第三章初稳性.pptVIP

（5）首尾吃水的变化（6）最后船的首尾吃水（4）纵倾角正切（3）横倾角正切第61页，共115页，星期日，2025年，2月5日二、装卸大量载荷对船舶浮态及初稳性的影响当船上增加或卸除大量的载荷（超过排水量的10%）时，应用上述的有关公式计算船舶的浮态和稳性就不够准确了，因为这时的吃水变化较大，新水线与原水线的水线面积及漂心位置等差别较大。要得到正确的结果，需要应用如下的静水力曲线资料：（1）排水量?曲线；（2）浮心坐标xB及zB（即KB）曲线；（3）漂心纵向坐标xF曲线；（4）横稳心半径BM（r）曲线；（5）每厘米纵倾力矩MTC曲线。设船舶原来的排水量为?，重心纵向坐标为xG、垂向坐标为zG。第62页，共115页，星期日，2025年，2月5日d1xB?dzBxFBM??+PPMTC吃水当船在点（x，y，z）处装上大量的载荷P（吨）后，排水量变为：这时船的重心位置为：在有关曲线上查得：第63页，共115页，星期日，2025年，2月5日排水量为?+P时的初稳性高：横倾角正切为：船的重心Gl和浮心B1不一定在同一铅垂线上，由此所引起的纵倾力矩：此时，船的纵倾：第64页，共115页，星期日，2025年，2月5日船的首尾吃水：对于卸除载荷的情况也可按同样的方法进行，但这时的排水量应为?－P，并在有关公式中把改P为－P。第65页，共115页，星期日，2025年，2月5日船上没有淡水舱、燃油舱、压载水舱等舱柜，如果舱内液体没有装满，则船舷在倾斜时，舱内的液体也将流向倾斜一舷，且液面保持与水面平行，这种可以自由流动的液面称为自由液面。当液体流动后，液体体积的形状发生变化，它的重心向倾斜一侧移动，因而产生一个额外的倾斜力矩，其结果是降低船的稳性。§3-7自由液面对船舶初稳性的影响第66页，共115页，星期日，2025年，2月5日如图所示，设船的排水量为△、自由液体的体积为V，液体的重量密度为ωl。当船处于正浮状态时，其重心在G点，舱内的自由液面CD平行于水线WL，其重心在a点。当船横倾一小角度φ后，舱内液体的自由表面也发生倾斜而变为C1D1，且平行于新水线W1LI，其重心由a点移至al点。MLGmW1L1??W?1vBB1C1D1CDa1a?第67页，共115页，星期日，2025年，2月5日设在a点加上一对大小相等、方向相反的共线力ωlV，则可以看作船的重心不变，但增加了一个横倾力矩，其数值为式中m为自由液体倾斜后重量作用线和正浮时重量作用线的交点；am为液体重心移动曲线aa1在a处的曲率半径。MLGmW1L1??W?1VBB1C1D1CDa1a?—第68页，共115页，星期日，2025年，2月5日MLGmW1L1??W?1VBB1C1D1CDa?a1?1V与船舶等体积倾斜相类似，在小倾角范围内，aal可看作圆弧,m为其圆心，am为其半径，其中:ix为自由液面的面积对其倾斜轴线的惯性矩，V为舱内液体的体积。自由液面产生的横倾力矩：—第69页，共115页，星期日，2025年，2月5日MLGmW1L1??W?1VBB1C1D1CDa?a1?1V船的实际复原力矩：则船的实际初稳性高：式中：称为自由液面对初稳性高的修正值，其数值只与自由液面的大小和船的排水量有关，而与自由液面的体积无关。（3-36）自由液面的影响使初稳性高减小了。这相当于把液体的重心由a点提高到m点，点m称为液体的虚重心。第70页，共115页，星期日，2025年，2月5日自由液面对纵稳性高的影响与对横稳性的影响类似有：如果船上有多个自由液面的舱柜，则它们对初稳性高的修正值为：（3-37）结论：自由液面的影响使初稳性高减小，即降低了船的初稳性。如果自由液面很大，惯性矩ix也很大，可能会使船失掉初稳性。第71页，共115页，星期日，2025年，2月5日lbb/2b/2AA1A2设有一长方形的容器，其自由液面对其倾斜轴的惯性矩：若采用一个纵舱壁后，两个自由液面对于其倾斜轴的面积惯性矩总和：可以证明，如用采用两道纵壁将自由液面分为三等分，则自由液面的影响可减小到1/9；自由液面分为n等分，则自由液面的影响可减小到1/n2