第一篇第4章大傾角穩(wěn)性.

1、2 - 2 - 2 - 1 1 1第第4 4章章 大傾角穩(wěn)性大傾角穩(wěn)性4 4 一一1 1 概述概述4 4 一一2 2 船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法4 4 一一3 3 船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法4 4 一一4 4 上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響4 4 一一5 5 靜穩(wěn)性曲線的特征靜穩(wěn)性曲線的特征4 4 一一6 6 動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性4 4 一一7 7 船舶在各種裝載情況下的穩(wěn)性校核計(jì)算船舶在各種裝載情況下的穩(wěn)性校核計(jì)算4 4 一一8 8 極限（許用）重心高度曲線極限（許用）重心高度曲線 4 4

2、一一9 9 船體幾何要素等對(duì)穩(wěn)性的影響船體幾何要素等對(duì)穩(wěn)性的影響2 - 2 - 2 - 2 2 2如圖如圖4 4 一一1 1 所示，船舶原浮于水線所示，船舶原浮于水線W W0 0L L0 0，排水量，排水量、重心、重心在在G G 點(diǎn)，浮心在點(diǎn)，浮心在B B0 0點(diǎn)。設(shè)該船在外力矩作用下橫傾于某一點(diǎn)。設(shè)該船在外力矩作用下橫傾于某一較大的角度較大的角度，浮于水線，浮于水線W WL L。這時(shí)，船的重心位置保。這時(shí)，船的重心位置保持不變，由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由持不變，由于排水體積的形狀發(fā)生了變化，浮心位置由B B0 0點(diǎn)沿某一曲線移動(dòng)到點(diǎn)沿某一曲線移動(dòng)到B B點(diǎn)。于是重力點(diǎn)。于是重力

3、W W 和浮力和浮力=就就形成了一個(gè)復(fù)原力矩形成了一個(gè)復(fù)原力矩 2 - 2 - 2 - 3 3 3式中式中l(wèi)=GZl=GZ為重力作用線與浮力作用線之間的垂直距離，為重力作用線與浮力作用線之間的垂直距離，稱為復(fù)原力臂或靜穩(wěn)性臂。對(duì)于一定的船，靜穩(wěn)性臂稱為復(fù)原力臂或靜穩(wěn)性臂。對(duì)于一定的船，靜穩(wěn)性臂l l 隨排水量隨排水量 、重心高度、重心高度KGKG及橫傾角及橫傾角而變。在排水量而變。在排水量 及重心高度及重心高度KGKG一定時(shí)，一定時(shí)，GZGZ只隨只隨而變，如圖而變，如圖4 4 一一2 2 所示所示。討論大傾角穩(wěn)性的關(guān)鍵是確定復(fù)原力矩討論大傾角穩(wěn)性的關(guān)鍵是確定復(fù)原力矩M MR R （或復(fù)原力臂（

4、或復(fù)原力臂l ) l ) ，而求復(fù)原力臂的關(guān)鍵是確定船舶在橫傾，而求復(fù)原力臂的關(guān)鍵是確定船舶在橫傾后的浮后的浮心位置心位置B B( ( y y,z,z）。因此計(jì)算復(fù)原力臂的途徑一般是）。因此計(jì)算復(fù)原力臂的途徑一般是根據(jù)水線根據(jù)水線W WL L，計(jì)算傾斜后的浮心位置，計(jì)算傾斜后的浮心位置B B（y y, , z z）或利用重心移動(dòng)原理計(jì)算傾斜后浮心位置的移動(dòng)距離或利用重心移動(dòng)原理計(jì)算傾斜后浮心位置的移動(dòng)距離B B0 0B B。 2 - 2 - 2 - 4 4 4概述概述在第在第3 3 章中，我們已經(jīng)得到船舶在小傾角時(shí)的靜穩(wěn)性臂章中，我們已經(jīng)得到船舶在小傾角時(shí)的靜穩(wěn)性臂這個(gè)公式是根據(jù)下列假定得出的

5、：這個(gè)公式是根據(jù)下列假定得出的：( 1 ( 1 ）等體積傾斜軸線通過(guò)正浮水線面的漂心。）等體積傾斜軸線通過(guò)正浮水線面的漂心。( 2 ( 2 ）浮心移動(dòng)曲線是圓弧的一段，其圓心為初穩(wěn)心）浮心移動(dòng)曲線是圓弧的一段，其圓心為初穩(wěn)心M M，半徑為初穩(wěn)心半徑半徑為初穩(wěn)心半徑BMBM這些假定使得初穩(wěn)性研究大為簡(jiǎn)化這些假定使得初穩(wěn)性研究大為簡(jiǎn)化，但當(dāng)橫傾角，但當(dāng)橫傾角超過(guò)超過(guò)101015 15 后，上后，上述述假定就不再適用假定就不再適用。因?yàn)樵诖髢A角情況下，由于。因?yàn)樵诖髢A角情況下，由于入入水和出水楔形形狀的不對(duì)水和出水楔形形狀的不對(duì)稱性，等體積傾斜水線不再通過(guò)正浮水線面的漂心，浮心稱性，等體積傾斜水線不

6、再通過(guò)正浮水線面的漂心，浮心的移動(dòng)曲線也不再是圓弧，傾斜前后的浮力作用線的交點(diǎn)的移動(dòng)曲線也不再是圓弧，傾斜前后的浮力作用線的交點(diǎn)M M 將隨傾角而變動(dòng)。將隨傾角而變動(dòng)。2 - 2 - 2 - 5 5 5大傾角時(shí)的靜穩(wěn)性臂（見圖大傾角時(shí)的靜穩(wěn)性臂（見圖4 4 一一1 1 ）只能用下式來(lái)表示）只能用下式來(lái)表示 或?qū)懽骰驅(qū)懽魇街?，式中，l lb bBB0 0R R為浮心沿水平橫向移動(dòng)的距離，其數(shù)值為浮心沿水平橫向移動(dòng)的距離，其數(shù)值完全由排水體積的形狀所決定，因此稱為形狀穩(wěn)性臂，完全由排水體積的形狀所決定，因此稱為形狀穩(wěn)性臂，lglgB B0 0E-BE-B0 0GsinGsin，其數(shù)值主要由重心位置

7、所決定，因此，其數(shù)值主要由重心位置所決定，因此稱為重量穩(wěn)性臂。稱為重量穩(wěn)性臂。靜穩(wěn)性臂靜穩(wěn)性臂l l隨橫傾角隨橫傾角的變化比較復(fù)雜，不能用簡(jiǎn)單的公的變化比較復(fù)雜，不能用簡(jiǎn)單的公式來(lái)表示。式來(lái)表示。sincosBBbzyl2 - 2 - 2 - 6 6 6通常根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制成如圖通常根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制成如圖4 4 一一3 3 所示的所示的l = fl = f（）曲線圖，這種圖稱為靜穩(wěn)性曲線圖它表示船舶在不同傾曲線圖，這種圖稱為靜穩(wěn)性曲線圖它表示船舶在不同傾角時(shí)復(fù)原力矩（或復(fù)原力臂）的大小。角時(shí)復(fù)原力矩（或復(fù)原力臂）的大小。如把初穩(wěn)性公式如把初穩(wěn)性公式l l GMsGMsininGMGM也畫在圖也

8、畫在圖4 4 一一3 3 中，中，從圖中可以看到：在小傾角時(shí)，三條曲線基本上是重合的從圖中可以看到：在小傾角時(shí)，三條曲線基本上是重合的。但是，隨著橫傾角。但是，隨著橫傾角的增加，初穩(wěn)性公式就的增加，初穩(wěn)性公式就不符合實(shí)際情況了不符合實(shí)際情況了為此，對(duì)船舶的大傾角為此，對(duì)船舶的大傾角穩(wěn)性應(yīng)進(jìn)行專門的討論。穩(wěn)性應(yīng)進(jìn)行專門的討論。2 - 2 - 2 - 7 7 7船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法量計(jì)算法一、基本原理一、基本原理如圖如圖4 4 一一4 4 所示，船舶正浮于水線所示，船舶正浮于水線WoLoWoLo，吃水為，吃水為dodo，排水，排水體積為體積為o o，浮心在，浮心在B

9、oBo處，其高度為處，其高度為KBKBo o。當(dāng)船舶橫傾。當(dāng)船舶橫傾角角，假定傾斜水線為，假定傾斜水線為W WL L，并與，并與WoLoWoLo相交于相交于O O 點(diǎn)。點(diǎn)。V V1 1為為入入水楔形水楔形的體積，的體積，V V2 2為出水楔形的體積，為出水楔形的體積，NN NN 為通過(guò)為通過(guò)O O 點(diǎn)的計(jì)算靜矩的參考點(diǎn)的計(jì)算靜矩的參考軸線，軸線，c c為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O O 至中心線的至中心線的距離（即偏離值）。水線距離（即偏離值）。水線W WL L下的排水體積下的排水體積必然是必然是2 - 2 - 2 - 8 8 8船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法根據(jù)合力矩原理，

10、由圖根據(jù)合力矩原理，由圖4 4 一一4 4 可以看出：可以看出：對(duì)于對(duì)于NN NN 的的體積靜矩體積靜矩 船舶浮于傾斜水線船舶浮于傾斜水線NNNN時(shí)浮力作用線至軸線的距離時(shí)浮力作用線至軸線的距離令令2 - 2 - 2 - 9 9 9船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法則式（則式（4 4 一一4 4 ）為）為由式（由式（4 4 一一5 5）的可見，欲求得了）的可見，欲求得了的關(guān)鍵在于：必須先的關(guān)鍵在于：必須先求得人水楔形和出水楔形的體積差求得人水楔形和出水楔形的體積差=v=vl l 一一v v2 2，以及，以及它們對(duì)它們對(duì)NN NN 軸線的體積靜矩軸線的體積靜矩 。至于。

11、至于 的數(shù)值是容易確定的，從圖的數(shù)值是容易確定的，從圖4 4 一一4 4 中可中可以看出，以看出，OFOF可寫作可寫作故故2 - 2 - 2 - 101010船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法求得求得l后，很容易求出浮力作用線至重力作用線（通過(guò)假后，很容易求出浮力作用線至重力作用線（通過(guò)假定重心定重心S ）的水平距離）的水平距離2 - 2 - 2 - 111111船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法二、二、和和M”計(jì)算公式計(jì)算公式（1）的計(jì)算式。的計(jì)算式。圖為船舶橫傾勢(shì)角度后某一橫剖面處的入水和出水楔形，圖為船舶橫傾勢(shì)角度后某一橫剖面處的入水和

12、出水楔形，先討論入水楔形，先討論入水楔形，把入水楔形把入水楔形L0 0OL分成無(wú)窮多的小楔分成無(wú)窮多的小楔形。形。2 - 2 - 2 - 121212船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法在在處取一夾角為處取一夾角為d 的小三角形，設(shè)底邊的距離為的小三角形，設(shè)底邊的距離為a ，則小三角形面積則小三角形面積 在船長(zhǎng)方向取在船長(zhǎng)方向取dx 一段，則小三角形的體積為：一段，則小三角形的體積為：dA Adx沿沿整個(gè)船長(zhǎng)整個(gè)船長(zhǎng)L積分便得到微楔形的體積積分便得到微楔形的體積于是在橫傾角于是在橫傾角范圍內(nèi)的入水楔形的體積范圍內(nèi)的入水楔形的體積2 - 2 - 2 - 131313船舶靜

13、穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法同理，可求得出水楔形體積同理，可求得出水楔形體積式中式中b b為出水楔形的水線半寬。所么，為出水楔形的水線半寬。所么，入入水與出水楔形的水與出水楔形的體積差體積差 ( 2 ( 2 ）M”M”的計(jì)算式。的計(jì)算式。同求同求相類似，見圖相類似，見圖4 4 一一5 5 ，入入水小三角形面積對(duì)水小三角形面積對(duì)NN NN 軸線的面積靜矩軸線的面積靜矩 2 - 2 - 2 - 141414船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法沿整個(gè)船長(zhǎng)沿整個(gè)船長(zhǎng)L L積分得微楔形對(duì)積分得微楔形對(duì)NN NN 軸線的體積靜矩軸線的體積靜矩整個(gè)整個(gè)入入水

14、楔形對(duì)水楔形對(duì)NN NN 軸線的體積靜矩軸線的體積靜矩 同理，出水楔形對(duì)同理，出水楔形對(duì)NN NN 軸線的體積靜矩軸線的體積靜矩則則由于水線面由于水線面W WL L對(duì)于對(duì)于NN NN 軸線的面積慣性矩軸線的面積慣性矩2 - 2 - 2 - 151515船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法將式（將式（4 4 一一6 6 ）、（）、（4 4 一一8 8 ）和（）和（4 4一一11 11 ）代人式（）代人式（4 4 一一5 ) 5 ) ，便可求得浮力作用線至，便可求得浮力作用線至NN NN 軸線的距離軸線的距離l l，再將此，再將此l l代人式（代人式（4 - 7 ) 4 -

15、 7 ) ，即可求得浮力，即可求得浮力，至假定重心，至假定重心S S 的距離的距離lsls。 2 - 2 - 2 - 161616船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法三、穩(wěn)性橫截曲線三、穩(wěn)性橫截曲線通常，按式（通常，按式（4 4 一一2 2）、（）、（4 -4 4 -4 ）和（）和（4 4 一一7 7 ）分別）分別計(jì)算計(jì)算4 45 5 根水線下不同橫傾角時(shí)的排水體積根水線下不同橫傾角時(shí)的排水體積和和lsls （見圖（見圖4 4 一一6 6 ）。然后以）。然后以lsls為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)繪制為橫坐標(biāo)繪制如圖如圖4 4 一一7 7 所示對(duì)應(yīng)不同橫傾角所示對(duì)應(yīng)不同橫

16、傾角的的l ls s=f =f （）曲線圖，該圖）曲線圖，該圖稱為穩(wěn)性橫截曲線圖。稱為穩(wěn)性橫截曲線圖。2 - 2 - 2 - 171717船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法2 - 2 - 2 - 181818船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法2 - 2 - 2 - 191919船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法變排水量法計(jì)算靜穩(wěn)性曲線的特點(diǎn)是：根據(jù)船舶在橫傾后變排水量法計(jì)算靜穩(wěn)性曲線的特點(diǎn)是：根據(jù)船舶在橫傾后的的入入水和出水楔形所形成的體積矩，求得不同排水體積不水和出水楔形所形成的體積矩，求得不同排水體積不同橫傾角時(shí)

17、浮力作用線至假定重心的距離同橫傾角時(shí)浮力作用線至假定重心的距離l ls s，繪成穩(wěn)性橫，繪成穩(wěn)性橫截曲線。然后，再根據(jù)穩(wěn)性橫截曲線求出某一排水體積時(shí)截曲線。然后，再根據(jù)穩(wěn)性橫截曲線求出某一排水體積時(shí)l ls s隨隨的變化曲線，最后，根據(jù)式的變化曲線，最后，根據(jù)式(4 (4 一一12 12 ）對(duì)重心加以）對(duì)重心加以修正，繪出該裝載情況下的靜穩(wěn)性曲線。這種方法不能越修正，繪出該裝載情況下的靜穩(wěn)性曲線。這種方法不能越過(guò)繪制穩(wěn)性橫截曲線圖而直接求取某一排水體積下的靜穩(wěn)過(guò)繪制穩(wěn)性橫截曲線圖而直接求取某一排水體積下的靜穩(wěn)性曲線。性曲線。 2 - 2 - 2 - 202020船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船

18、舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法五、計(jì)算機(jī)程序計(jì)算的具體步驟(1）準(zhǔn)備型值表。應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算穩(wěn)性橫截曲線通常采用現(xiàn)成的型值表數(shù)據(jù)，取各站橫剖面型值，利用縱向計(jì)算方法計(jì)算。( 2 ）選擇計(jì)算傾斜水線、假定重心位置和橫傾角間隔的大小.計(jì)算的傾斜水線一般取5 一7 根。最高傾斜水線一般與中橫剖面的左上角相切，最低傾斜水線一般與中橫剖面的右下角相切，各中間水線的位置在最高傾斜水線和最低傾斜水線之間，可以是等間距的，也可以是不等間距的。其目的是希望計(jì)算所得的穩(wěn)性橫截曲線有較大的排水量范圍，使船舶在各種裝載情況下的排水量都能包括在內(nèi)。2 - 2 - 2 - 212121船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜

19、穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法假定重心S 位置一般取在基線上 ，即KS=0。傾角間隔一般海船取10，算至80 ；江船取5 ，算到40 50，傾斜角度通常取為右傾。 2 - 2 - 2 - 222222船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法( 3 ( 3 ）計(jì)算復(fù)原力臂）計(jì)算復(fù)原力臂分別計(jì)算各傾斜水線下的排水體積分別計(jì)算各傾斜水線下的排水體積和浮心位置和浮心位置B B（y y，z z) ) ，然后按下式計(jì)算假定重心高度，然后按下式計(jì)算假定重心高度z zs s為零的復(fù)原力臂為零的復(fù)原力臂l ls s；( 4 ( 4 ）根據(jù)）根據(jù)和和lsls繪制穩(wěn)性橫截曲線。繪制穩(wěn)性橫截曲線。( 5

20、 ( 5 ）繪制靜穩(wěn)性曲線。）繪制靜穩(wěn)性曲線。根據(jù)給定的排水量和重心高度根據(jù)給定的排水量和重心高度zgzg按式（按式（4 4 一一13 13 ）可求得）可求得各傾角下的復(fù)原力臂各傾角下的復(fù)原力臂l l ，并繪制靜穩(wěn)性曲線，并繪制靜穩(wěn)性曲線l= l= f f() )。2 - 2 - 2 - 232323船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的變排水量計(jì)算法CROSS CURVES OF STABILITY CROSS CURVES OF STABILITY Deg=10 Deg=20 Deg=30 Deg=40 Deg=50 Deg=60 Deg=70 Deg=80 Deg=85 Deg=

21、10 Deg=20 Deg=30 Deg=40 Deg=50 Deg=60 Deg=70 Deg=80 Deg=85- D 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0 0.0 D 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0 0.0 L 7.130 6.896 6.452 5.813 4.996 4.384 3.453 2.403 1.921 L 7.130 6.896 6.452 5.813 4.996 4.384 3.453 2.403 1.921- D 1366.26 1415.45 1475.91 1525.65 160

22、0.05 1643.09 1624.58 1555.3 1501.0 D 1366.26 1415.45 1475.91 1525.65 1600.05 1643.09 1624.58 1555.3 1501.0 L 2.109 3.382 4.267 4.983 5.438 5.589 5.427 5.014 4.738 L 2.109 3.382 4.267 4.983 5.438 5.589 5.427 5.014 4.738- D 2993.13 2889.99 2873.46 2932.16 2908.12 2817.01 2685.84 2535.3 2451.7 D 2993.1

23、3 2889.99 2873.46 2932.16 2908.12 2817.01 2685.84 2535.3 2451.7 L 1.320 2.691 3.753 4.552 5.065 5.297 5.241 4.937 4.703 L 1.320 2.691 3.753 4.552 5.065 5.297 5.241 4.937 4.703- D 6572.57 6537.25 6321.46 5983.66 5675.73 5412.96 5166.13 4911.7 4774.7 D 6572.57 6537.25 6321.46 5983.66 5675.73 5412.96 5

24、166.13 4911.7 4774.7 L 1.092 2.118 2.992 3.778 4.324 4.621 4.708 4.605 4.490 L 1.092 2.118 2.992 3.778 4.324 4.621 4.708 4.605 4.490- D 7220.00 7098.46 6836.82 6480.07 6125.79 5834.20 5578.52 5331.2 5210.7 D 7220.00 7098.46 6836.82 6480.07 6125.79 5834.20 5578.52 5331.2 5210.7 L 1.094 2.041 2.867 3.

25、620 4.201 4.532 4.643 4.562 4.453 L 1.094 2.041 2.867 3.620 4.201 4.532 4.643 4.562 4.453- D 8219.96 7960.67 7651.39 7292.17 6891.62 6550.12 6265.85 6015.1 5896.2 D 8219.96 7960.67 7651.39 7292.17 6891.62 6550.12 6265.85 6015.1 5896.2 L 1.019 1.887 2.666 3.370 3.985 4.378 4.547 4.513 4.427 L 1.019 1

26、.887 2.666 3.370 3.985 4.378 4.547 4.513 4.427- D 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.8 9287.8 D 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.82 9287.8 9287.8 L .753 1.483 2.168 2.787 3.321 3.755 4.074 4.270 4.319 L .753 1.483 2.168 2.787 3.321 3.755 4.074 4.270 4.31

27、9-2 - 2 - 2 - 2424244 一一3 船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法量計(jì)算法一、一、基基本原理本原理船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法的基本原理是：首先確船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法的基本原理是：首先確定各傾角的等體積傾斜水線，然后分別計(jì)算這些水線下的定各傾角的等體積傾斜水線，然后分別計(jì)算這些水線下的浮心位置浮心位置B B( ( y y，z z) ) ，再按公式計(jì)算假定重心高度，再按公式計(jì)算假定重心高度zgzg為零的復(fù)原力臂為零的復(fù)原力臂lsls，最后根據(jù)重心高度，最后根據(jù)重心高度zGzG：按式計(jì)算各傾：按式計(jì)算各傾角下的復(fù)原力臂角下的復(fù)原力臂l l 并繪制該

28、排水量并繪制該排水量時(shí)的靜穩(wěn)性曲線時(shí)的靜穩(wěn)性曲線l= l= f f() )。二、具體計(jì)算步驟二、具體計(jì)算步驟用等排水量法進(jìn)行大傾角穩(wěn)性計(jì)算的難點(diǎn)在于事先無(wú)法確用等排水量法進(jìn)行大傾角穩(wěn)性計(jì)算的難點(diǎn)在于事先無(wú)法確定等體積傾斜水線的位置。因此只能進(jìn)行試算和反復(fù)迭代定等體積傾斜水線的位置。因此只能進(jìn)行試算和反復(fù)迭代計(jì)算求出該等體積傾斜水線的位置。計(jì)算求出該等體積傾斜水線的位置。2 - 2 - 2 - 252525船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法船舶靜穩(wěn)性曲線的等排水量計(jì)算法采用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算時(shí)，固定某傾角采用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算時(shí)，固定某傾角，假定計(jì)算水線在，假定計(jì)算水線在中線上的初始位置中線上的初始位置z

29、zi i，計(jì)算該水線下的排水量，計(jì)算該水線下的排水量并并與給定的與給定的排水量比較，若兩者不符合，則調(diào)整排水量比較，若兩者不符合，則調(diào)整zizi后再次計(jì)算新的排后再次計(jì)算新的排水量，直至計(jì)算排水量和給定的排水量之差小于預(yù)定的誤水量，直至計(jì)算排水量和給定的排水量之差小于預(yù)定的誤差，此時(shí)的計(jì)算水線就是該傾角下的等體積傾斜水線。類差，此時(shí)的計(jì)算水線就是該傾角下的等體積傾斜水線。類似可求出所有傾角時(shí)的等體積傾斜水線。似可求出所有傾角時(shí)的等體積傾斜水線。在求出等體積傾斜水線以后的計(jì)算，可參照上述基本原理在求出等體積傾斜水線以后的計(jì)算，可參照上述基本原理中所介紹的內(nèi)容依次進(jìn)行中所介紹的內(nèi)容依次進(jìn)行2 -

30、2 - 2 - 2626264 一一4 上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響線的影響上上節(jié)中得到的靜穩(wěn)性曲線只計(jì)算到船體主體部分（即上甲節(jié)中得到的靜穩(wěn)性曲線只計(jì)算到船體主體部分（即上甲板）為止。但對(duì)于具有水密上層建筑，如滿足規(guī)范的板）為止。但對(duì)于具有水密上層建筑，如滿足規(guī)范的要求，也可計(jì)要求，也可計(jì)入入上層建筑對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響。因?yàn)樯蠈咏ㄖ?duì)靜穩(wěn)性曲線的影響。因?yàn)樗艿纳蠈咏ㄖ谒艿纳蠈咏ㄖ谌肴胨笠伯a(chǎn)生相應(yīng)的浮力和復(fù)原力水后也產(chǎn)生相應(yīng)的浮力和復(fù)原力矩。此外，船內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的燃油艙、淡水艙和壓矩。此外，船內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的燃油艙、淡水艙和壓載水艙，當(dāng)它們具有自

31、由液面時(shí)，艙內(nèi)的液體重心將載水艙，當(dāng)它們具有自由液面時(shí)，艙內(nèi)的液體重心將隨著船舶傾斜而移動(dòng)，形成一個(gè)傾斜力矩。因此，在隨著船舶傾斜而移動(dòng)，形成一個(gè)傾斜力矩。因此，在船舶主體的靜穩(wěn)性曲線計(jì)算完畢后，有時(shí)還需計(jì)算上船舶主體的靜穩(wěn)性曲線計(jì)算完畢后，有時(shí)還需計(jì)算上層建筑和自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響，并進(jìn)行必要的修正層建筑和自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響，并進(jìn)行必要的修正?，F(xiàn)分別討論如下?，F(xiàn)分別討論如下2 - 2 - 2 - 272727上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響曲線的影響當(dāng)船舶橫傾當(dāng)船舶橫傾角而浮于水線角而浮于水線WL時(shí)，設(shè)上層建筑時(shí)，設(shè)上層建筑入入水部水部分的橫剖面積為分的橫剖面

32、積為A A ，面積形心在，面積形心在g 處，對(duì)軸線處，對(duì)軸線NN 的面積的面積靜矩為靜矩為m m=A A Op 。沿。沿長(zhǎng)度方向進(jìn)行積分，便可求得長(zhǎng)度方向進(jìn)行積分，便可求得上層建筑上層建筑入入水部分的體積水部分的體積V 。及其對(duì)軸線及其對(duì)軸線NN 的靜矩的靜矩M , 2 - 2 - 2 - 282828上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響曲線的影響式中式中l(wèi)sls為上層建筑的長(zhǎng)度。為上層建筑的長(zhǎng)度。船舶主體在傾斜水線船舶主體在傾斜水線W WL L時(shí)的排水體積時(shí)的排水體積及其對(duì)軸線及其對(duì)軸線NN NN 的體積靜矩的體積靜矩M M已在已在4 4 一一2 2 中求得，故考慮

33、上層建筑以后中求得，故考慮上層建筑以后的總排水體積及其對(duì)的總排水體積及其對(duì)NN NN 的靜矩為：的靜矩為：因而，浮力因而，浮力ss 的作用線至的作用線至NN NN 的距離的距離由式（由式（4 4 一一7 7 ）可知，考慮上層建筑以后的浮力）可知，考慮上層建筑以后的浮力ss的的作用線至假定重心作用線至假定重心S S 點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離2 - 2 - 2 - 292929上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響由式（由式（4 4 一一12 12 ）即可求得考慮上層建筑后的靜穩(wěn)性臂）即可求得考慮上層建筑后的靜穩(wěn)性臂圖圖4-12 4-12 是某船滿載出港時(shí)考慮和不考慮上層

34、建筑時(shí)靜穩(wěn)是某船滿載出港時(shí)考慮和不考慮上層建筑時(shí)靜穩(wěn)性曲線圖。虛線是不考慮上層建筑的靜穩(wěn)性臂曲線，性曲線圖。虛線是不考慮上層建筑的靜穩(wěn)性臂曲線，實(shí)線是計(jì)入上層建筑后實(shí)線是計(jì)入上層建筑后的靜穩(wěn)性臂曲線。由圖中的靜穩(wěn)性臂曲線。由圖中可見，兩者具有一定的可見，兩者具有一定的差別。差別。2 - 2 - 2 - 303030上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響由于上層建筑的形狀比較簡(jiǎn)單，其人水部分的橫剖面可簡(jiǎn)化為三角形和四邊形兩種，因而用圖解法計(jì)算最為方便，現(xiàn)介紹如下。( 1 ）當(dāng)上層建筑人水部分的形狀為三角形時(shí)（圖4 一13 ( a ) ) ，其面積面積形心g 的位

35、置可用作圖法求得2 - 2 - 2 - 313131上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響曲線的影響(2）當(dāng)上層建筑入水部分的形狀為四邊形時(shí)（圖4-13（b ) ) ，則可以把它分成兩個(gè)三角形。兩個(gè)三角形的面積及其形心可用上述方法求得。而四邊形abcd 和形心位置g 可用下述作圖法求得：設(shè)g及g “分別為 abc及 adc的形心，用直線連接g及g “，并與直線ac交于k 點(diǎn)令，則g 點(diǎn)即為四邊形的面積形心。知道了面積己A 和形心g 的位置后，就可在圖上量出g 點(diǎn)至軸線NN 的距離，進(jìn)而算出面積靜矩m。上層建筑人水部份體積V ，及其對(duì)N 入軸線的靜矩M可用數(shù)值積分法進(jìn)行計(jì)

36、算，并應(yīng)按上層建筑的具體情況分段進(jìn)行（如首樓、尾樓、橋樓等）。在用手算時(shí)常采用梯形法或辛氏法進(jìn)行計(jì)算。2 - 2 - 2 - 323232上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響二、自由液面對(duì)靜穩(wěn)性臂曲線的影響當(dāng)船內(nèi)液體艙中存在自由液面時(shí)，艙內(nèi)液體將隨船舶的傾斜而移動(dòng)，因而對(duì)于靜穩(wěn)性曲線有一定影響。如圖4 一14 所示，船舶在正浮時(shí)艙內(nèi)液體的表面為ab ，重心位于g 點(diǎn)當(dāng)船舶橫傾角后，艙內(nèi)液體向傾斜一側(cè)移動(dòng)，液面為cd ，重心自g 點(diǎn)移至g1 1點(diǎn)，移動(dòng)的橫向距離為y因此產(chǎn)生了一個(gè)傾斜力矩2 - 2 - 2 - 333333上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由

37、液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響式中：V為艙內(nèi)液體的體積；i i為艙內(nèi)液體的重量密度。設(shè)船舶原來(lái)的復(fù)原力矩為MR R l ，現(xiàn)在由于自由液面的影響，故船舶的實(shí)際復(fù)原力矩式中 為自由液面對(duì)靜穩(wěn)性臂的影響。當(dāng)船舶的橫傾角較大時(shí)，必須直接計(jì)算自由液體的傾斜力矩MH H ，才能求得值。由于自由液面的影響較小，故常用圖解法進(jìn)行計(jì)算，并把艙的橫剖面簡(jiǎn)化成三角形或四邊形，2 - 2 - 2 - 343434上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響曲線的影響具體步驟是：( 1 ）將液體艙分成適當(dāng)站數(shù)、畫出各站處的橫剖面形狀( 2 ）畫出各傾角的液面線。( 3 ）用圖解法求出液面線以下的

38、橫剖面積及其形心位置 ( 4 ）沿艙長(zhǎng)方向近似積分，求得艙內(nèi)液體的體積V及其重心g的位置，進(jìn)而可以求出MH及l(fā)對(duì)某些不太規(guī)則的剖面形狀可先化作三角形或四邊形。在穩(wěn)性計(jì)算中，應(yīng)該把影響最大的情況作為進(jìn)行修正的依據(jù)。2 - 2 - 2 - 353535上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響曲線的影響我國(guó) 海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則 中規(guī)定：(1)在計(jì)算大傾角自由液面影響時(shí)，艙內(nèi)液體一律取艙容的50。(2)艙內(nèi)液體在接近滿艙（95以上）或空艙（5以下）時(shí)，可不計(jì)其自由液面對(duì)初穩(wěn)性高及穩(wěn)性曲線的影響（但對(duì)大型油輪等除外），因?yàn)榇藭r(shí)所產(chǎn)生的傾斜力矩很小(3)艙內(nèi)因存在自由液面而產(chǎn)生的傾

39、斜力矩符合下列條件者，可不一予計(jì)算，即式中：M3030為船舶傾斜30時(shí)液體的移動(dòng)力矩（t*m ) ；min為空船帶有10 燃料及備品時(shí)的排水量（t ）。2 - 2 - 2 - 363636上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響我國(guó)我國(guó) 海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則(2004) (2004) 中規(guī)定：中規(guī)定：(5)(5)自由液面對(duì)自由液面對(duì)復(fù)原力復(fù)原力臂臂曲線曲線的影響的影響可以采用修正重心高可以采用修正重心高度的方法來(lái)計(jì)入。度的方法來(lái)計(jì)入。(6)(6)對(duì)對(duì)復(fù)原力復(fù)原力臂臂曲線曲線的自由液面的自由液面修正值修正值GZGZ可由下式算得可由下式算得：其中

40、：其中：M Mfifi每一液艙任一傾角的每一液艙任一傾角的自由液面自由液面力矩，力矩，KNmKNm按下式算得按下式算得mMGZifi81. 9kVbMfi2 - 2 - 2 - 373737上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響2 - 2 - 2 - 383838上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)上層建筑及自由液面對(duì)靜穩(wěn)性曲線的影響性曲線的影響b/h5101520304045506070758090200.110.120.120.120.110.100.090.090.070.050.040.030.01100.070.110.120.120.110.100.100.0

41、90.070.050.040.030.0150.040.070.100.110.110.110.100.100.080.070.060.050.0330.020.040.070.090.110.110.110.100.090.080.070.060.0420.010.030.040.060.090.110.110.110.100.090.090.080.061.50.010.020.030.050.070.100.110.110.110.110.100.100.0810.010.010.020.030.050.070.090.100.120.130.130.130.130.750.010.01

42、0.020.020.040.050.070.080.120.150.160.160.170.50.000.010.010.020.020.040.040.050.090.160.180.210.250.30.000.000.010.010.010.020.030.030.050.110.190.270.420.20.000.000.000.010.010.010.020.020.040.070.130.270.630.10.000.000.000.000.000.010.010.010.010.040.060.141.252 - 2 - 2 - 3939394 一一5 靜穩(wěn)性曲線的特征靜穩(wěn)性曲

43、線的特征( l ( l ）在原點(diǎn)處的斜率。）在原點(diǎn)處的斜率。靜穩(wěn)性曲線在原點(diǎn)處的斜率等于初穩(wěn)性高靜穩(wěn)性曲線在原點(diǎn)處的斜率等于初穩(wěn)性高GMGM( 2 ( 2 ）最大復(fù)原力臂）最大復(fù)原力臂lmlm及其對(duì)應(yīng)的橫傾角及其對(duì)應(yīng)的橫傾角m m最大復(fù)原力矩對(duì)應(yīng)的橫傾最大復(fù)原力矩對(duì)應(yīng)的橫傾角稱為極限靜傾角角稱為極限靜傾角m m( 3 ( 3 ）穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定平衡。平衡。船在恒定橫傾力矩作用下船在恒定橫傾力矩作用下一般有兩個(gè)平衡位置，一般有兩個(gè)平衡位置， 2 - 2 - 2 - 404040靜穩(wěn)性曲線的特征靜穩(wěn)性曲線的特征分別處于靜穩(wěn)性曲線上升線（分別處于靜穩(wěn)性曲線上升線（O-B 段）的交點(diǎn)和

44、下降段段）的交點(diǎn)和下降段（B 一一D 段）的交點(diǎn)，在上升段的交點(diǎn)為穩(wěn)定平衡位置，段）的交點(diǎn)，在上升段的交點(diǎn)為穩(wěn)定平衡位置，而在下降段的交點(diǎn)為不穩(wěn)定平衡位置。而在下降段的交點(diǎn)為不穩(wěn)定平衡位置。 ( 4 ( 4 ）穩(wěn)性消失角）穩(wěn)性消失角v v和穩(wěn)距和穩(wěn)距OD OD 。如圖如圖4 4 一一18 18 所示，靜穩(wěn)性曲線的所示，靜穩(wěn)性曲線的D D 點(diǎn)處復(fù)原力矩點(diǎn)處復(fù)原力矩M MR R=O =O ，其對(duì)應(yīng)的橫傾角稱為穩(wěn)性消失角其對(duì)應(yīng)的橫傾角稱為穩(wěn)性消失角v v，原點(diǎn)至，原點(diǎn)至D D 點(diǎn)的距點(diǎn)的距離稱為穩(wěn)距離稱為穩(wěn)距ODOD（或稱穩(wěn)性范圍（或稱穩(wěn)性范圍）. .在穩(wěn)距范圍內(nèi)，復(fù)原力在穩(wěn)距范圍內(nèi)，復(fù)原力矩是正值

45、，超出穩(wěn)距范圍，復(fù)原力矩為負(fù)值，使船因無(wú)復(fù)矩是正值，超出穩(wěn)距范圍，復(fù)原力矩為負(fù)值，使船因無(wú)復(fù)原可能而繼續(xù)傾斜至傾覆。原可能而繼續(xù)傾斜至傾覆。( 5 ( 5 靜穩(wěn)性曲線下的面積。靜穩(wěn)性曲線下的面積。 等于船等于船傾斜傾斜角度后復(fù)原力矩所做的功角度后復(fù)原力矩所做的功( (位能位能 ) )2 - 2 - 2 - 414141靜穩(wěn)性曲線的特征靜穩(wěn)性曲線的特征二、典型的靜穩(wěn)性曲線圖二、典型的靜穩(wěn)性曲線圖初穩(wěn)性高初穩(wěn)性高GMGM的大小對(duì)靜穩(wěn)性曲線的形狀有直接影響。圖的大小對(duì)靜穩(wěn)性曲線的形狀有直接影響。圖4-4-1919表示三種典型的船舶靜穩(wěn)性曲線圖。表示三種典型的船舶靜穩(wěn)性曲線圖。 2 - 2 - 2 -

46、 424242設(shè)有一個(gè)外力矩設(shè)有一個(gè)外力矩M MH H 突然作用在船上，使船以很快的速度突然作用在船上，使船以很快的速度產(chǎn)生傾斜?，F(xiàn)對(duì)船在受力后的運(yùn)動(dòng)情況具體分析如下產(chǎn)生傾斜?，F(xiàn)對(duì)船在受力后的運(yùn)動(dòng)情況具體分析如下在傾斜過(guò)程中，船舶的運(yùn)動(dòng)情況是：在傾斜過(guò)程中，船舶的運(yùn)動(dòng)情況是：2 - 2 - 2 - 434343動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性(1)(1)傾角傾角=O =O 至至1 1M MR RM M MH H，船舶減速傾斜，船舶減速傾斜(4)(4)d d時(shí)，角速度等于零，船即停止傾斜，但這時(shí)時(shí)，角速度等于零，船即停止傾斜，但這時(shí)M MR R M MH H，故船舶開始復(fù)原。，故船舶開始復(fù)原。1 1、在傾角在傾角d

47、 d至至1 1之間；之間；M MR R M MH H，船舶加速?gòu)?fù)原。，船舶加速?gòu)?fù)原。2 2、當(dāng)當(dāng)=1 1時(shí)，時(shí)，M MR R=M=MH H ，復(fù)原力矩已不能再使船舶復(fù)原，復(fù)原力矩已不能再使船舶復(fù)原，但由于船舶具有一定的角速度，故將繼續(xù)復(fù)原但由于船舶具有一定的角速度，故將繼續(xù)復(fù)原3 3、在傾角在傾角=1 1至至0 0之間，之間，M MR RM MH H，船的復(fù)原速度減小，船的復(fù)原速度減小2 - 2 - 2 - 444444動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性船在動(dòng)力作用下的橫傾角船在動(dòng)力作用下的橫傾角d d稱為動(dòng)橫傾角。稱為動(dòng)橫傾角。船舶在外力矩船舶在外力矩M MH H的動(dòng)力作用下，即使已經(jīng)達(dá)到了的動(dòng)力作用下，即使已經(jīng)

48、達(dá)到了M MR R M MH H ，船舶仍將繼續(xù)傾斜，直至，船舶仍將繼續(xù)傾斜，直至d d時(shí)才開始復(fù)原運(yùn)動(dòng)。而動(dòng)時(shí)才開始復(fù)原運(yùn)動(dòng)。而動(dòng)橫傾角橫傾角d d較靜橫傾角較靜橫傾角1 1大很多，是比較危險(xiǎn)的情況，故大很多，是比較危險(xiǎn)的情況，故在討論船舶的大傾角穩(wěn)性時(shí)，必須研究動(dòng)穩(wěn)性問題。在討論船舶的大傾角穩(wěn)性時(shí)，必須研究動(dòng)穩(wěn)性問題。在外力矩的動(dòng)力作用下，船舶傾斜時(shí)具有一定的角速度，在外力矩的動(dòng)力作用下，船舶傾斜時(shí)具有一定的角速度，只有當(dāng)外力矩只有當(dāng)外力矩M MH H所作的功完全由復(fù)原力矩所作的功完全由復(fù)原力矩M MR R 所做的功抵所做的功抵消時(shí)，船的角速度才變?yōu)榱愣Ｖ箖A斜。根據(jù)這個(gè)原理，消時(shí)，船的角

49、速度才變?yōu)榱愣Ｖ箖A斜。根據(jù)這個(gè)原理，我們可以決定動(dòng)力作用下的動(dòng)橫傾角我們可以決定動(dòng)力作用下的動(dòng)橫傾角d d。船由船由=O =O 傾斜至傾斜至d d時(shí)，外力矩時(shí)，外力矩M MH H所做的功所做的功復(fù)原力矩復(fù)原力矩MRMR在在=0=0與與d d之間所做的功之間所做的功2 - 2 - 2 - 454545動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性二、動(dòng)穩(wěn)性曲線二、動(dòng)穩(wěn)性曲線 復(fù)原力矩所作的功又可寫成復(fù)原力矩所作的功又可寫成或或式中：式中： 稱稱為動(dòng)穩(wěn)為動(dòng)穩(wěn)性臂性臂；T TH H和和I Id d隨隨變變化的曲化的曲線稱為動(dòng)穩(wěn)性曲線。線稱為動(dòng)穩(wěn)性曲線。動(dòng)穩(wěn)性曲線是靜穩(wěn)性曲線的動(dòng)穩(wěn)性曲線是靜穩(wěn)性曲線的積分曲線。積分曲線。 2 - 2

50、 - 2 - 464646動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性三、靜穩(wěn)性和動(dòng)穩(wěn)性曲線的應(yīng)用三、靜穩(wěn)性和動(dòng)穩(wěn)性曲線的應(yīng)用( 1 ( 1 ）動(dòng)橫傾角的確定。）動(dòng)橫傾角的確定。船受到定值陣風(fēng)風(fēng)力船受到定值陣風(fēng)風(fēng)力F F （即假定（即假定F F 不隨協(xié)變化）作用產(chǎn)生不隨協(xié)變化）作用產(chǎn)生橫漂，于是，水下部分受到橫向水阻力橫漂，于是，水下部分受到橫向水阻力R R 作用在穩(wěn)定狀作用在穩(wěn)定狀態(tài)下，兩個(gè)力大小相等，方向相反態(tài)下，兩個(gè)力大小相等，方向相反由于由于F F 和和R R 不在同一水平線上，不在同一水平線上，相距相距z , z , ，因而形成了一個(gè)使，因而形成了一個(gè)使船橫傾的力矩船橫傾的力矩M Mf f，橫傾力臂橫傾力臂 2 -

51、 2 - 2 - 474747動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性恒風(fēng)作用下橫傾力矩恒風(fēng)作用下橫傾力矩M Mf f所作的所作的功功( (橫傾力臂橫傾力臂l lf f) )是一根直線，是一根直線，斜率為斜率為M Mf f( (l lf f),),=lrad=lrad=57.3=57.3T Tf f=M=Mf f或或l ld d=l=lf f。在圖的橫坐標(biāo)。在圖的橫坐標(biāo)上上=57.3=57.3處垂直量取處垂直量取M Mf f( (l lf f）得得N N點(diǎn)，則直線點(diǎn)，則直線ONON即為即為T Tf f( (l ld d）隨隨而變化的規(guī)律。而變化的規(guī)律。T Tf f( (l ld d) )與與T TR R( (l ld d

52、) )兩曲線的交點(diǎn)兩曲線的交點(diǎn)C C表示表示M Mf f所作功與所作功與M MR R所作功相所作功相等。與等。與C C點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的傾角即為點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的傾角即為d d2 - 2 - 2 - 484848動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性(2)(2)陣風(fēng)作用下船舶所能承受的最大風(fēng)傾力矩陣風(fēng)作用下船舶所能承受的最大風(fēng)傾力矩M Mfmaxfmax（或力（或力臂臂l lfmaxfmax）。）。在靜穩(wěn)性曲線圖上，作一水平線并使面積在靜穩(wěn)性曲線圖上，作一水平線并使面積OFG OFG = =面積面積GHK GHK ，且，且K K 點(diǎn)落在靜穩(wěn)性曲線的下降段上，表示復(fù)原力矩所做點(diǎn)落在靜穩(wěn)性曲線的下降段上，表示復(fù)原力矩所做的功恰能等于該外力

53、矩所做的功故的功恰能等于該外力矩所做的功故OFOF即為船舶所能承受即為船舶所能承受的最大風(fēng)傾力矩的最大風(fēng)傾力矩M Mfmaxfmax 或力臂或力臂l lfmaxfmax，與，與K K 點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的傾角稱為極限動(dòng)橫傾角傾角稱為極限動(dòng)橫傾角d dmaxmax. . 在動(dòng)穩(wěn)性曲線圖上，過(guò)在動(dòng)穩(wěn)性曲線圖上，過(guò)O O 點(diǎn)作與動(dòng)穩(wěn)性曲線相切的切線點(diǎn)作與動(dòng)穩(wěn)性曲線相切的切線OK OK ，此直線表示最大風(fēng)傾力矩，此直線表示最大風(fēng)傾力矩M Mfmaxfmax所作的功，所作的功，OKOK直線在直線在=57.3 =57.3 處的縱坐標(biāo)便是所求最大風(fēng)傾力矩處的縱坐標(biāo)便是所求最大風(fēng)傾力矩M Mfmaxfmax（

54、或力（或力臂臂l lfmaxfmax ) ) ，切點(diǎn)，切點(diǎn)K K相對(duì)應(yīng)的傾角便是極限動(dòng)橫傾角相對(duì)應(yīng)的傾角便是極限動(dòng)橫傾角dmaxdmax。2 - 2 - 2 - 494949動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性假使船舶正浮時(shí)作用于船上的風(fēng)傾力矩（或力臂）大于假使船舶正浮時(shí)作用于船上的風(fēng)傾力矩（或力臂）大于M Mfmaxfmax（或（或l lf fmaxmax），則表示該力矩所作的功的直線不再與動(dòng)），則表示該力矩所作的功的直線不再與動(dòng)穩(wěn)性曲線相交或相切，這就意味著在動(dòng)力作用的情況下穩(wěn)性曲線相交或相切，這就意味著在動(dòng)力作用的情況下船舶己經(jīng)不能抵抗這樣大的橫傾力矩，船將傾覆。船舶己經(jīng)不能抵抗這樣大的橫傾力矩，船將傾覆。2

55、- 2 - 2 - 505050動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性( 3 ( 3 ）在風(fēng)浪聯(lián)合作用下，船舶所能承受的最大傾斜力矩）在風(fēng)浪聯(lián)合作用下，船舶所能承受的最大傾斜力矩M Mfmaxfmax（或力臂（或力臂l lfmaxfmax) ) 船舶受到波浪作用產(chǎn)生搖擺，當(dāng)船向迎風(fēng)一舷橫搖至最大船舶受到波浪作用產(chǎn)生搖擺，當(dāng)船向迎風(fēng)一舷橫搖至最大擺幅式并剛往回橫搖時(shí)，突然受到一陣風(fēng)的吹襲（見圖擺幅式并剛往回橫搖時(shí)，突然受到一陣風(fēng)的吹襲（見圖4 4 一一27 ) 27 ) ，此時(shí)船最危險(xiǎn)。因?yàn)檫@時(shí)復(fù)原力矩的方向與風(fēng)，此時(shí)船最危險(xiǎn)。因?yàn)檫@時(shí)復(fù)原力矩的方向與風(fēng)傾力矩的方向一致，兩個(gè)力矩加在一起促使船舶傾斜加劇傾力矩的方向一致，

56、兩個(gè)力矩加在一起促使船舶傾斜加劇由于船舶左右對(duì)稱，故其靜穩(wěn)性曲線由于船舶左右對(duì)稱，故其靜穩(wěn)性曲線和動(dòng)穩(wěn)性曲線必對(duì)稱于過(guò)和動(dòng)穩(wěn)性曲線必對(duì)稱于過(guò)O O 點(diǎn)的縱軸點(diǎn)的縱軸2 - 2 - 2 - 515151動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性在圖上截取在圖上截取OGOGa a，作水平線，作水平線BE BE ，令，令GBGBM Mf f并使面積并使面積ABABC=C=面積面積CDCDE E，與，與D D 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為動(dòng)橫傾角動(dòng)橫傾角d d. .同樣在圖同樣在圖4 4 一一28 ( b 28 ( b ）上，向左）上，向左0 0，在動(dòng)穩(wěn)性曲線上得，在動(dòng)穩(wěn)性曲線上得AA點(diǎn)，點(diǎn)，由由A A沿橫軸取沿橫軸取57.357.3

57、，作垂線，作垂線截取截取BN=MBN=Mf f，連，連A NA N與動(dòng)與動(dòng)穩(wěn)性曲線交于穩(wěn)性曲線交于D D點(diǎn)，點(diǎn)，D D相對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng)的橫傾角即為的橫傾角即為d d。由圖。由圖4-28 4-28 (a)(a)和和(b)(b)所得所得d d是完全一致的。是完全一致的。 。2 - 2 - 2 - 525252動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性四、進(jìn)水角和進(jìn)水角曲線四、進(jìn)水角和進(jìn)水角曲線船舶的甲板及上層建筑的側(cè)壁上有許多開口（例如艙口、船舶的甲板及上層建筑的側(cè)壁上有許多開口（例如艙口、門和窗等），如果這些開口不是水密的，則當(dāng)船舶傾斜時(shí)門和窗等），如果這些開口不是水密的，則當(dāng)船舶傾斜時(shí)，水面達(dá)到某一開口處，海水將灌，水面達(dá)到某

58、一開口處，海水將灌入入船身主體內(nèi)部，使船船身主體內(nèi)部，使船舶處舶處于于危險(xiǎn)狀態(tài)。因此，當(dāng)傾斜水線到達(dá)該開口處即認(rèn)為危險(xiǎn)狀態(tài)。因此，當(dāng)傾斜水線到達(dá)該開口處即認(rèn)為船舶喪失穩(wěn)性。故在穩(wěn)性校核時(shí)，還要計(jì)算水線到達(dá)最先船舶喪失穩(wěn)性。故在穩(wěn)性校核時(shí)，還要計(jì)算水線到達(dá)最先進(jìn)水的那個(gè)非水密開口處的傾斜角度進(jìn)水的那個(gè)非水密開口處的傾斜角度E E，E E即稱為進(jìn)水即稱為進(jìn)水角進(jìn)水角以后的靜穩(wěn)性曲角進(jìn)水角以后的靜穩(wěn)性曲線不再計(jì)及，使穩(wěn)性的有效線不再計(jì)及，使穩(wěn)性的有效范圍縮小，從而也就降低了范圍縮小，從而也就降低了船舶的抗風(fēng)浪能力船舶的抗風(fēng)浪能力 2 - 2 - 2 - 535353動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性2 - 2 - 2 -

59、 545454動(dòng)穩(wěn)性動(dòng)穩(wěn)性2 - 2 - 2 - 5555554 一一7 船舶在各種裝載情況下的船舶在各種裝載情況下的穩(wěn)性校核計(jì)算穩(wěn)性校核計(jì)算一、穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)一、穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K K 穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K K 是對(duì)船舶穩(wěn)性的重要基本要求之一規(guī)則規(guī)定是對(duì)船舶穩(wěn)性的重要基本要求之一規(guī)則規(guī)定：船舶在所核算的各種裝載情況下的穩(wěn)性，應(yīng)符合下列不：船舶在所核算的各種裝載情況下的穩(wěn)性，應(yīng)符合下列不等式等式 或或式中；式中；K K 為穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)；為穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)；MqMq為最小傾覆力矩（為最小傾覆力矩（l lq q為最小傾為最小傾覆力臂），表示船舶在最危險(xiǎn)情況下抵抗外力矩的極限能覆力臂），表示船舶在最危險(xiǎn)情況下抵抗外

60、力矩的極限能力；力；MfMf為風(fēng)壓傾斜力矩（為風(fēng)壓傾斜力矩（lflf為風(fēng)壓傾斜力臂），表示在惡為風(fēng)壓傾斜力臂），表示在惡劣海況下風(fēng)對(duì)船舶作用的動(dòng)傾力矩（力臂）。劣海況下風(fēng)對(duì)船舶作用的動(dòng)傾力矩（力臂）。 2 - 2 - 2 - 565656船舶在各種裝載情況下的穩(wěn)船舶在各種裝載情況下的穩(wěn)性校核計(jì)算性校核計(jì)算( l ( l ）最小傾覆力矩）最小傾覆力矩MqMq （或力臂（或力臂lqlq ）的計(jì)算）的計(jì)算規(guī)則規(guī)定對(duì)有規(guī)則規(guī)定對(duì)有舭舭龍骨的圓龍骨的圓舭舭形船舶，橫搖角按下列公式計(jì)形船舶，橫搖角按下列公式計(jì)算：算：式中：式中：C C1 1、C C2 2、C C3 3、C C4 4為系數(shù)，為系數(shù)，系數(shù)系數(shù)