第一篇第3章初穩(wěn)性(1)

1、2 - 1 2 - 2 2 - 3 概述概述 2 - 4 2 - 5 2 - 6 2 - 7 2 - 8 2 - 9 2 - 10 2 - 11 2 - 12 2 - 13 2 - 14 從復(fù)原力矩從復(fù)原力矩MR 和橫傾方向和橫傾方向 或從穩(wěn)心或從穩(wěn)心M 和重心和重心G 的相的相 對(duì)位置）之間的關(guān)系，可以判斷船舶平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性能。對(duì)位置）之間的關(guān)系，可以判斷船舶平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性能。 2 - 15 ( 1 ）重心）重心G 在穩(wěn)心在穩(wěn)心M 之下，之下，MR的方向與橫傾方向相反，的方向與橫傾方向相反， 當(dāng)外力消失后，它能使船舶回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以當(dāng)外力消失后，它能使船舶回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，

2、所以 稱(chēng)為穩(wěn)定平衡（如圖稱(chēng)為穩(wěn)定平衡（如圖3 一一9 ( a ) ）。此時(shí)，）。此時(shí)，GM和和MH都為都為 正值。正值。 ( 2 ）重心）重心G 在穩(wěn)心在穩(wěn)心M 之上，之上，MR 的方向與橫傾方向相同，的方向與橫傾方向相同， 它使船舶繼續(xù)傾斜而不再回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以稱(chēng)它使船舶繼續(xù)傾斜而不再回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以稱(chēng) 為不穩(wěn)定平衡（如圖為不穩(wěn)定平衡（如圖3 一一9 ( b ) ）。此時(shí)，）。此時(shí)，GM和和MH都為都為 負(fù)值。負(fù)值。 ( 3 ）重心）重心G 和穩(wěn)心和穩(wěn)心M 重合，重合，GM=MH=0 ，當(dāng)外力消失后，當(dāng)外力消失后， 船不會(huì)回復(fù)到原來(lái)位置，也不會(huì)繼續(xù)傾斜，稱(chēng)為中性平衡船不會(huì)

3、回復(fù)到原來(lái)位置，也不會(huì)繼續(xù)傾斜，稱(chēng)為中性平衡 或隨遇平衡（如圖或隨遇平衡（如圖3 一一9 ( c ) ）。）。 2 - 16 2 - 17 2 - 18 ( l ）重心）重心G 在浮心在浮心B 之下，之下，MR 的方向與橫傾方向相反，的方向與橫傾方向相反， 因而可使浮體回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以稱(chēng)為穩(wěn)定平衡，因而可使浮體回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以稱(chēng)為穩(wěn)定平衡， 如圖如圖3 一一10 (a ）所示。）所示。 ( 2 ）重心）重心G 在浮心在浮心B 之上，之上，M 認(rèn)的方向與橫傾方向相同，認(rèn)的方向與橫傾方向相同， 因而使浮體繼續(xù)傾斜而不再回復(fù)至原來(lái)的平衡狀態(tài)，所以因而使浮體繼續(xù)傾斜而不再回復(fù)至原來(lái)

4、的平衡狀態(tài)，所以 稱(chēng)為不穩(wěn)定平衡，如圖稱(chēng)為不穩(wěn)定平衡，如圖3 10 ( b ）所示）所示 ( 3 ）重心）重心G 和浮心和浮心B 重合，重合，MR=0，浮體可平衡于任意位，浮體可平衡于任意位 置，稱(chēng)為中性平衡，如圖置，稱(chēng)為中性平衡，如圖3 一一10 ( c ) 所示。所示。 2 - 19 2 - 20 2 - 21 通常用首尾的吃水差來(lái)表達(dá)船舶的縱傾情況。若船長(zhǎng)為通常用首尾的吃水差來(lái)表達(dá)船舶的縱傾情況。若船長(zhǎng)為L(zhǎng) L ， 首尾吃水差為首尾吃水差為t t （首傾時(shí)（首傾時(shí)t t取作正值，尾傾時(shí)取作正值，尾傾時(shí)t t 取作負(fù)取作負(fù) 值），則縱傾角值），則縱傾角為為 將上式代人式（將上式代人式（3

5、3 一一14 ) 14 ) ，得，得， 根據(jù)上式可以求得引起船舶縱傾根據(jù)上式可以求得引起船舶縱傾1cm1cm所需的縱傾力矩（即所需的縱傾力矩（即 每厘米縱傾力矩）公式。以每厘米縱傾力矩）公式。以MTCMTC表示每厘米縱傾力矩，令表示每厘米縱傾力矩，令 t= 1cm =l/100mt= 1cm =l/100m，代入式（，代入式（3 3 一一15 ) 15 ) ，則有：，則有： GMLBML 2 - 22 由于浮心和重心之間的距離由于浮心和重心之間的距離BGBG與縱穩(wěn)心半徑與縱穩(wěn)心半徑GMGML L 相比是一相比是一 個(gè)小值，因此可以認(rèn)為個(gè)小值，因此可以認(rèn)為GMGML LBMBML L，式（，式（

6、3 3 一一16 16 ）可近似）可近似 寫(xiě)成：寫(xiě)成： 如有縱傾力矩如有縱傾力矩M MT T 作用于船上，由此引起的縱傾值作用于船上，由此引起的縱傾值t t （以（以 厘米計(jì)）為厘米計(jì)）為 2 - 23 2 - 24 在上述各節(jié)中，討論了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和初穩(wěn)在上述各節(jié)中，討論了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和初穩(wěn) 性的基本原理及其計(jì)算問(wèn)題。這些計(jì)算結(jié)果通常都要繪制性的基本原理及其計(jì)算問(wèn)題。這些計(jì)算結(jié)果通常都要繪制 成綜合性的曲線圖，即船舶靜水力曲線圖，圖成綜合性的曲線圖，即船舶靜水力曲線圖，圖3 3 一一12 12 為為 某貨船的靜水力曲線圖。某貨船的靜水力曲線圖。 靜水力曲線圖全面表達(dá)了

7、船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)靜水力曲線圖全面表達(dá)了船舶在靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn) 性要素隨吃水而變化的規(guī)律。圖中一般應(yīng)包括下列曲線：性要素隨吃水而變化的規(guī)律。圖中一般應(yīng)包括下列曲線： (1)(1)型排水體積曲線型排水體積曲線 (2)(2)總排水體積總排水體積k k曲線。曲線。 (3)(3)總排水量總排水量曲線曲線 (4)(4)浮心縱向坐標(biāo)浮心縱向坐標(biāo)x xB B曲線。曲線。 (5)浮心垂向坐標(biāo)浮心垂向坐標(biāo)KB（或（或zB B）曲線）曲線 (6)水線面面積水線面面積Aw 曲線，曲線， 2 - 25 (7)漂心縱向坐標(biāo)漂心縱向坐標(biāo)xF曲線。曲線。 (8)每厘米吃水噸數(shù)每厘米吃水噸數(shù)TPC 曲線。曲線

8、。 (9)橫穩(wěn)心半徑橫穩(wěn)心半徑BM曲線（或橫穩(wěn)心垂向坐標(biāo)曲線（或橫穩(wěn)心垂向坐標(biāo)KM曲線）。曲線）。 (10)縱穩(wěn)心半徑縱穩(wěn)心半徑BML曲線曲線(或縱穩(wěn)心垂向坐標(biāo)或縱穩(wěn)心垂向坐標(biāo)KML 曲線）曲線） (11)每厘米縱傾力矩每厘米縱傾力矩MTC 曲線。曲線。 (12)水線面系數(shù)水線面系數(shù)Cwp曲線。曲線。 (13)中橫剖面系數(shù)中橫剖面系數(shù)CM 曲線。曲線。 (14)方形系數(shù)方形系數(shù)CB曲線曲線 (15)棱形系數(shù)棱形系數(shù)Cp曲線。曲線。 ( l ) ( 8 ）為浮性曲線，）為浮性曲線，( 9 ) ( ）為穩(wěn)性曲線，）為穩(wěn)性曲線， ( 12 ) （5 ）為船型系數(shù)曲線。）為船型系數(shù)曲線。 2 - 26

9、 2 - 27 2 - 28 PE(12) 船艙數(shù)船艙數(shù) PE(13) （無(wú)用）（無(wú)用） PE(14) （無(wú)用）（無(wú)用） PE(15) （無(wú)用）（無(wú)用） PE(16) 船舶折角線數(shù)船舶折角線數(shù) PE(17) 最低傾斜水線高度最低傾斜水線高度 PE(18) 次低傾斜水線高度次低傾斜水線高度 PE(19) 中間傾斜水線高度，應(yīng)等于設(shè)設(shè)計(jì)吃水中間傾斜水線高度，應(yīng)等于設(shè)設(shè)計(jì)吃水 PE(20) 次高傾斜水線高度次高傾斜水線高度 PE(21) 最高傾斜水線高度最高傾斜水線高度 PE(22) （是否有上層建筑）（是否有上層建筑） 其中，其中，PE(12)對(duì)于沒(méi)計(jì)算過(guò)船艙的船為對(duì)于沒(méi)計(jì)算過(guò)船艙的船為0。 (2)船體型值表船體型值表 2 - 29 2 - 30 2 - 31 2 - 32 2 - 33 2 - 34 2 - 35 2 - 36 2 - 37 2 - 38 2 - 39 2 - 40 2 - 41 2 - 42 2 - 43 2 - 44 2 - 45