傾斜試驗(yàn)的基本原理

1、ii=1狀態(tài)，根據(jù)力矩平衡原理，M0=叫,則PLcos0=Dhsin0或tg0PLDhPLDtg0或h=DI九圖1-1船舶傾斜試驗(yàn)一、目的和要求船舶的初穩(wěn)心高度h是衡量船舶穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，因此正確地求出初穩(wěn)心高度h是十分重要的，其數(shù)值可由下式確定h=(Z+r)ZczZ式中，浮心垂向位置Zg和橫穩(wěn)心半徑r可以根據(jù)船舶型線(xiàn)圖及型值表相當(dāng)準(zhǔn)確地求得,Z問(wèn)題的關(guān)鍵是正確的求出重心高度g。在船舶設(shè)計(jì)階段，通常是按分配計(jì)算方法求取空船的重量和重心位置，與船舶建成后的實(shí)際重量和重心位置往往有一定差異，故在船舶建成后都要進(jìn)行船舶傾斜試驗(yàn)，以便正確地求得船舶重量和重心位置，因此船舶傾斜試驗(yàn)的目的：確定船舶重量

2、和重心高度，并將試驗(yàn)結(jié)果整理成空船狀態(tài)下的重心位置及初穩(wěn)性高度。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)階段計(jì)算的船舶重量和重心，為以后設(shè)計(jì)同類(lèi)船舶提供能考資料。二、試驗(yàn)原理船舶傾斜試驗(yàn)是采用重物的移動(dòng)使船舶產(chǎn)生傾斜所形成的力矩平衡原理。當(dāng)船舶正浮于水線(xiàn)WL時(shí)，其排水量為D。若將船上A點(diǎn)處的重物P橫向移動(dòng)距離L至A1時(shí)，則船將產(chǎn)生傾斜角，并浮于新的水線(xiàn)叫，如圖1-1所示。穩(wěn)動(dòng)重量所形成的橫傾力矩力:M=PLcos0Q船在橫傾0角后回復(fù)力矩為：M=Dhsin0h由于船舶橫傾至0角時(shí)已處于平衡試驗(yàn)狀態(tài)的重心高度為:Z=ZH=(Z+r)hgMc式中Z=(Z+r)為試驗(yàn)狀態(tài)橫穩(wěn)心距基線(xiàn)的高度，D為試驗(yàn)狀態(tài)的排水量，可根據(jù)試驗(yàn)Mc時(shí)的

3、吃水由靜水力曲線(xiàn)查得。橫傾角0一般用擺錘進(jìn)行測(cè)量，如圖1-2所示。擺錘用細(xì)繩懸掛在船上O點(diǎn)，下端裝有k水平標(biāo)尺，當(dāng)船橫傾時(shí)，可在標(biāo)尺上讀出擺錘的移動(dòng)距離k,則船的橫傾角為tgO=-，式九中九為懸掛點(diǎn)O至標(biāo)尺的垂直距離，為了減少測(cè)量誤差，九應(yīng)盡可能取得大些。通常在船上應(yīng)設(shè)置2至3個(gè)擺錘，分別裝在船的首部、中部和尾部。這樣試驗(yàn)狀態(tài)的重心高度可求得,然后根據(jù)合力矩定理，扣除多余重量和加上完工后不足重量，可計(jì)算空船狀況的重心高度：D-Z工PiZiZ=試g空D工Pi圖1-2三、實(shí)驗(yàn)步驟圖1-31傾斜試驗(yàn)所用的移動(dòng)重物一般為生鐵塊，并分成四組堆放于甲板指定的位置如圖1-3所示，每組重量相等,即P=P=P=

4、P1234為了形成足夠的斜傾力矩使船舶產(chǎn)生2。4。的橫傾角，移動(dòng)重物的總量約為船舶排水量的12%，移動(dòng)距離L約為船寬的3/4。試驗(yàn)開(kāi)始前，記錄如下數(shù)據(jù)：(1)船的吃水(一般根據(jù)水尺分別讀出首、中、尾的左右吃水，求其平均值)圖1-3不足重量和多余重量以及重心坐標(biāo)(不足重量和多余重量相對(duì)空船狀態(tài)而言)。移動(dòng)重物的重量及其布署位置，每組重量移動(dòng)的距離L。擺錘位置、擺線(xiàn)長(zhǎng)度入及擺線(xiàn)的初始讀數(shù)。水的比重，以便準(zhǔn)確的算出排水量。按圖1-4的順序搬動(dòng)重物。由設(shè)在首、中、尾擺錘讀出每搬動(dòng)一次重物擺錘移動(dòng)的距離k。九擺線(xiàn)長(zhǎng)度，大船九46m，小船九1.5m。為了提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)的船舶重復(fù)傾斜幾次，

5、即在試驗(yàn)時(shí)需按一定的次序按圖1-4將船上的重量重復(fù)移動(dòng)幾次，移動(dòng)距離為L(zhǎng)，每次將重物作橫向移動(dòng)后計(jì)算出橫傾力矩M、M、MM及橫傾角0、0、00，則可根據(jù)h=算出123n123nDtg0名次的h值，然后取其算術(shù)平均值，求得船舶傾斜試驗(yàn)狀態(tài)的穩(wěn)性高度。通常也采用最小二乘方原理求得更難確的h值，即為Mtg01i5D工tg20四、注意事項(xiàng)為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行傾斜試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：實(shí)船試驗(yàn)應(yīng)選風(fēng)力不大于2級(jí)的晴天進(jìn)行。試驗(yàn)應(yīng)選靜水遮蔽處所。如有微風(fēng)和水流，應(yīng)注意風(fēng)和水流影響，盡可能使船艏頂風(fēng)和頂水，力求避免來(lái)往船只的干擾。如在船塢內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)更好，此時(shí)要關(guān)緊塢門(mén)，以免外界水流、波浪的影響。為了不防礙船舶橫傾，應(yīng)將系纜繩松開(kāi)，纜繩應(yīng)放長(zhǎng)，并盡可能在船舶縱中剖面內(nèi)，系于艏端，船舶在試驗(yàn)過(guò)程中使船體不致碰到碼頭、河底，其他船舶或塢底。船上能自行移動(dòng)的物體應(yīng)設(shè)法固定，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，除試驗(yàn)人員外，無(wú)關(guān)人員均應(yīng)離船，留在船上人員均應(yīng)固定位置，不能隨便走動(dòng)，以免產(chǎn)生附加力矩，影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。船上的各類(lèi)液體艙柜都應(yīng)抽空或裝滿(mǎn)，以消除自由液面影響，否則應(yīng)記錄自電液面的情況，以便進(jìn)行修正。試驗(yàn)時(shí)船上的裝載情況以及船上還缺少或多余的重量應(yīng)詳細(xì)記錄，以便將試驗(yàn)結(jié)果修正到空船狀態(tài)。試驗(yàn)時(shí)各項(xiàng)工作