王迎光新課件第四章

1、 41 Introduction Chapter four: Large angle stability W B K G B0 Z E R L L0 W0 MR R MGZl 00 GZB RB E Righting moment 復(fù)原力矩 Where : 0 B R 0 B E : 形狀穩(wěn)性臂 ：重量穩(wěn)性臂 42 Variable displacement method for GZ curve Chapter four: Large angle stability B0 F v K W0 WB L0 N d0 A v O O C 0 E N L 012 vv 120 MOEvOAvOBOF

2、 120 012 M vOAvOBOF lOE vv 12 vv 12 MvOAvOB 0 MM l 0000 ()sincos MOFdKBc 0 cos()sin s llcdKS 其中S為假定重心 Calculation formula 計(jì)算公式 Chapter four: Large angle stability 出水邊 a dx 入水邊 N N N W W0 b L0 N acos(-) o a 2 3 d L b dx 2 1 2 dAa d 2 22 1 22 1 2 LL LL dvdA dxa d dx 2 2 11 00 2 1 2 L L vdva d dx 2 2 2

3、 0 2 1 2 L L vb d dx 22 2 12 0 2 1 () 2 L L vvabd dx Calculation formula 計(jì)算公式 Chapter four: Large angle stability 出水邊 a dx 入水邊 N N N W W0 b L0 N acos(-) o a 2 3 d L b dx M 2 212 cos()cos() 323 dmdAaa da 3 1 cos() 3 ad 2 1 2 3 2 2 1 cos() 3 L L L L dMdmdx ad dx 3 2 1 0 2 1 cos() 3 L L Mad dx 3 2 2 0

4、2 1 cos() 3 L L Mbd dx 33 2 12 0 2 1( )cos() 3 L L MMMabd dx 33 2 2 1 () 3 L L Iab dx 0 cos()MId Chapter four: Large angle stability 1 3 4 2 s 1 s 20 10 60 50 40 30 穩(wěn)性橫截曲線 Stability cross curve ()sin sGS llZZ 靜穩(wěn)性臂計(jì)算公式 Chapter four: Large angle stability The effects of superstructure on stability W W

5、0L0 N o N p g L 70 GM=0.93m m 57.3 3010 0 20 0.4 0.2 0.6 504060 0.8 9080 右圖是某船滿載出港時(shí)考慮和不考慮上層建筑時(shí)的靜穩(wěn)性曲 線圖。虛線是不考慮上層建筑的靜穩(wěn)性臂曲線，實(shí)線是計(jì)入 上層建筑后的曲線。由圖中可見(jiàn)，兩者具有一定的差別。 Chapter four: Large angle stability The effects of free surface on stability a c g g1 y b d L W L W 傾斜力矩 式中：v艙內(nèi)液體的體積； w1艙內(nèi)液體的重量密度。 1H Mwvy 設(shè)船舶原來(lái)的復(fù)原

6、力矩為: R Ml 現(xiàn)在由于自由液面的影響， 故船舶的實(shí)際復(fù) 原力矩為： ()() H RH M MlMlll 1H Mw vy l 上式中為自由液面對(duì)靜穩(wěn)性臂的影響。 Chapter four: Large angle stability The properties of static stability curve 力臂l(或力矩Mr) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 01020304050607080 橫傾角(度) GM 0 Al d B C A D Mh 1 2 m m l V 57.3o O (1) 靜穩(wěn)性曲線在原點(diǎn)處的斜率 等于初穩(wěn)性高 GM (2)最大復(fù)原力

7、臂lm及其對(duì) 應(yīng)的橫傾角 m （3）穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定平衡 （4）穩(wěn)性消失角 和穩(wěn)距 v OD （5）靜穩(wěn)性曲線下的面積 動(dòng)穩(wěn)性曲線是靜穩(wěn)性曲線的積分曲線。 Chapter four: Large angle stability The dynamic stability curve O C A B MR max (a) (b) d max d TR C O d A D B 當(dāng)船舶橫傾至?xí)r，復(fù)原力矩 所做的功 ： R M 0 RR TM d 00 RR TM dld Rd Tl 0 d lld 上式中稱為動(dòng)穩(wěn)性曲線 Chapter four: Large angle stability The

8、dynamic stability curve 如右圖所示船舶橫傾力矩: 上式中F為一定值陣風(fēng)風(fēng)力。 R zf Mf F ff MFz 則船舶橫傾力臂: / ff lM Chapter four: Large angle stability The dynamic heeling angle O C A B M( ) (a) D Mf d (b) T(d) C O E N d Mf 57.3 O 根據(jù)靜穩(wěn)性曲線求動(dòng)橫傾角d ： 借助移動(dòng)直線CD以湊得兩個(gè)面積 相等 ，使面積OAB=面積BCD。 根據(jù)動(dòng)穩(wěn)性曲線求動(dòng)橫傾角d ： 兩曲線的交點(diǎn) 表示橫傾力矩 所 作的功與復(fù)原力矩所作的功相等。因此，

9、 與點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的傾角即為d。 C f M Chapter four: Large angle stability The maximum wind heeling moment 根據(jù)靜穩(wěn)性曲線求船舶所能承受 的最大風(fēng)傾力矩 ： 借助移動(dòng)直線FK以湊得兩個(gè)面積 相等 ，使面積OFG=面積GHK。 根據(jù)動(dòng)穩(wěn)性曲線求船舶所能承受的 最大風(fēng)傾力矩 f M (a) d max O FG M( ) Mf max H K (b) T(d) K O E 57.3 O Mf max d max maxf M 過(guò)O點(diǎn)作與動(dòng)穩(wěn)性曲線相切的切線 OK Kmaxd 切點(diǎn) 相對(duì)應(yīng)的傾角便是極限動(dòng)橫傾角 Chapter fo

10、ur: Large angle stability The dynamic heeling angle 根據(jù)靜穩(wěn)性曲線求動(dòng)橫傾角d ： 借助移動(dòng)直線DE以湊得兩個(gè)面積 相等 ，使面積ABC=面積CDE。 與D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為動(dòng)橫傾角d 根據(jù)動(dòng)穩(wěn)性曲線求動(dòng)橫傾角d ： 在動(dòng)穩(wěn)性曲線上 與相對(duì)應(yīng)的傾角 Mf A D B N H M K Mf max Mf FL E D CB G O A (a) (b) L O d max d 57.3 O 0 d 0d Mq D 便是極限動(dòng)橫傾角d Chapter four: Large angle stability The maximum wind heeling

11、 moment 根據(jù)靜穩(wěn)性曲線求船舶所能承受 的最大風(fēng)傾力矩 ： 借助移動(dòng)直線FL以湊得兩個(gè)面積 相等 ，使面積AFH=面積HKL。 根據(jù)動(dòng)穩(wěn)性曲線求船舶所能承受的 最大風(fēng)傾力矩 f M maxf M 在動(dòng)穩(wěn)性曲線上Mq的值即等于最大風(fēng)傾力矩 Mf A D B N H M K Mf max Mf FL E D CB G O A (a) (b) L O d max d 57.3 O 0 d 0d Mq Chapter four: Large angle stability The critical C.G. heights curve 極限重心高度曲線 ZGMAX1 極限重心高度ZGMAX(米)

12、 排水量D(噸) D1 Chapter four: Large angle stability The stability criteria numeral 穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù) K /1 qf KMM /1 qf Kll Mq 為最小傾覆力矩， Lq 為最小傾覆力臂 Mf 為風(fēng)壓傾斜力矩， Lf 為風(fēng)壓傾斜力臂 Chapter four: Large angle stability Various factors affecting stability B a o a b A B A b 增加干舷可有效地改善船的穩(wěn)性 Chapter four: Large angle stability Various factors af