上海大船舶原理基础讲义

第一节主尺度与船形系数船型尺度(Mouldeddimens垂线间长Lbp（Lengthbetweenperpendiculars首垂线FP与尾垂线AP之间水AP（Aftperpendicular基线(龙骨板上缘)至水线间的垂龙骨板厚度tk=d-dM吃水差:t=dF(首吃水)-dA(尾吃水)1设计水线面(Designedwaterplane)：过设计吃水且平行于基平面的平面上船体三、船形系数(CoefficientsAw——平行于基平面的水线面面积，m2。2.船中剖面系数Cm(MidshiAm——船中剖面面积，m2。2第二节船体型线图2.半宽水线图(Halfbreadthplan)由平行于基平面等间距的若干剖面截船体所得的船体型表面叠置于同一水平第三节船体近似计算3IOY′=IOY+c2A4xy33ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ0112131415106117128139145————水线面面积A：漂心纵向坐标Xf对ox轴的惯性矩IT5xy33ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ011422344254062174282394415————漂心纵向坐标Xf对ox轴的惯性矩IT6第一节船舶平衡条件与浮态浮性(Floatability):船舶在一定装载dm)式中：▽——船舶排水体积，m3;+DWDW——总载重量，t。7第二节船舶静水力参数8当船舶有少量载荷P变化时，其平均吃水的变化量δ3．浮心距舯距离Xb和漂心距舯距离Xf4．厘米纵倾力矩MTC9第三节船舶吃水式中:dF,dM,dA——船舶首、舯和尾部左右平均吃水(dm1.m0.0第四节邦金曲线与费尔索夫图谱第五节浮性衡准式中：F0——基本干舷，由抗沉性高的散液船（A类船）和其他船（B类上述中:MFBd≤MFBdM——船中吃水，m;dFB——勘定干舷高度对应的满载吃第一节稳性的基本概念式中:GZ——复原力臂(重力和浮力作用线船舶微倾前后浮力作用线的交点。其距基线的高度KM=f(dm)可从船舶资料中查取。第二节船舶稳性指标的计算式中:KM——横稳心距基线高度(m)，KM=f(dm);KG0——船舶重心距基线高度(m);（iii)以舱内载荷的合体积中心或舱容中心作为舱内ix——自由液面对其横倾轴的惯性距距离l，船舶的横倾角θ,则：KH——重量稳性力臂(m)，KH=KG.sinθ,式中：GZ——复原力臂(m)，GZ=KN-KH。GZ=GAZA−(KG0−KGA)sinθ(m)GZ=MS+GM0sinθ(m)L1--液舱最大长度，m;当ctgθ≥b/h时当ctgθ≤b/h时(a)2.动稳性的衡准指标——稳性衡准数K的计算式中：Mhmin、lhmin——最小倾覆力矩和力臂，即使船舶发生倾覆的最小动倾外力Mw①绘制动稳性曲线ld=f(②在ld=f(曲线上作两项修正：Aw——船舶横向受风面积(m2),Aw=f(dm)；第三节对稳性的基本要求一、对最恶劣海况和船舶状况的设定（2）顺浪和偏顺浪下冲浪和打横由于纵摇或垂荡对横摇的耦合作用，0.5Tθ)。在平均波长λb>0.8Lbp，且有效波高低船速或改变航向以避免受到巨浪的连续参激横摇运动或各种危险组合而产生的危2．船舶无初始横倾，全航程中船上所有非液体(3)复原力臂曲线在横倾角0°~40°或进水角中较小者之间所围面积应不小于(4)复原力臂曲线在横倾角30°~40°或进水角中较小者之间所围面积应不小于(6)θsmax≥30°,至少不小于25°;KGc=KM-GMc=f(Δ)第四节船舶稳性的校核与检验EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up9(杂货船),满载时){底舱货约占货总重65%≤(1/5～1/6)B)f——系数，由B/dm查表。式中：f,——横摇周期系数，一般货船取0.73～0.88。设横向移动P(t)，船舶产生横倾角θ,则：或：GMGM0↓=f(Tθ↑)当受到较小外力矩作用时，船舶会发生明KGL=KM−GML式中：ΔL,GML,KGL——分别为倾斜试验时测定的排水量、初稳性高度和重心高度。4°);第五节船舶稳性的调整式中：Y——P重心距中纵剖面的距离(m);例3-3：某轮排水量15000t,GM0=0.45m,要求GM1=0.60m，现利用二层舱的盘元(SFH=0.45m3/t)和底舱的棉花(SFL=2.80m3/t)互换舱位来调整稳性(货物垂向移动距第一节对船舶吃水差的要求过大尾满载时：t=-0.3～-0.5m半载时：t=-0.6～-0.8m轻载时：t=-0.9～-1.9mI——螺旋桨轴心至水面高度(m);第二节吃水差的计算和调整即吃水差基本计算公式：t(m)Xg≠Xb）。和Xg首吃水：dF=dmt尾吃水：dA=dmt设首吃水系数：TCF尾吃水系数：TCA则：dF=dmt第三节吃水差计算图表又：dF=dmt=f=f(P,dm,XP)δdA=f(P,dm,XP)δdF′=f(XP,dm)P=100tδdA′=f(XP,dm)P=100t据此能绘制以XP为横坐已卸空。此时排水量6300t，首吃水4.80m，尾吃水2.60m，并开始以50t/h的速度向首尖舱打压载水。问该轮最早何时才能使尾吃水达到2.4m开始修理？（已知:船长船宽25m，KM=8.90m，GM=0.90m，Xf=-4.0m，TPC=25.5t/知次日中浚高潮潮高为3.15m，铜沙浅滩基准水深-7.00m，过浅时要求富裕水深0.70m，铜沙浅滩海水比重为1.010,绿华山锚地海水比重为1.025，TPC=35t/cm，例4-4：某轮装载至dF0=7.20m,dA0=7.00。该轮满载吃水能满足吃水差的要求？(TPC=24tdmδdF'第一节抗沉性概述抗沉性（Insubmersibility船舶在一舱或相邻数舱破损进水后仍能保持一定第三类舱第二类舱第一类舱第二节船舶抗沉性衡准分舱因数F：表征船舶抗沉性安全度的系数，由船长和业务衡准数（2）可浸长度是相对于满载水线而言,空载船,可能满足”二舱制”或”三舱（4）从平衡角到进水角和消失角(取小者)之间正值范围的复原力臂曲线下的面R=(0.002+0.0009LS)1/3第三节船舶破损后浮态和稳性计算=dF1-dA1δd=dm1-dm0船舶首尾吃水：dF1=dmtρ,自由液面惯性矩ix；NY结束vv——渗透率；F——破洞面积（m2h——破洞中心至舷内水面垂直距离(m)。当舱内进水面未超过破洞中心本轮货舱、水舱、油舱的通风管、测量管、第一节船舶强度概念第二节保证满足船体纵向强度条件中垂(Sagging)船体中部下垂的弯曲(2)实际静水弯矩MEQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up0(′),S)和允许静水弯矩Ms计算①船中剖面实际静水弯矩MEQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up0(′),S)计算ΣBi.Xi——船体每一段浮力Bi对舯力矩绝对值之和，可由dm查取。显然，对特定船MEQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up1(′),S)=f(ΣPi.Xi,dm)②船中剖面允许静水弯矩Ms计算Ms=Mmax−Mw=0.155.Wd−Mw式中：Mmax——船舯剖面所能承受的最大Mw——波浪附加弯矩，对特定船(3)MEQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up0(′),S)与Ms的比较ssssssssEQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up0(′),s)EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up0(′),s)对特定船，Ms′=f(ΣPi.Xi,dm)ΣPi.Xi=f(dm)MS′=CEQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(′),s)设对船体n个横剖面进行校核中第i个剖面的剪力、弯矩和扭矩的校核RBMi=EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up8(第i剖面实际所受弯矩),第i剖面最大允许弯矩)×100%RSF若同时满足：RSFi、RBMi、RTMi≤100%（i=1,2,…n则表明：船体纵强度AiNDWs.10%（不随ΣQ而变化）A船中区货舱适当多配货，多油水配置尽量多配置于中区舱柜内，压载水舱选在漂心前或后第一压载舱深舱及冷船中区若设有，则应尽量用第三节保证满足船舶局部强度条件1.计算受载面单位面积实际负荷量p′2.确定受载面单位面积允许负荷量p当p′≤p，且Σp′≤n.p1时，拟装部位局部满足要求。其中n为货底部所跨骨第一节概述F=T-R=maxxx第二节船舶阻力即：Rf=ρL2v2ΣkL2v2f或：Rf=fv2S=fv2S=Cfv2SS——湿面积；Cf=f(Rn)——摩擦阻力系数；=f(Rn)=f(Fn)确定方法:相当平板摩擦阻力+船湿表面弯ffS——船体湿表面积，m2;=器L/▽=7.5~9.0L/▽=4.0~5.52.空气阻力Ax与出坞后时间、航行区域、季节、船速、是否出入淡水港、停泊时间等第三节船舶推力1.机翼的升力L与阻力D计算公式微推力dT和微dT=dLcosβ-dDsinβdQ=微推力dT和微螺旋桨转速一定下,随船速增大,进程角增大,冲角减小,5.综合推力特性曲线因螺旋桨的排出流使船体尾部流速增加，压强减小，阻力增加δRp(或推力减小S＝nP-S＝nP-vSnPnP-vS＝AS＝ArnpPE——螺旋桨有效功率，PE＝R﹡VS。空泡：当螺旋桨运转使桨叶表面压力降低到等于或低于其水温下气化压力时，2.减压系数ξ与空泡数σ因：prpB或减压系数定义为：近桨导边pB=pmin,uB=umax空泡数定义为:ξ近剖面的螺距和减少桨叶增加螺旋桨沉升比第一节概述横荡(Sway)纵荡(Surge)纵荡：Fx=mxax横荡：Fy=myayzzz垂荡：Fzzz横摇：Mx=Jxθ′′纵摇：