第四章 船舶穩(wěn)性

第四章船舶穩(wěn)性第一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一篇第四章

船舶穩(wěn)性（STABILITY）穩(wěn)性的定義和分類船舶初穩(wěn)性橫傾力矩船舶大傾角穩(wěn)性船舶動(dòng)穩(wěn)性穩(wěn)性規(guī)范及穩(wěn)性檢驗(yàn)調(diào)整船舶隨浪穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性第二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、穩(wěn)性的定義和分類（一）穩(wěn)性的定義船舶受外力作用發(fā)生傾斜而不致傾覆，外力消失后能夠自動(dòng)回到原來(lái)平衡位置的能力。第三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（二）穩(wěn)性的分類按傾斜方向橫穩(wěn)性(Transversestability)繞縱向軸X軸傾斜縱穩(wěn)性(Longitudinalstability)繞橫向軸Y軸傾斜按傾角大小初穩(wěn)性(Initialstability)：<10大傾角穩(wěn)性(Stabilityatlargeanglesofinclination)：>10第四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五按所受作用力矩的性質(zhì)靜穩(wěn)性(Staticalstability)船舶傾斜過(guò)程中不考慮角加速度和慣性矩動(dòng)穩(wěn)性(Dynamicalstability)船舶傾斜過(guò)程中考慮角加速度和慣性矩按船舶是否破艙進(jìn)水破艙穩(wěn)性(Damagedstability)完整穩(wěn)性(Intactstability)第五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（三）船舶平衡狀態(tài)規(guī)定：與外力矩Mh反向時(shí)，MR>0與外力矩Mh同向時(shí)，MR<0第六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

船舶的平衡狀態(tài)分類穩(wěn)定平衡(Stableequilibrium)（圖a）

G點(diǎn)在M點(diǎn)之下，GM>0，MR>0隨遇平衡(Neutralequilibrium)（圖b）

G點(diǎn)與M點(diǎn)重合，GM=0，MR=0

不穩(wěn)定平衡(Unstableequilibrium)（圖c）

G點(diǎn)在M點(diǎn)之上，GM<0，MR<0第七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、船舶初穩(wěn)性（一）研究初穩(wěn)性的假定前提橫傾角無(wú)窮小排水量一定時(shí)，橫穩(wěn)心點(diǎn)M的位置固定不變，浮心B以M點(diǎn)為圓心，以B0M為半徑在平衡位置兩側(cè)作圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)。船舶橫傾為等容微傾，傾斜水線過(guò)初始水線面漂心F第八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

M(Metacenter)：船舶微傾前后兩浮力作用線的交點(diǎn)

B0M：橫穩(wěn)心半徑(Metacenterradius)第九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五等容微傾第十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五在同一個(gè)正浮水線面上，左右兩邊面積對(duì)ox軸的面積矩相等，證明等容微傾的傾斜軸ox必然過(guò)正浮水線面的面積中心F。XYdxxyOF第十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（二）初穩(wěn)性的表示方法初穩(wěn)性方程：初穩(wěn)性的衡量標(biāo)志

GM：初穩(wěn)性高度（Initialmetacentricheight)第十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、KM根據(jù)平均吃水或排水量查取靜水利圖表KM=KB+BM（三）GM的計(jì)算第十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

浮心距基線高度KB的求取

（1）各種形體的浮心坐標(biāo)（xb,yb,zb）圖名箱形體船體等腰三角形柱體橫剖面形狀zbd/2(1/2～2/3)d2d/3xb0位于船中前后0yb000第十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）KB（Zb）的詳算公式oZdzAWdzWL第十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）KB的估算公式馬立許公式(Morrish’sapproximateformula)普通船型的相對(duì)誤差在2.5％以內(nèi)。歐拉公式

普通船型的相對(duì)誤差在1.5％以內(nèi)。第十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五BM是船舶正浮時(shí)浮心B至橫穩(wěn)心M的垂距（1）統(tǒng)計(jì)法計(jì)算BM

水線面矩形：k=1/12菱形：k=1/48一般船體：k≈0.045～0.065

橫穩(wěn)心半徑BM（r）的計(jì)算第十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五Ix為正浮水線WL面積對(duì)過(guò)漂心F的橫傾軸ox的面積慣性矩。XYdxxyOF詳算法計(jì)算BM（r）第十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五式中：

Pi--構(gòu)成排水量的各項(xiàng)重量，包括空船重量、船舶常數(shù)、貨物重量、油水裝載量、固定航次儲(chǔ)備量。

Zi--Pi的重心距基線高度

2、船舶重心高度KG第十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）近似公式計(jì)算法

Zi=貨高/2+貨物底端距基線距離（2）估算法平行中體部位的艙室，貨物重心取在貨高的1/2處；首、尾部位的艙室，貨物重心取在貨高的0.54～0.58處。（3）利用艙容曲線圖確定載荷的重心高度貨物重心高度Zi的確定第二十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五Q輪NO.2底艙艙容曲線圖第二十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五雜貨船多利用近似公式計(jì)算法或估算法散貨船多利用艙容曲線圖法集裝箱船我國(guó)規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的一半處；德國(guó)等歐美國(guó)家規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的45％處。第二十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五例題

某輪NO.3底艙裝載五金1600t、800m3，棉織品100t、450m3，日用品120t、552m3；草制品110t、792m3，艙容2710m3。試計(jì)算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨物的合重心高度。草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m第二十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（四）影響船舶初穩(wěn)性的因素自由液面船內(nèi)載荷移動(dòng)懸掛貨物少量載荷變動(dòng)第二十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）自由液面（Freesurface)船舶的液體艙柜中裝有液體但未滿艙時(shí)的液面。（2）自由液面的影響結(jié)果自由液面的存在使初穩(wěn)性高度GM恒減小。1、液艙內(nèi)自由液面對(duì)GM的影響第二十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五ix－－自由液面對(duì)過(guò)液面中心傾斜軸的面積慣性矩（m4）。（3）自由液面計(jì)算公式第二十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五查取船舶資料求取ix

“各液艙自由液面慣性矩ix表”“各液艙自由液面對(duì)初穩(wěn)性高度修正值表”利用公式法計(jì)算ix（4）自由液面慣性矩ix的求取第二十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五自由液面的形狀為矩形、三角形

矩形：k=1/12；直角三角形：k=1/36；等腰三角形：k=1/48自由液面的形狀為梯形

直角梯形：k=1/36；等腰梯形：k=1/48第三十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五自由液面的形狀為圓形自由液面的形狀為橢圓形第三十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五液面形狀圖bbbllblbb1b2lb1rabbaFAb2l第三十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五設(shè)置水密縱隔壁減少甲板上浪和存水，及時(shí)排出積水液體艙柜應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況盡量裝滿或排空航行中，應(yīng)逐艙使用油水并盡量減少同時(shí)存在自由液面的液艙數(shù)。液體散貨船裝載貨物時(shí)，盡量少留部分裝載艙。部分裝載艙應(yīng)選擇艙室寬度較小的貨艙。保證液體艙柜內(nèi)的縱向水密隔壁的完整性（4）減小自由液面影響的措施第三十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五船內(nèi)載荷移動(dòng)的特點(diǎn)移動(dòng)前后排水量不變，屬于船內(nèi)問(wèn)題。船內(nèi)載荷移動(dòng)分類水平橫移；垂向移動(dòng)；斜移平行力移動(dòng)原理2、船內(nèi)載荷移動(dòng)對(duì)初穩(wěn)性的影響第三十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五根據(jù)平行力移動(dòng)原理及力系平衡原理有：WLW1L1GBB1G1lyPMOθ

（1）載荷水平橫移第三十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五試驗(yàn)?zāi)康拇_定船舶的空船重心高度KG0和空船初穩(wěn)性高度GM0。試驗(yàn)條件新建船舶或經(jīng)重大改建的船舶在出場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行傾斜試驗(yàn)。（2）傾斜試驗(yàn)(Inclinationexperiment)第三十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五參與部門(mén)試驗(yàn)由船廠及船方共同進(jìn)行，試驗(yàn)報(bào)告由船廠負(fù)責(zé)計(jì)算與編制，編制后交驗(yàn)船部門(mén)審核。計(jì)算公式第三十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五KM0和GM0的求取根據(jù)試驗(yàn)時(shí)的船舶排水量查取靜水力圖表可得KM0GM0則根據(jù)船內(nèi)載荷橫移的結(jié)論求取。WLW1L1lyPmbaθ

第三十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五營(yíng)運(yùn)狀態(tài)空船重心高度KGL的計(jì)算

考慮到試驗(yàn)時(shí)有少量設(shè)備未安裝上船（不足重量），同時(shí)有少量施工設(shè)備和試驗(yàn)重量未拿下船（多余重量），所以實(shí)際營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的空船排水量為：根據(jù)合力矩定理：第三十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五進(jìn)行傾斜試驗(yàn)的注意事項(xiàng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力不大于2級(jí)，水面平靜無(wú)流，無(wú)來(lái)往船只船舶應(yīng)盡量保持正浮空船狀態(tài)，并系牢可移動(dòng)物盡量減少自由液面的存在船上多余重量或不足重量對(duì)于空船排水量大于3000t的船舶，應(yīng)不大于0.5％ΔL

傾斜角θ一般為2～4，但不得小于1試驗(yàn)時(shí)纜繩應(yīng)處于不受力狀態(tài)第四十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五載荷下移，重心下移，lZ取“+”，GM1增加；載荷上移，重心上移，lZ取“－”，GM1減小。MWLGG1lZP（3）船內(nèi)載荷垂向移動(dòng)第四十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五水平橫移WLW1L1GBB1G1OlyPMG2lZθ

（4）船內(nèi)載荷斜移垂移斜移可分解為水平橫移、縱移及垂移，然后分別計(jì)算其對(duì)船舶初穩(wěn)性高度的影響。第四十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五懸掛重物對(duì)穩(wěn)性的影響：相當(dāng)于將其重心從實(shí)際位置上移到懸掛點(diǎn)。MWLGG1lZPW1L1θ

mθ

3、船內(nèi)懸掛重物對(duì)GM的影響第四十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）少量載荷變動(dòng)對(duì)初穩(wěn)性的影響4、載荷重量變動(dòng)對(duì)初穩(wěn)性的影響第四十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五因?yàn)槭巧倭枯d荷變動(dòng)，所以通常裝載狀態(tài)下載荷變化前后KM變化較小，則可以忽略不計(jì)，即載荷變化前后假定KM不變，公式變?yōu)椋旱谒氖屙?yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）大量載荷重量變動(dòng)對(duì)初穩(wěn)性的影響計(jì)算KM2

根據(jù)新的排水量2=1+i查取靜水力圖表，可得KM2。計(jì)算KG2

根據(jù)合力矩定理：

第四十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、橫傾力矩（一）靜橫傾力矩Mh（Staticalheelingmoment）1、Mh的定義指其作用過(guò)程中極其緩慢，即在傾斜過(guò)程中不計(jì)及角加速度和慣性矩的橫傾力矩。關(guān)于時(shí)間的變化速率不大于復(fù)原力矩MR關(guān)于時(shí)間變化速率的橫傾力矩。第四十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五船舶受到靜橫傾力矩作用，必然產(chǎn)生橫傾角，該角度可用靜平衡條件確定。靜平衡條件：Mh=MR只要Mh≤MR，則在靜橫傾力矩作用范圍內(nèi)的任意橫傾角上，必能達(dá)到靜平衡。2、靜平衡的表示及橫傾角的確定第四十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五MRθ

OMhθs靜平衡點(diǎn)第四十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五若船舶靜止正浮，則在Mh≤MR.max條件下船舶不會(huì)傾覆；反之，一定傾覆。靜傾過(guò)程中，只要滿足Mh≤MR.max，則外力矩消失后船舶必定會(huì)回?fù)u到初始平衡位置。靜傾過(guò)程中，若外力矩成周期性變化，則船舶傾角也一定呈類似的周期性變化。3、靜橫傾力矩對(duì)船舶作用的若干結(jié)論第五十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五若有多個(gè)靜橫傾力矩同時(shí)作用于船上，則對(duì)船舶的作用結(jié)果相當(dāng)于所有力矩的合成力矩的作用結(jié)果。若船舶處于自搖狀態(tài)，則靜橫傾力矩與穩(wěn)性力矩方向一致時(shí)對(duì)船舶的橫傾有加劇作用，靜橫傾力矩與穩(wěn)性力矩方向不一致時(shí)對(duì)船舶的橫傾有消弱作用。第五十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五載重不對(duì)稱引起的橫傾力矩風(fēng)力靜橫傾力矩MW拖力橫傾力矩MT4、靜橫傾力矩的類別第五十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五這類橫傾力矩可按載荷移動(dòng)/重量增減處理。這類橫傾力矩是由0逐漸加大或由某一數(shù)值逐漸變?yōu)榱硪粩?shù)值，而且過(guò)程極為緩慢，故作為靜橫傾力矩處理。而船舶也會(huì)自初始漂浮狀態(tài)緩慢傾至靜平衡角即停止。貨物裝卸油水打入和排放油水消耗旅客集中到一舷（1）載重不對(duì)稱引起的橫傾力矩第五十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五基本表達(dá)式KEZRRyAyZAd受風(fēng)面積S（2）風(fēng)力靜橫傾力矩MW第五十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五Cv－－風(fēng)壓系數(shù)，取1.2；ρa(bǔ)－－空氣密度，取1.226（kg/m3）；

v－－－橫向穩(wěn)定相對(duì)風(fēng)速（m/s）。

12001000800600400200100203040風(fēng)壓強(qiáng)p(Pa)橫向穩(wěn)定相對(duì)風(fēng)速v(m/s)穩(wěn)定風(fēng)壓強(qiáng)p的計(jì)算公式：第五十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五假定簡(jiǎn)化計(jì)算公式MW=f(θ)

MW=CθMW15°

030°

45°

60°

75°

90°

風(fēng)力橫傾力矩曲線第五十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）拖力橫傾力矩MT假定：船舶在橫向拖力Py的作用下作等速橫移拖力橫傾力矩公式：拖輪橫向拖力Py計(jì)算公式：α為拖力P與中線面的水平夾角；β為垂直夾角KEZRRyPyZPd船首α

β

PP1Py第五十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、定義在較短的時(shí)間內(nèi)橫傾力矩有明顯變化、或突然作用在船上，即在橫傾過(guò)程中計(jì)及角加速度和慣性矩。關(guān)于時(shí)間的變化速率大于穩(wěn)性力矩的變化速率的橫傾力矩。（二）動(dòng)橫傾力矩Md（Dynamicalheelingmoment）第五十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五船舶在Md的作用下產(chǎn)生更大的橫傾角，其需用動(dòng)平衡條件來(lái)確定。動(dòng)平衡條件：Md作的功＝MR作的功，即：AR=Ad可以認(rèn)為動(dòng)橫傾力矩的每一數(shù)值都在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到下一數(shù)值，而船舶的穩(wěn)性尚未作出相應(yīng)的改變。第五十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五動(dòng)橫傾力矩與其作用于船上的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，按其特征可分為：瞬時(shí)動(dòng)橫傾力矩（圖a）特點(diǎn)：迅即達(dá)到最大值，然后立即消失。大浪瞬時(shí)作用于船上、碰撞力、爆炸的反作用力等。突加的定值動(dòng)橫傾力矩（圖b）特點(diǎn)：迅即達(dá)到最大值，并保持不變，持續(xù)作用。重物突然橫移、拖索急牽、一舷突然大破艙等。2、動(dòng)橫傾力矩的類別第六十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五突然消失的動(dòng)橫傾力矩（圖c）特點(diǎn)：恒定的橫傾力矩突然消失。拖帶中拖纜突然斷裂、甲板貨突然落水、吊起的重件落岸等。周期性變化的動(dòng)橫傾力矩（圖d）特點(diǎn)：多為波浪產(chǎn)生的力矩。船舶在其作用下會(huì)發(fā)生周期性橫搖，且當(dāng)橫傾力矩的作用方向與穩(wěn)性力矩的作用方向一致、橫傾力矩的周期與船舶的自搖周期一致時(shí)，船舶會(huì)發(fā)生諧搖。第六十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五具有確定變化規(guī)律的動(dòng)橫傾力矩（圖e）特點(diǎn)：以確定的變化規(guī)律作用。突風(fēng)作用在船上由弱到強(qiáng)的過(guò)程，常見(jiàn)的破艙后需要一定的時(shí)間才能大量進(jìn)水等。具有不確定變化規(guī)律的動(dòng)橫傾力矩（圖f）特點(diǎn)：以不確定的變化規(guī)律作用。是船上最常見(jiàn)的。風(fēng)、浪、流、拖纜等共同作用在船上。對(duì)船舶總的作用效果可以認(rèn)為是由各項(xiàng)力矩的作用疊加而成。第六十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五常見(jiàn)的動(dòng)橫傾力矩曲線圖注意：確定船舶的動(dòng)平衡角時(shí)，應(yīng)將Md＝f(t)曲線轉(zhuǎn)換為Md＝f()曲線。Mdt(a)Mdt(b)Mdt(c)Mdt(d)Mdt(e)Mdt(f)第六十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

近似估算時(shí)，取Zg=d，則有：

式中：p－－突風(fēng)單位風(fēng)壓強(qiáng)(Pa)，風(fēng)速為平均風(fēng)速的1.3～1.5倍；S－－受風(fēng)面積(m2)；Z－－風(fēng)力作用力臂(m)。EAyGZGFyZAdZ3、突風(fēng)動(dòng)橫傾力矩的計(jì)算第六十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五突風(fēng)單位計(jì)算風(fēng)壓p查算表風(fēng)力作用力臂Z無(wú)限航區(qū)近海航區(qū)沿海、遮蔽航區(qū)1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5≥7.08299059761040109911451185121912491276130213241347448493536547603628647667683698711724736228248268284301314326336343350357363368第六十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、大傾角靜穩(wěn)性（一）船舶大傾角穩(wěn)性的表示

1、大傾角穩(wěn)性和初穩(wěn)性的區(qū)別橫傾角的范圍不同船舶在大傾角橫傾時(shí)，橫穩(wěn)心點(diǎn)M不再是定點(diǎn)。M點(diǎn)變?yōu)楦⌒腂的漸近線，隨橫傾角的變化而變化。船舶大傾角橫傾時(shí)傾斜軸不再過(guò)初始水線面漂心F。大傾角穩(wěn)性不能用GM作衡量標(biāo)志。B0M0W0L0第六十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、大傾角穩(wěn)性的表示由下圖可知，船舶在大傾角傾斜時(shí)穩(wěn)性力矩的計(jì)算公式為：GZ：靜穩(wěn)性力臂（復(fù)原力臂或扶正力臂）（Leverofstaticstability）第六十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五KN－－leverofformstabilityKH－－leverofweightstability（二）靜穩(wěn)性力臂GZ的求取1、基點(diǎn)法（Basepoint）求取GZ第六十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五形狀穩(wěn)性力臂KN曲線（穩(wěn)性交叉曲線）（Crosscurvesofstability）第六十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五GaZa：假定重心形狀穩(wěn)性力臂W1W2L1L2GGaZZaθK2、假定重心法求取GZ（Assumedcenterofgravity）第七十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五假定重心形狀穩(wěn)性力臂GaZa曲線第七十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五MS－－剩余穩(wěn)性力臂（Residuarystabilitylever）W1W2L1L2GZSθKM3、初穩(wěn)心點(diǎn)法求取GZ（剩余穩(wěn)性力臂法）第七十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五剩余穩(wěn)性力臂MS曲線第七十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五自由液面的存在同樣會(huì)使大傾角穩(wěn)性降低，使GZ減小。減小值GZ的計(jì)算方法如下：

1、查取“液艙自由液面傾側(cè)力矩Mf.s表”該傾側(cè)力矩隨船舶橫傾角的不同而不同。（三）自由液面對(duì)大傾角穩(wěn)性的影響第七十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五式中：δ=v/blh第七十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五將自由液面對(duì)GM的減小值GM看作船舶重心高度KG的增大，從而使重量穩(wěn)性力臂KH增大，復(fù)原力臂GZ減小。2、重心高度修正法第七十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五注意：由于在大傾角情況下自由液面對(duì)于橫傾軸的慣性矩是變量，除了與自由液面的尺度有關(guān)外，還隨橫傾角的不同而不同，所以重心高度修正法是一種近似的修正法。第七十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、定義：靜穩(wěn)性力矩MR或靜穩(wěn)性力臂GZ與船舶橫傾角θ的關(guān)系曲線圖。MR～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力矩曲線GZ～θ的關(guān)系曲線圖稱為靜穩(wěn)性力臂曲線2、繪制根據(jù)公式GZ=KN-KGsin及KN曲線圖可得。

（四）靜穩(wěn)性曲線圖第七十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五Curveofstaticalstability第七十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜平衡位置靜平衡角(靜傾角)θS

（Angleofstaticalinclination）甲板浸水角（Angleofdeckimmersion）

曲線反曲點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度。甲板浸水后穩(wěn)性增長(zhǎng)減緩。該點(diǎn)的曲線斜率最大。3、靜穩(wěn)性曲線圖的主要特征第八十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五最大復(fù)原力臂GZmax（Maximumrightinglever）最大復(fù)原力矩MR.max（Maximumrightingmoment）極限靜傾角θS.max

（Angleformaximumrightinglever）穩(wěn)性消失角θv

（Angleofvanishingstability）0～θv的范圍定義為船舶的穩(wěn)性范圍。曲線原點(diǎn)處的斜率等于初穩(wěn)性高度GM第八十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.1船寬B4、影響靜穩(wěn)性曲線的因素第八十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.2干舷FF對(duì)初穩(wěn)性沒(méi)有影響。第八十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五KG1KG2KG1<KG2θ

GZ

4.3重心高度KG

若排水量一定，則：第八十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.4排水量（吃水）

若KG相同，則：

4.5自由液面自由液面的影響可以看作船舶重心高度KG增大，所以影響結(jié)果同KG的影響。第八十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

4.6初始橫傾（常定橫傾）

船舶重心偏離縱中剖面。第八十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五研究船舶橫傾過(guò)程中，功之間的平衡關(guān)系。（一）船舶動(dòng)平衡（Dynamicalequilibrium）1、動(dòng)平衡條件五、船舶動(dòng)穩(wěn)性

（Dynamicalstability）第八十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（Angleofdynamicalstability）船舶達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)的橫傾角。EθSθd0Mh2、動(dòng)平衡角(動(dòng)傾角)θd第八十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、最小傾覆力矩Mh.min（Minimumcapsizingmoment）EθSθd0Mhθd.maxθSMh.min0A第八十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.1定義船舶在動(dòng)平衡條件下能夠承受的橫傾力矩的極限值。能使船舶傾覆的最小外力矩。船舶在動(dòng)平衡條件下，穩(wěn)性所允許的最大橫傾力矩。

3.2結(jié)論船舶在動(dòng)力作用下不致傾覆的條件：Mh≤Mh.min船舶在靜力作用下不致傾覆的條件：Mh≤MR.max第九十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

3.3極限靜傾角θd.max（Maximumangleofdynamicinclination）最小傾覆力矩對(duì)應(yīng)的橫傾角。θd.maxθSMh.min0A第九十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五船舶動(dòng)穩(wěn)性的大小取決于船舶復(fù)原力矩所作功WR（動(dòng)穩(wěn)性力矩）的大小。（二）船舶動(dòng)穩(wěn)性的衡量指標(biāo)動(dòng)穩(wěn)性力矩WR在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力矩MR曲線下的面積。動(dòng)穩(wěn)性力臂ld在數(shù)值上等于靜穩(wěn)性力臂GZ曲線下的面積。第九十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、定義動(dòng)穩(wěn)性力矩曲線：WR～θ的關(guān)系曲線圖。動(dòng)穩(wěn)性力臂曲線：ld

～θ的關(guān)系曲線圖。2、繪制動(dòng)穩(wěn)性力矩曲線為MR曲線的積分曲線動(dòng)穩(wěn)性力臂曲線為GZ曲線的積分曲線（三）動(dòng)穩(wěn)性曲線圖（Curveofdynamicalstability）第九十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五動(dòng)穩(wěn)性曲線圖第九十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、動(dòng)穩(wěn)性曲線的特征曲線過(guò)原點(diǎn)曲線反曲點(diǎn)對(duì)應(yīng)角為極限動(dòng)傾角θd.max

曲線極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)角為穩(wěn)性消失角θv

θvθld(GZ)θd.max第九十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五4、動(dòng)穩(wěn)性曲線的用途已知恒定外力矩Mh，求動(dòng)傾角θd

Wh=Mh求取Mh.min和θd.max

θMd(ld)θdθvθd.maxHFOMh.minMhPTH57.3°第九十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五5、初始橫搖角及船舶進(jìn)水角θj對(duì)Mh.min的修正

5.1初始橫搖角θi的修正風(fēng)浪聯(lián)合作用的不利條件下求取Mh.min。第九十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.2船舶進(jìn)水角θj對(duì)Mh.min的修正

進(jìn)水角(Angleofflooding)：船舶橫傾至非水密開(kāi)口時(shí)的橫傾角。法定規(guī)則規(guī)定，當(dāng)船舶橫傾至進(jìn)水角后，船舶將被視為穩(wěn)性喪失。第九十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五六、船舶穩(wěn)性規(guī)范（一）IMO對(duì)船舶穩(wěn)性的要求1、IMO對(duì)普通貨船完整穩(wěn)性的基本要求大傾角穩(wěn)性第九十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五對(duì)LBP≥24m的船舶，應(yīng)滿足天氣衡準(zhǔn)。即船舶在各種裝載狀態(tài)下，具有抵抗橫風(fēng)和橫搖（風(fēng)浪)聯(lián)合作用的能力。（1）船舶受穩(wěn)定風(fēng)壓的作用，產(chǎn)生穩(wěn)定風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw1，同時(shí)產(chǎn)生靜橫傾角θ0。對(duì)動(dòng)穩(wěn)性的要求（天氣衡準(zhǔn)要求）PW＝0.0514t/m2；AW－－橫向受風(fēng)面積(m2)；ZW－－AW的中心至水下船體側(cè)面積中心或d/2處。第一百頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）假定在橫浪作用下，船舶由θ0向上風(fēng)舷橫搖到θ1處。

（3）船舶受到一個(gè)突風(fēng)風(fēng)壓力，產(chǎn)生突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力臂lw2。（4）右邊界角θ2的確定（5）如圖，靜穩(wěn)性曲線下的面積應(yīng)滿足：第一百零一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五穩(wěn)性天氣衡準(zhǔn)計(jì)算圖第一百零二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、IMO對(duì)特殊船舶的穩(wěn)性要求集裝箱船舶的穩(wěn)性衡準(zhǔn)木材船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)散裝谷物船舶的穩(wěn)性衡準(zhǔn)液貨船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)注：以上特種船舶的穩(wěn)性衡準(zhǔn)要求是獨(dú)立的衡準(zhǔn)條件。第一百零三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、穩(wěn)性衡準(zhǔn)基本要求（二）我國(guó)《法定規(guī)則》對(duì)船舶穩(wěn)性要求第一百零四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五AW－－船舶正浮時(shí)水線上船體和甲板貨的側(cè)面積投影(m2)；PW－－單位計(jì)算風(fēng)壓(kPa)，根據(jù)ZW和限定航區(qū)查取PW曲線圖；ZW－－計(jì)算風(fēng)力作用力臂(m)，AW的中心至水線的垂直距離。穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K的計(jì)算第一百零五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、臨界穩(wěn)性高度GMC和極限重心高度KGmaxGMC

從初穩(wěn)性、大傾角穩(wěn)性及動(dòng)穩(wěn)性的要求出發(fā)提出的對(duì)初穩(wěn)性高度的下限限制值，即同時(shí)滿足《法定規(guī)則》對(duì)船舶穩(wěn)性衡準(zhǔn)的五點(diǎn)要求時(shí)，船舶初穩(wěn)性高度的最低值。

第一百零六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五臨界穩(wěn)性高度曲線圖第一百零七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五極限重心高度KGmax

從初穩(wěn)性、大傾角穩(wěn)性及動(dòng)穩(wěn)性的要求出發(fā)提出的對(duì)重心高度的上限限制值，即同時(shí)足《法定規(guī)則》對(duì)船舶穩(wěn)性衡準(zhǔn)的五點(diǎn)要求時(shí)，船舶重心高度的最大值。第一百零八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五極限重心高度曲線圖第一百零九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五集裝箱船舶的穩(wěn)性衡準(zhǔn)木材船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)液貨船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)散裝谷物船舶的穩(wěn)性衡準(zhǔn)3、《法定規(guī)則》穩(wěn)性衡準(zhǔn)特殊要求第一百一十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五七、穩(wěn)性的檢驗(yàn)與調(diào)整1、穩(wěn)性過(guò)大的影響對(duì)船員生活工作不利對(duì)航海儀器的使用不利對(duì)船舶結(jié)構(gòu)不利貨物容易發(fā)生移動(dòng)（一）穩(wěn)性大小對(duì)船舶安全的影響第一百一十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、穩(wěn)性過(guò)小的影響容易導(dǎo)致船舶傾覆船舶操縱困難主輔機(jī)工況不良對(duì)船員心理產(chǎn)生影響（二）船舶適宜的穩(wěn)性范圍1、普通貨船適宜的穩(wěn)性范圍第一百一十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、保證適宜穩(wěn)性范圍的經(jīng)驗(yàn)方法二層甲板船，二層艙的裝貨量應(yīng)占全船載貨總重量的35％，底艙占65％；若需裝載部分甲板貨，其重量一般不超過(guò)10％，且堆積高度不超過(guò)1/5～1/6B。三層甲板船，上二層艙占20％，下二層艙占25％，底艙占55％。第一百一十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、橫搖周期Tθ法該方法適用于在航船舶?！斗?/p>