第一章船体形状及近似计算1.型尺度(也称模尺度):量到船体的型表面(或模表面)的尺度,用于船型的研究和船舶原理的各种计算。
钢船的型表面是外壳板的内表面,木船和钢丝网水泥船由于外板厚度较大,因而型表面一般取外壳板的外表面。
2.尾垂线:一般在舵柱的后缘,如无舵柱,则取在舵杆的中心线上。
3.干舷(F—Freeboard):自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
4.长宽比L/B:与船的快速性有关。
例如高速船这比值越大,船越细长,在水中航行时所受的阻力越小。
5.宽度吃水比B/d:与稳性、快速性、耐波性和操纵性都有关。
6.型深吃水比D/d:与船的稳性、抗沉性、船体强度及船体的容积有密切的关系。
7.长深比L/D:与船体总强度有关,长深比小,船短而高,强度好。
8.梯形法基本原理:用若干直线段组成的折线近似地代替曲线,即以若干梯形面积之和来代替被积函数曲线下所包围的面积。
9.辛浦生法:用抛物线段来近似代替实际曲线。
用二次抛物线来近似代替实际曲线—辛氏第一法则;用三次抛物线来近似代替实际曲线—辛氏第二法则。
10.乞贝雪夫法的原理:用高次(n次)抛物线来代替曲线,并取不等间距的n个纵坐标,计算抛物线下的面积代替实际曲线下的面积。
面积S是用不等间距的n个纵坐标之和乘以一个共同的系数p,p值为曲线底边长除以纵坐标数目n,即p=L/n。
11.乞贝雪夫法不适用于变限积分的计算,但在手工计算大倾角稳性用。
12.提高计算精度的方法:增加中间坐标、端点修正坐标。
13.曲线的端点较凸修正方法:1)过A点作直线AB,并使阴影线部分的面积相等,所得OB即为修正坐标'0y;2)曲线端点未达到所规定的等间距站号:过B点作直线BD使两阴影线部分的面积相等,然后连接OB,并过D点作DE//OB,则OE为修正到新站号的坐标y0’(为负值)。
3)曲线的端点超出了所规定的等间距站号:过D点作直线DE使两阴影线部分的面积相等,然后连接AD,再从E点作EF//AD,则DF即为坐标修正值y0’,计算中用y0’代替y0可得到较精确的结果。
第二章浮性1.浮性:是指在一定装载情况下,船舶具有漂浮在水面(或浸没水中)保持平衡位置的能力。
2.阿基米德原理:物体水中所受到的浮力等于该物体所排开的水的重量Δ=ω*∇。
3.淡水ω= 1.0 t /m3 海水ω= 1.025 t /m34.船舶漂浮的平衡条件:重力和浮力大小相等,且方向相反,即:W =ω∇;重心G和浮心B在同一铅垂线上。
5.为描述浮态,通常选用固定在船上的直角坐标系。
6.浮态:船舶浮于静水的平衡状态。
7.三种典型浮态:正浮、横倾、纵倾。
8.重心坐标:9.船上各项重量:1、固定重量(空船重量),重量和重心固定不变;2、变动重量(载重量),包括旅客、货物、燃料、润滑油、淡水、粮食及弹药等。
10.船舶排水量:空船重量与载重量之和。
11.民用船舶排水量定义:满载排水量:货物和旅客全部装载满额的情况;空载排水量:货物和旅客全部没有的情况。
12.通常所谓满载排水量,如无特殊说明,就是指满载出港的排水量,也是民用船的最大排水量。
13.军用舰艇排水量定义:空载、标准、正常、满载、最大。
14.进行设计时,民用船舶以满载排水量为设计排水量。
军用舰艇以正常排水量为设计排水量。
15.计算静矩时:X F是离基平面z处的水线面面积形心(称为漂心)的纵向坐标。
16.浮心纵坐标:17.浮心垂向坐标:18.漂心:19.排水体积∇对平面yoz的静矩:20.排水体积∇对平面xoy的静矩:21.当船舶处于正浮状态时,其浮心横坐标y B=022.水线面积曲线:先将不同吃水时的水线面积算出,再以吃水为竖坐标,以水线面面积为横坐标画出的曲线。
23.水线面积曲线的特征:1)面积即体积:曲线与Oz轴所围面积为排水体积。
2)所围面积的形心的垂向坐标即为浮心的垂向坐标Z B。
3)曲线所包围面积的丰满系数等于船体的垂向棱形系数C VP。
24.每厘米吃水吨数:船舶在任一吃水时,吃水增加或减少1cm引起排水量相应变化的吨数。
TPC25.总排水体积(包括船壳及附体):∇= k∇,K船壳系数取值范围1.004~1.03,大船取小值,小船取大值。
大船k=1.004,小船k=1.00626.浮心坐标曲线:同比例的X F和X B曲线相交处,X B曲线有最大值或最小值。
27.横剖面积曲线:以船长为横向坐标,并以船体水下部分各站线处的横剖面积为竖向坐标所绘制的曲线。
28.横剖面积曲线的形状能确切表征排水体积沿船长的分布情况,与船舶型线密切相关,其形状对阻力有很大影响,因此它是选型和型线设计首先要考虑的因素。
29.30.计算具有纵倾状态时的▽和浮心位置可应用邦戎曲线求出。
31.邦戎曲线包含有两组曲线1)横剖面面积曲线AS(z)2)横剖面面矩曲线32.邦戎曲线的绘制步骤:1)绘出船体的侧视轮廓图2)沿船长等分若干站,取10等分为11站或取20等分为21站。
3)在各站号处以吃水z为竖坐标,以相应站号的横剖面积AS和面积矩My为横坐标,绘出代表其函数和二组曲线,即构成邦戎曲线。
33.邦戎曲线的应用:稳性计算、抗沉性计算、强度计算及舱容计算。
(不太会!)34.船舶由淡水驶入海水:排水量△不变,排水体积和吃水发生了变化,还有可能发生纵倾。
35.当船从淡水进入海水:dw> 0,,dx B> 0,浮心前移,产生尾倾36.储备浮力概念:指满载水线以上主体水密部分的体积,它对稳性、抗沉性和淹湿性等有很大的影响,是确保船舶安全航行的一个重要指标,通常以满载排水量的百分数表示。
内河驳船为10~15%,海船为20~50%,军舰为100%以上。
第3章初稳性1.船舶稳性:船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜,当外力消失后,能自行回复到原来平衡位置的能力。
2.稳性分类:1)按倾斜方向分:横稳性、纵稳性;2)从受力观点分:静稳性、动稳性;3)从倾斜角度的大小划分:初稳性、大倾角稳性;4)从船舱状态分:完整稳性、破舱稳性。
3.研究复原力矩是研究船舶稳性的核心。
4.稳心:浮心曲线的曲率中心;若船舶的倾角为无穷小,正浮时的浮力作用线与倾斜后的浮力作用线相交于M 点。
5.欧拉定理:两等体积水线面的交线o-o 必然通过原水线面WL的漂心(同样适用于纵倾的情况)。
6.重心移动原理:整个物体重心移动的方向平行于局部物体重心移动的方向;整个物体的重量乘以该重心移动的距离,等于局部物体重量乘以该重心移动的距离。
7.如船正浮,浮心的移动距离BB1与横向惯性矩IT、横倾角φ成正比,而与排水体积∇成成反比。
8.稳心半径:浮心曲线的曲率半径,即为浮心和稳心之间的距离。
9.纵稳心半径BM L(R):10.一般船的纵稳心半径比横稳心半径大的多。
11.建立初稳性公式前提条件:1)作小角度和等体积倾斜时,其等体积倾斜轴线通过原水线面的漂心F;2)假定浮心曲线为圆弧的一段;3)稳心M为定点,稳心半径r为定值;4)船装载状态一定,重心G 位置不变,GM 则为常数。
12.初横稳性公式:M = Δ⋅GM⋅φ13.在排水量一定情况下,初稳性高度可用表征复原能力,如考虑排水量变化因素,则用△与GM 的乘积更能代表船舶的复原能力。
14.Δ⋅GM 为横稳性系数Δ⋅GM L纵稳性系数15.横倾1º力矩:引起船舶横倾φ=1º(1/57.3 rad) 所需的横倾力矩。
16.纵倾1cm力矩:17.首尾吃水:18.横稳性高:衡量船舶初稳性的主要指标,决定船舶横摇快慢的一个重要特征数。
19.船舶平衡状态:随遇平衡,稳定平衡,不稳定平衡。
没入水中浮体看G、B,潜艇水下时,G须在B之下。
20.初稳性高=浮心高+初稳心半径-重心;GM=KB+BM-KG:21.静水力曲线图:船舶在正浮状态的浮性参数、初稳性参数、船型系数与吃水之间的函数关系绘制在同一张图上。
22.船舶装载情况:指船上载荷的移动、装卸、自由液面变化等。
23.重量的垂向移动:1)新的初稳性高:2)新的纵稳性高:载荷垂向移动对纵稳性影响可忽略!24.重量的垂向移动效果:向上移动,提高重心,船初稳性高减小;向下移动,降低船的重心,初稳性高增加。
25.重量的横向移动:26.重量的纵向移动:重量移动后首尾吃水分别为27.重量沿任意方向移动:1)新的稳性高2)横倾角与纵倾角3)船舶首尾吃水的变化4)船舶的首尾吃水28.装卸小量载荷:首先在漂心垂直线上任意位置装卸载荷,无横倾和纵倾,只改变船的平均吃水和初稳性高度。
然后将载荷沿水平横向和纵向移动到指定位置,产生横倾和纵倾。
29.装卸小量载荷初稳性高:M R=Δ*GM*sinφ—p*CA* sinφ、30.存在一极限平面(或称为中和平面),装载的载荷相对这一平面的位置不同则对初稳性有不同的影响。
31.装卸小量载荷新的纵稳性高:32.对于卸载小量货物为-p ,其对船舶浮态和稳性的影响仍可按上述的公式进行计算,但注意平均吃水的增加δd 为负值。
33.将p自A1(x F,o,z)移至A (x,y,z),则得横、纵倾角正切:34.首尾吃水的变化:35.最后最终船的首尾吃水为:36.装卸大量载荷:书P6437.自由液面对船舶初稳性的影响:船的重心不变,但产生一倾斜力矩,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。
38.自由液面分为n等分,则自由液面的影响可减小到1/n2。
39.悬挂重量影响:船的实际初稳性高:40.装卸液体载荷或悬挂重量对船舶浮态和稳性的影响:船舶的重量和重心都发生变化,计算稳性高时须考虑下列两种影响:1)首先算出装卸载荷后的稳性高。
2)再考虑自由液面或悬挂载荷对稳性高的影响,41.船舶在各种装载情况下浮态和初稳性的计算,通常包括下列三部分:1)在各种装载情况下排水量和重心位置的计算2)在各种装载情况下浮态及初稳性的计算3)在各种装载情况下浮态及稳性计算综合表42.船舶倾斜试验:为了准确求得重量与重心的位置。
例题1:某海船长L PP=120m,首尾吃水均为d=7.40m,排水量△=10580t,其KB=3.84m,BM L=125.64,KG=6.56m,x F=0。
当船上有一重量p=100 t,从船尾移向船首,其移动距离为60m,求此时船的首尾吃水为多少?例题2:例题3:。