通，该部分的浮力已经损失。固定排水量法第13页/共65页第十四页，共66页。2种方法种方法(fngf)比较比较进水后载况比较进水后载况比较(bjio)进水后进水后结果结果比较比较增加重量法增加重量法损失浮力法损失浮力法重量和重心变了重量和重心不变，相当于封闭的船型形状变了。浮态参数浮态参

10、数复原力矩复原力矩横稳性高横稳性高纵稳性高纵稳性高适用进水舱的类型适用进水舱的类型第1类进水舱第2类进水舱第3类进水舱第14页/共65页第十五页，共66页。舱壁甲板边线以下(yxi)76mm 处的一条曲线可浸长度可浸长度(chngd)：船舱的最大许可长度：船舱的最大许可长度(chngd)表示进水以后船舶的破舱水线洽与限界线相切第15页/共65页第十六页，共66页。可浸长度可浸长度(chngd)的计算原理的计算原理为极限破舱水线W1L1以下的排水体积(tj)对于中横剖面的体积(tj)静矩为计算水线WL以下的排水体积对中横剖面的体积静矩最高破舱水线MM1第16页/共65页第十七页，共66页。可浸长

11、度可浸长度(chngd)的计算关键问题的计算关键问题已知：极限(jxin)破舱水线下的船舱进水体积Vi及其形心xi求： 船舱的长度和位置可浸长度曲线的计算方法可浸长度曲线的计算方法计算水线极限破舱水线z=1.6D-1.5d(1) 绘制极限破舱水线第17页/共65页第十八页，共66页。(2) 计算进水体积(tj)Vi及其形心纵向坐标xi极限破舱水线下的进水舱的容积(rngj)曲线第18页/共65页第十九页，共66页。(3) 计算进水舱的可浸长度(chngd)及其位置已知：Vi和xi 求: l和x 解：图解法根据：积分曲线的特性舱长l一段的体积=Vi该舱对于(duy)通过COD横剖面的体积静矩=0

12、，所以该舱的体积形心在xi处第19页/共65页第二十页，共66页。快速(kui s)计算进水舱的可浸长度及其位置代替所有(suyu)极限破舱水线第20页/共65页第二十一页，共66页。(4) 绘制可浸长度(chngd)曲线已知：各进水舱的l和x实际的可浸长度(chngd)曲线渗透率=1时的可浸长度曲线第21页/共65页第二十二页，共66页。许用舱长许用舱长=实际实际(shj)的可浸长度的可浸长度 分舱因数分舱因数= l F分舱因数分舱因数(ynsh)F决定许用舱长决定许用舱长 许用舱长反映了各类船舶在抗沉性方面要求的不同许用舱长反映了各类船舶在抗沉性方面要求的不同F1第22页/共65页第二十三

13、页，共66页。一舱制船一舱制船 两舱制船两舱制船 三舱制船三舱制船 如果船舶在一舱破损后最终平衡水线不超过限界线，两舱破损后最终平衡水线超过限界线，则该船的抗沉性只能满足一舱不满足一舱不沉的要求沉的要求 如果相邻两舱破损后最终平衡水线不超过限界线，则满足两舱不沉满足两舱不沉的要求的要求 相邻三舱破损后仍能满足不沉性满足不沉性要求的船要求的船 1.0=F0.5 0.5=F0.33 0.33=F0.25 计算任任一舱室进水后的稳性计算任意任意两个相邻舱室同时进水后的稳性计算任意任意三个相邻舱室同时进水后的稳性第23页/共65页第二十四页，共66页。 分舱因数F是决定船舶抗沉性要求的一个关键因素，

14、其具体数值(shz)与船舶长度，用途及业务性质有关； 船舶水密舱室的划分，是根据实际需要(xyo)而布置的。许 用舱长曲线仅作为保证船舶满足抗沉性要求，而对舱 的长度加以一定的限制;实际舱长如果小于或等于许用舱长，则满足抗沉性要求以上只是针对对称进水的浮态提出的抗沉要求以上只是针对对称进水的浮态提出的抗沉要求第24页/共65页第二十五页，共66页。法规对国际航行单体客船(k chun)的破舱稳性要求：第25页/共65页第二十六页，共66页。法规对国际航行(hngxng)单体客船的破舱稳性要求：第26页/共65页第二十七页，共66页。国内航行船舶国内航行船舶 有关破舱稳性的规则有关破舱稳性的规则

15、(guz)和要求和要求 第27页/共65页第二十八页，共66页。A型船型船 定义定义(dngy) B型船型船 定义定义(dngy) 第28页/共65页第二十九页，共66页。B-60型船型船 定义定义(dngy) B-100型船型船 定义定义(dngy) 第29页/共65页第三十页，共66页。第30页/共65页第三十一页，共66页。国际国际(guj)航行船舶航行船舶 有关破舱稳性的规则和要求有关破舱稳性的规则和要求 确定性方法(fngf)概率论方法概率论方法第31页/共65页第三十二页，共66页。破损稳性计算破损稳性计算(j sun)及衡准的方法及衡准的方法 确定性方法确定性方法(fngf)第3

16、2页/共65页第三十三页，共66页。破损稳性计算破损稳性计算(j sun)及衡准的方法及衡准的方法 概率论方法概率论方法(fngf)第33页/共65页第三十四页，共66页。第34页/共65页第三十五页，共66页。第35页/共65页第三十六页，共66页。第36页/共65页第三十七页，共66页。第37页/共65页第三十八页，共66页。第38页/共65页第三十九页，共66页。第39页/共65页第四十页，共66页。第40页/共65页第四十一页，共66页。第41页/共65页第四十二页，共66页。第42页/共65页第四十三页，共66页。破损破损(p sn)(p sn)情况的浮态和稳性要求情况的浮态和稳性要

17、求 ： 应校核的破损应校核的破损(p sn)(p sn)情况：情况：第43页/共65页第四十四页，共66页。IMO A.265 IMO A.265 对客船对客船(k chun)(k chun)的分舱和破舱稳性要求（概率论方法）的分舱和破舱稳性要求（概率论方法）19731973长期以来，船舶抗沉性的衡准方法-一直采用确定性方法 考虑到船舶在海上(hi shn)航行发生的海损事故具有很大的随机性质，因此用概率计算方法研究船舶抗沉性的衡准更为合理。 制定原则等效规则新规则的安全程度 应大体与 原来安全公约 所规定的要求相当。船舶的安全程度 随船长和旅客总数的增加而提高采用分舱指数作为衡量船舶在破损后

18、具有残存能力的安全程度的衡准一. 制定原则和基础80年生效第44页/共65页第四十五页，共66页。IMO A.265 IMO A.265 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(yoqi)(yoqi)（概率论方法）（概率论方法）特点(tdin)破损对船舶的影响取决于：哪一个舱或相邻一组舱进水；破损时 船舶的吃水及完整稳性破损处所的渗透率以及破损时的海况等因素。第45页/共65页第四十六页，共66页。IMO A.265 IMO A.265 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(yoqi)(yoqi)（概率论方法）（概率论方法）基础(jch)对实船的海难资料作破损统计

19、，得出破损范围（长度和深度）及 位置的分布函数，再求得某一舱或舱组进水概率的计算公式（求pi）以模型试验及船舶碰撞时的海况报告为基础，得出某一舱或舱组进 水后船舶不致倾覆或沉没的概率计算公式。（求si）最后，船舶破损后残存的概率 = 进水概率pi 不致倾覆或 沉没的概率si 之总和。 第46页/共65页第四十七页，共66页。IMO A.265 IMO A.265 对客船对客船(k chun)(k chun)的分舱和破舱稳性要求（概率论方法）的分舱和破舱稳性要求（概率论方法）二. 主要(zhyo)衡准分舱所有舱室应保证一舱不沉一舱不沉，但对于船长大于100米的船，首尖舱和其相邻舱组成的舱组应满足

20、 两舱不沉两舱不沉。 第47页/共65页第四十八页，共66页。第48页/共65页第四十九页，共66页。稳性和浮性在进水最终(zu zhn)阶段：（a）用固定排水量法对船舶正浮状态(zhungti)算出的初稳性高GM 应不小于下 列各式计算所得的最大值： F1有效平均破损干舷（b）一舱进水时的横倾角不得超过7o，两个或两个以上相邻舱 进水后的横倾角不得超过12o （c）除进水舱或舱组外，有关舱壁甲板的甲板边线的任何部分 均不应被淹没。第49页/共65页第五十页，共66页。在平衡前及进水中间(zhngjin)阶段：（a）平衡前及进水中间阶段的最大横倾角(qngjio)不得超过20 ， 且不得导致继续浸水。（b）剩余稳性是足够的船舶达到的分舱指数