高速船与游艇设计稳性

《高速船与游艇设计稳性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课题四船舶性能预报船舶稳性船舶稳性（stability）是指船舶受到外力的作用而偏离原平衡位置发生倾侧，当外力消除后能自行恢复到原来平衡位置的能力。根据船舶倾斜角度的大小，船舶的稳性可分为两类：1）初稳性（或称小倾角稳性），指船舶倾斜角小于，或上甲板边缘开始入水前的稳性。2）大倾角稳性，指船舶倾斜角大于，或上甲板边缘开始入水后的稳性。船舶稳性复原力矩MR=•GZWLG•B•B1Z一、初稳性（倾角小于10~15）初稳性公式MR=GZ=GMsin二、大倾角稳性（倾角大于10~15）M横稳性

2、船舶的倾斜分为横向倾侧和纵向倾侧，因此，船舶必须具有横稳性和纵稳性。三、纵稳性B1GW1L1MLWL1、船舶的平衡状态船舶正浮于水面上时，船舶所受到重力即船重W与浮力N是一对平衡力。重心和浮心位置分别为G和B。当船舶发生倾斜时，由于排水体积形状的改变，导致浮心移动到了B1点，重力和浮力不再是一对平衡力，而形成了一对力偶。WLG•B•G•B•WLL1W1B1ZM当外力矩消失后，船舶在上述力偶所产生的力矩作用下恢复到初始位置。此力矩称为复原力矩。当船舶处于稳定平衡状态时，称船舶具有稳性。如果船舶的重心过高，

3、或船宽较窄，当船舶受外力矩作用横倾时，由于船宽较窄的船舶浮心横移的距离较小，因而重力和浮力组成的力偶所产生的力矩，反而使船舶继续倾斜，以至于倾覆，此力矩称为倾覆力矩，如图所示。当船舶处于不稳定平衡状态时，称船舶没有稳性。从上述两种情况可以看出：在图中，M点（船舶倾斜后新的浮力作用线与船舶中心线的交点）是在重心G点之上，船舶具有稳性，M点叫做稳心。若M点是在G点之下，船舶不具有稳性。经分析研究，船舶是否具有稳性以及稳性好坏，决定于G点与M点的相对位置和G和M间距离的大小，即GM值是衡量船舶稳性好坏的标准，称GM值为

4、初稳性高度。它与稳性的关系是：当M点在G点之上时，GM＞0，船舶具有稳性，GM值越大，稳性越好，但船舶摇摆就会加剧；当M点在G点之下时，GM＜0，船舶不具有稳性，一旦受到外力矩作用很容易使船倾覆；当M点和G点重合一点时，GM=0，船舶也不具有稳性，因为一旦受到外力矩作用，船舶处于随遇平衡状态，对船舶也极不安全。船的稳性对其安全性和使用性都有重要影响，是一项重要的航海性能。船舶在海上倾覆时，其过程是十分迅速的，以致乘员来不及逃生，所以各国都有规范对船舶稳性作了具体的规定。国际海协也有相应的船舶完整稳性的规定。我国船

5、舶检验局也颁布了《海船稳性规范》和《内河船舶稳性规范》，以保证船舶的安全性。对于稳性，在确定主尺度和船型系数时，就必须慎重对待，即使船舶的稳性计算已符合规范要求，船长仍应注意船舶的装载、气象、海况等情况，谨慎驾驶，以保证船舶的安全。1）船舶的稳定平衡当船舶受外力作用而横向倾侧至角时，若船舶的重心G较低，在稳心M之下，重力W与浮力N形成力偶矩与船舶横倾的方向相反，使船舶向原来位置复原，我们称此力矩为复原力矩。G•B•WLL1W1B1ZM复原力矩＝2、船舶的中性平衡当船舶重G与稳心M两点重合，船舶倾侧后重力W

6、与浮力N恰好作用于同一铅垂线上，力矩为零。船舶将保持在其倾斜位置，但不具备复原能力。G•WLL1W1B1ZM3、船舶的不稳定平衡当船舶受外力作用而横向倾侧到角时，若船舶重心G较高，在稳心M之上，致使重力W与浮力N形成的力偶矩与船舶横倾的方向相同，这时它使船舶继续倾斜直至倾覆。这个力矩称为倾覆力矩。倾覆力矩＝一、初稳性及其估算(一)衡准方法及其实用数据衡准一艘船的初稳性好坏的指标是(h)值。我国《海船稳性规范》对各类船舶的GM面值提出的要求是：对于客船、货船、油船等GM≮0.15m对于渔船，GM≮0.30m

7、对于运木船，GM＞0上述数值是对GM的最低要求，实际船舶的GM值要大得多。设计中对初稳性值GM的大小，一般从其下限值和上限值两方面来考虑。1．初稳性的下限值Gmmin下限值是保证船的安全和使用要求所需的最低初稳性值。从安全角度看，船的大倾角稳性和初稳性有一定的联系；从使用要求看，也需保证一定的初稳性值。实践证明，除客船外，现行规范对GM值下限的要求，一般不难满足。所以在设计时，着重从设计船的使用要求，来确定适宜的初稳性下限值。2．初稳性的上限值GMmax初稳性上限值是从横摇缓和性上考虑的，若船在波浪中的摇摆周期短

8、、摆幅大，则不仅影响船舶的安全性，船上作业也很困难，货物会移动受损，乘员会晕船或感到不舒服。因此设计时，在保证初稳性下限的前提下，应力求使船的横摇缓和些。船在波浪中的横摇周期T，与初稳性高GM直接有关，从下面近似估算公式可以看出，它们之间的关系。式中，C－依船的具体特征而变的系数，在0.75～0.85之间选取。我国沿海常见的大的波浪，波长λ=60~70m，波浪周期Tw=