船舶设计原理第 4章 船舶重量与重心.ppt

第四章船舶重量和重心 第四章 船舶重量和重心 4-1概述 -----船舶重量重心计算的目的 船舶的重量是确定排水量的基础。重量、重心计算准确与否，直接关系到设计船技术性能好坏。重量计算的误差如果过大，船将不能漂浮在预定的吃水线上，影响船舶使用性能，特别是内河船舶，航道对船舶吃水有限制，当重力大于浮力时，实际吃水将超过设计吃水， 船舶就不能在预定航区中航行。重心计算误差如果过大，船将出现预想不到的纵倾或横倾，初稳心高将出现不应有的减少或增加，将改变船舶预定的稳性和横摇性能。所以重量和重心计算不准确，船舶就满足不了原定的设计要求，甚至有损其安全性。 设计新船涉及的基本问题 满足新船重量所需浮力 并使 重力=浮力 一、平衡条件 根据浮性原理，船平衡于静水中的条件是 ①浮力=重量力 ②作用线在同一 铅垂线上 1.重量方程 船在某一装载情况下的总重量——称为重量 排水量（ ）， 是各部分重量之和（ ） 重量方程式 2.浮力方程 从浮力方面考虑： 船体排开水的重量为 ——即为浮力 （型排水体积） 因而浮力方程： 式中： —水密度( 　)海水1.025，淡水1.0； —该装载情况下的型排水体积( 　 ) K—附体体积系数，不包括外板厚度及附体(舵,桨,轴支架, 龙骨等)在内。K值是考虑了这些因素而定的系数，通常选取Ｋ值时小船取大值，大船取小值。 Ｌ，Ｂ，Ｔ，Ｃb ——船长，型宽，吃水，方型系数 3.浮性方程式： 当船在水中达到平衡时，其浮力必等于重力，即可得浮性方程式： 4.重量与重心计算对船性能的影响 重量——（1）重力是否等于浮力 1） 浮力，则 ①T实＞T设必减载航行 ②稳性：B/T↓，→GM↓ ③ 抗沉性：干舷↓储备浮力↓ ④快速性：T↑，阻力↑，快速性↓ 对技术性能 ⑤操纵性： B/T↓，对回转性不利， 稳定性有利 ⑥对桨 ：↑ ⑦对结构强度： 船底板厚度： 强肋骨： ① 桨可能出水面， ↓ 　　 浮力： ② 上建面积↑，稳性↓ ③ 主尺度确不合理， 造价↑， 经济性 ↓ 重心——（2）重心与浮力是在同一铅垂线上 重心纵向坐标Xg ——影响船的纵倾 重心横向坐标Yg ——影响船的横倾 重心垂向坐标Zg ——影响稳性，横摇周期 5.船舶重量重心计算的特点 船舶设计时，船舶重量和重心的计算是一个逐步近似过程。所谓逐步近似，就是重量计算不可能一次完成，不可能在设计初始阶段估算到准确无误的程度。随着设计阶段的不断深入，重量计算由粗到精，由最初阶段参考母型船或统计资料的粗略估算，到最后按设计船的施工图纸或施工文件分项精确计算，是个逐渐深化逐渐准确多次循环螺旋式上升的过程，每后一次计算都是对前次计算的检验和修正。因此，企图一次就把重量重心弄得十分准确而无须再计算，是不可能的。为此，重量重心计算贯穿于整个设计过程的始终，在设计的各个阶段都须进行重量估算或计算。一条船的设计，通常由重量估算开始，而最后还必须经重量计算确认重力和浮力达到平衡，重心位置适宜以后才能结束. 重量重心计算特点： 1、逐步近似，贯穿整个设计过程 2、随设计阶段深入，重量计算由粗到细 3、由最初母型船统计资料到最后按施工图纸重量分项计算 4、最后准确的值是——建完下水的倾斜试验（测出船 和Zg） 二、民船典型载况 船在营运及航行中，载重量是变化的（货、油、水） 排水量也变化