船舶静力学课件.pptx

浮性浮性:是船舶的基本性能之一是船舶的基本性能之一,即在一定装载情况即在一定装载情况 下下,船舶具有浮在水面保持平衡位置的能力。船舶具有浮在水面保持平衡位置的能力。2-1 浮性概述浮性概述一、船舶平衡条件一、船舶平衡条件 船舶在任一装载情况下，漂浮于水面船舶在任一装载情况下，漂浮于水面(或浸没于水中或浸没于水中)一定位置时，是一个处于平衡状态的浮体。这时，作用一定位置时，是一个处于平衡状态的浮体。这时，作用在船上的力，有船舶本身的重力以及静水压力所形成的在船上的力，有船舶本身的重力以及静水压力所形成的浮力。浮力。 牛牛文库文档分享重力重力W船舶本身各部分的重量的和，垂直向下，作船舶本身各部分的重量的和，垂直向下，作 用点为重心用点为重心G。浮力浮力FB船体表面所受静水压力的合力，作用点为浮船体表面所受静水压力的合力，作用点为浮 心心B。由于船体左右对称，水平分力为。由于船体左右对称，水平分力为 零，零，只有垂直向上的合分力。只有垂直向上的合分力。WGB F FB B 牛牛文库文档分享WGB F FB B=船舶排水量，船舶排水量，船舶排水量，船舶排水量，t t；船舶排水体积，船舶排水体积，船舶排水体积，船舶排水体积，mm3 3 ；水的重量密度，水的重量密度，水的重量密度，水的重量密度，t/mt/m3 3。淡水淡水淡水淡水 =1.0=1.0t/mt/m3 3 ，海水海水海水海水 =1.025=1.025t/mt/m3 3 阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理物体水中所受到的浮力等于该物体水中所受到的浮力等于该物体水中所受到的浮力等于该物体水中所受到的浮力等于该物体所排开的水的重量，即物体所排开的水的重量，即物体所排开的水的重量，即物体所排开的水的重量，即 牛牛文库文档分享yzxo(1)(1)重力与浮力的大小相等方向相反，即重力与浮力的大小相等方向相反，即重力与浮力的大小相等方向相反，即重力与浮力的大小相等方向相反，即 W=FW=FB B=(2)(2)重心重心重心重心G G与浮心与浮心与浮心与浮心B B在同一铅垂线上。在同一铅垂线上。在同一铅垂线上。在同一铅垂线上。浮力合力浮力合力的作用点称为的作用点称为浮心浮心B，也就是也就是排水体积排水体积 的的形心形心。船舶平衡条件：船舶平衡条件： 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享xyzOxzy中线面中线面中站面基平面二二 船舶坐标系船舶坐标系O取在中线面、中站面、基平面的交点；取在中线面、中站面、基平面的交点；X轴为中线面与基平面的交线，轴为中线面与基平面的交线，x向纵向，指向船首为正；向纵向，指向船首为正；Y轴为中站面与基平面的交线，轴为中站面与基平面的交线，y向横向，指向右舷为正；向横向，指向右舷为正；Z轴为中线面与中站面的交线，轴为中线面与中站面的交线，z向垂向，垂直向上为正。向垂向，垂直向上为正。 牛牛文库文档分享船舶浮于静水的平衡状态称为浮态。船舶浮于静水的平衡状态称为浮态。三、船舶的浮态三、船舶的浮态浮态浮态正浮正浮横倾横倾纵倾纵倾横倾纵倾横倾纵倾吃水（吃水（d）横倾角横倾角（）纵倾角纵倾角（）表示方法 牛牛文库文档分享zxG=xBozyxBWGBWGozBzGd水线 船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂船舶漂浮于静水面，船体中纵剖面和中横剖面都垂直于水面的一种浮态，其平衡方程：直于水面的一种浮态，其平衡方程：直于水面的一种浮态，其平衡方程：直于水面的一种浮态，其平衡方程：（1）正浮状态）正浮状态W=x G=x B y G=y B=0可以仅用吃水可以仅用吃水d表示表示 牛牛文库文档分享zozyxBWGBWGozBzGd水线yByGxG=xB船舶自正浮位置向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：（2）横倾状态（）横倾状态（横倾角）W=W=x x GG=x x B B y y B By y G G=（z z GG z z B B）t t g g 以吃水以吃水d和横倾角和横倾角 表示，表示，向右舷为正向右舷为正 牛牛文库文档分享zxGozyxBWGBWGozBzGdA水线dFdxBzG船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的一种浮态，其平衡方程：（3）纵倾状态（）纵倾状态（纵倾角）W=W=x x B Bx x G G=（z z GG z z B B）t t g g y y GG=y y B BzB首倾时纵倾角首倾时纵倾角为正，以平均吃水为正，以平均吃水d和和 表示，表示， 牛牛文库文档分享zxGozyxBWGBWGozBzGdA水线dFdxBzGzyBWGozBzG水线yByGx 船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡方程：船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡方程：船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡方程：船舶既有横倾又有纵倾的一种浮态，其平衡方程：（4）任意状态（）任意状态（，）zBzW=x Bx G=（z z GG z z B B）t g y By G=（z z GG z z B B）t g d=(dF+dA)/2 横倾角横倾角横倾角横倾角 纵倾角纵倾角纵倾角纵倾角 浮态浮态表示表示 牛牛文库文档分享 一般船舶设计或正常使用情况下，都应处于正浮状一般船舶设计或正常使用情况下，都应处于正浮状态或稍有尾倾状态。横倾、大角度纵倾状态和任意状态态或稍有尾倾状态。横倾、大角度纵倾状态和任意状态是由于外力作用或船上重量位置的改变或船舶破损后进是由于外力作用或船上重量位置的改变或船舶破损后进水等引起，对船舶的使用以及航海性能不利。水等引起，对船舶的使用以及航海性能不利。某些船舶如拖船、游艇等，有时在设计时就令其某些船舶如拖船、游艇等，有时在设计时就令其首尾吃水不同首尾吃水不同(称为有龙骨设计斜度称为有龙骨设计斜度)，这是一种设计，这是一种设计纵倾，它与上述的纵倾概念是不相同的。纵倾，它与上述的纵倾概念是不相同的。在上述船舶各种浮态的平衡方程中，重心和浮心在上述船舶各种浮态的平衡方程中，重心和浮心高度之间的关系通常是：重心高度之间的关系通常是：重心G在浮心在浮心B之上，即之上，即 ZGZ。 牛牛文库文档分享 船舶的浮态可以用吃水船舶的浮态可以用吃水船舶的浮态可以用吃水船舶的浮态可以用吃水d d、横倾角、横倾角、横倾角、横倾角 和纵倾角和纵倾角和纵倾角和纵倾角 三个三个三个三个参数表示。但在实际应用中，船舶的纵倾角角很难直接参数表示。但在实际应用中，船舶的纵倾角角很难直接参数表示。但在实际应用中，船舶的纵倾角角很难直接参数表示。但在实际应用中，船舶的纵倾角角很难直接测出，一般都是以首尾吃水差表示，因此更普遍的船舶测出，一般都是以首尾吃水差表示，因此更普遍的船舶测出，一般都是以首尾吃水差表示，因此更普遍的船舶测出，一般都是以首尾吃水差表示，因此更普遍的船舶浮态参数是：首吃水浮态参数是：首吃水浮态参数是：首吃水浮态参数是：首吃水F F，尾吃水，尾吃水，尾吃水，尾吃水A A和横倾角和横倾角和横倾角和横倾角。其他。其他。其他。其他有关参数可根据这三个基本浮态参数导出有关参数可根据这三个基本浮态参数导出有关参数可根据这三个基本浮态参数导出有关参数可根据这三个基本浮态参数导出：平均吃水平均吃水d=d=(d dF F+d+dA A)/2)/2(即船中处的吃水即船中处的吃水)纵倾值纵倾值 d dF Fd dA A (表示纵倾的大小表示纵倾的大小)纵倾角纵倾角 牛牛文库文档分享WGB 小结小结 四种浮态四种浮态:（1 1）正浮状态）正浮状态）正浮状态）正浮状态（2 2）横倾状态（）横倾状态（）横倾状态（）横倾状态（横倾角横倾角）（3 3）纵倾状态（）纵倾状态（）纵倾状态（）纵倾状态（纵倾角纵倾角 ）（4 4）任意状态（）任意状态（）任意状态（）任意状态（，）平衡条件平衡条件平衡条件平衡条件:1.1.重力重力重力重力=浮力浮力浮力浮力2.2.浮心移动距离浮心移动距离浮心移动距离浮心移动距离=重心在浮心上的高度重心在浮心上的高度重心在浮心上的高度重心在浮心上的高度 倾角的正切倾角的正切倾角的正切倾角的正切 牛牛文库文档分享 在研究船舶浮性问题和后面要研究的船舶稳性问在研究船舶浮性问题和后面要研究的船舶稳性问题都要研究船舶的题都要研究船舶的重力重力重力重力、重心重心重心重心和和浮力浮力浮力浮力（排水量）、（排水量）、浮浮浮浮心心心心之间的关系。船舶静力学是研究上述四个量之间的之间的关系。船舶静力学是研究上述四个量之间的变化规律及它们的计算方法。变化规律及它们的计算方法。 牛牛文库文档分享 船舶总重量是船上各项重量的总和。若已知各个项船舶总重量是船上各项重量的总和。若已知各个项船舶总重量是船上各项重量的总和。若已知各个项船舶总重量是船上各项重量的总和。若已知各个项目的重量目的重量目的重量目的重量WW i i ，则船舶总重量为：则船舶总重量为：则船舶总重量为：则船舶总重量为：W=WW=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+W+W n n=式中：式中：式中：式中：n n 组成船舶总重量的各个重量项目的数目。组成船舶总重量的各个重量项目的数目。组成船舶总重量的各个重量项目的数目。组成船舶总重量的各个重量项目的数目。2-2 船舶重量和重心位置的计算船舶重量和重心位置的计算 牛牛文库文档分享 若已知各个项目的重量若已知各个项目的重量若已知各个项目的重量若已知各个项目的重量WW i i的重心坐标位置（的重心坐标位置（的重心坐标位置（的重心坐标位置（x x i i、y y i i、z z i i ），），），），则船舶的重心位置（则船舶的重心位置（则船舶的重心位置（则船舶的重心位置（x x G G、y y G G、z z G G ）可按下可按下可按下可按下式求得：式求得：式求得：式求得：为了避免船舶处于横倾状态，在建造和使用过程中，为了避免船舶处于横倾状态，在建造和使用过程中，总是设法使其重心位于中纵剖面上，即总是设法使其重心位于中纵剖面上，即yG=0。 牛牛文库文档分享船舶重量项目的分类船舶重量项目的分类 （1 1）固定重量（空船重量）：包括船体钢料、木）固定重量（空船重量）：包括船体钢料、木）固定重量（空船重量）：包括船体钢料、木）固定重量（空船重量）：包括船体钢料、木作舾装、机电设备以及武备等。它们的重量和重心在作舾装、机电设备以及武备等。它们的重量和重心在作舾装、机电设备以及武备等。它们的重量和重心在作舾装、机电设备以及武备等。它们的重量和重心在船舶使用过程中是固定不变的。船舶使用过程中是固定不变的。船舶使用过程中是固定不变的。船舶使用过程中是固定不变的。船舶排水量船舶排水量=空船重量船的载重量空船重量船的载重量 （2 2）变动重量：包括货物、行李、旅客、淡水、）变动重量：包括货物、行李、旅客、淡水、）变动重量：包括货物、行李、旅客、淡水、）变动重量：包括货物、行李、旅客、淡水、粮食、燃料、润滑油以及弹药等。这一类重量的总和粮食、燃料、润滑油以及弹药等。这一类重量的总和粮食、燃料、润滑油以及弹药等。这一类重量的总和粮食、燃料、润滑油以及弹药等。这一类重量的总和就是船的载重量，在船舶使用过程中总是变化的。就是船的载重量，在船舶使用过程中总是变化的。就是船的载重量，在船舶使用过程中总是变化的。就是船的载重量，在船舶使用过程中总是变化的。 牛牛文库文档分享排水量定义排水量定义 排水量随装载情况变化，引起船舶的各种技术性能发生变排水量随装载情况变化，引起船舶的各种技术性能发生变化。为了反映各种装载状态的船舶的技术性能，军用舰艇和民化。为了反映各种装载状态的船舶的技术性能，军用舰艇和民用船舶都有各自相应的排水量定义：用船舶都有各自相应的排水量定义：一、民用船舶排水量定义一、民用船舶排水量定义（1）空载排水量：）空载排水量：是指船舶在全部建成后交船时的排水量，是指船舶在全部建成后交船时的排水量，即空船重量，此时动力装置系统内有可供动车用的油和水，即空船重量，此时动力装置系统内有可供动车用的油和水，但不包括航行时需的燃料，润滑油和炉水储备以及载重量。但不包括航行时需的燃料，润滑油和炉水储备以及载重量。（2）满载排水量：指船舶装载预先规定的设计载重量的排水）满载排水量：指船舶装载预先规定的设计载重量的排水量量（即按照设计任务书要求的货物、旅客、船员、行李、粮（即按照设计任务书要求的货物、旅客、船员、行李、粮食、淡水燃料、润滑油、锅炉用水的储备以及备品、供应品食、淡水燃料、润滑油、锅炉用水的储备以及备品、供应品等均装载满额的重量）的排水量。等均装载满额的重量）的排水量。（作为民用船的设计排水（作为民用船的设计排水量）量）。 牛牛文库文档分享（1）空载出港排水量（装载有设计规定的消耗品）空载出港排水量（装载有设计规定的消耗品）（2）空载到港排水量（剩余）空载到港排水量（剩余10%的消耗品）的消耗品）（3）满载出港排水量（装载有设计规定的消耗品）满载出港排水量（装载有设计规定的消耗品）（4）满载到港排水量（剩余）满载到港排水量（剩余10%的消耗品）的消耗品）注意注意!满载出港排水量满载出港排水量是民用船最大的排水量，是民用船最大的排水量，通常是决定船舶主要要素的出发点通常是决定船舶主要要素的出发点（规定为（规定为民用船的设计排水量）民用船的设计排水量）。船舶稳性校核中要考虑的四种排水量船舶稳性校核中要考虑的四种排水量船舶稳性校核中要考虑的四种排水量船舶稳性校核中要考虑的四种排水量: 牛牛文库文档分享军用舰艇排水量定义军用舰艇排水量定义（1）空载排水量：指建造全部完工后军舰的排）空载排水量：指建造全部完工后军舰的排水量，水量，即空船重量。即空船重量。（2）标准排水量：指人员配备齐全，必需的供）标准排水量：指人员配备齐全，必需的供应品备足，作好出海作战准备时的排水量，但应品备足，作好出海作战准备时的排水量，但不包括燃料、润滑油和炉水的储备量。不包括燃料、润滑油和炉水的储备量。 牛牛文库文档分享（3）正常排水量：指正式试航时的排水量，即）正常排水量：指正式试航时的排水量，即相当于标准排水量加上保证相当于标准排水量加上保证50%航程所需的燃航程所需的燃料、润滑油和锅炉用水的重量料、润滑油和锅炉用水的重量（规定为军用船（规定为军用船的设计排水量）的设计排水量）。（4）满载排水量：指标准排水量加上保证全航）满载排水量：指标准排水量加上保证全航程所需的全部燃料、润滑油和锅炉用水的重量。程所需的全部燃料、润滑油和锅炉用水的重量。（5）最大排水量：又称超载排水量。是指满载）最大排水量：又称超载排水量。是指满载排水量加上超载的弹药、燃料、润滑油、和锅排水量加上超载的弹药、燃料、润滑油、和锅炉用水的重量。炉用水的重量。这是军用舰艇允许可能达到的这是军用舰艇允许可能达到的最大装载状态最大装载状态。 牛牛文库文档分享2-3 排水量和浮心位置计算排水量和浮心位置计算 (1)计算排水体积时，把船舶水下体积分成若计算排水体积时，把船舶水下体积分成若计算排水体积时，把船舶水下体积分成若计算排水体积时，把船舶水下体积分成若干个薄层体积，算出这些薄层微体积，并求其总干个薄层体积，算出这些薄层微体积，并求其总干个薄层体积，算出这些薄层微体积，并求其总干个薄层体积，算出这些薄层微体积，并求其总和，即得船舶的总排水体积；和，即得船舶的总排水体积；和，即得船舶的总排水体积；和，即得船舶的总排水体积；(2)(2)计算船舶排水体积的形心坐标时，要先计计算船舶排水体积的形心坐标时，要先计计算船舶排水体积的形心坐标时，要先计计算船舶排水体积的形心坐标时，要先计算出各薄层微体积对某一个坐标平面的静矩，并算出各薄层微体积对某一个坐标平面的静矩，并算出各薄层微体积对某一个坐标平面的静矩，并算出各薄层微体积对某一个坐标平面的静矩，并求总和，再将总和除以排水体积，即得该排水体求总和，再将总和除以排水体积，即得该排水体求总和，再将总和除以排水体积，即得该排水体求总和，再将总和除以排水体积，即得该排水体积的形心距该坐标平面的距离。积的形心距该坐标平面的距离。积的形心距该坐标平面的距离。积的形心距该坐标平面的距离。即船舶排水体积和排水体积形心坐标的计算即船舶排水体积和排水体积形心坐标的计算 牛牛文库文档分享d zyyxd xzxyxooxFFddd zyyyzzxxd xzoo排水体积的两种积分方法排水体积的两种积分方法 牛牛文库文档分享d zyyxd xzxyxooxFFd一、根据水线面计算排一、根据水线面计算排 水体积和浮心位置水体积和浮心位置（垂向计算法）（垂向计算法）1.1.基本公式基本公式基本公式基本公式2.2.水线面计算水线面计算水线面计算水线面计算3.3.水线面面积曲线水线面面积曲线水线面面积曲线水线面面积曲线4.4.每厘米吃水吨数曲线每厘米吃水吨数曲线每厘米吃水吨数曲线每厘米吃水吨数曲线5.5.排水体积曲线排水体积曲线排水体积曲线排水体积曲线6.6.浮心坐标曲线浮心坐标曲线浮心坐标曲线浮心坐标曲线正浮正浮正浮正浮状态状态状态状态 牛牛文库文档分享薄层微体积为薄层微体积为:微面积为微面积为:(y为为x处水线半宽）处水线半宽）整个水线面积为整个水线面积为:排水体积为排水体积为:(L为水线长）为水线长）1.基本公式基本公式 牛牛文库文档分享水线面面积水线面面积AW对对o y的静矩为的静矩为:（2-15）水线面积为水线面积为: 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享浮心纵坐标为浮心纵坐标为:当船舶处于正浮状态时，其浮心横坐标当船舶处于正浮状态时，其浮心横坐标yB=0。（2-18） 牛牛文库文档分享整个水线面积为整个水线面积为: 牛牛文库文档分享排水体积排水体积 对平面对平面x o y的静矩和浮心垂向坐标为的静矩和浮心垂向坐标为:（2-19）（2-20） 牛牛文库文档分享薄层微体积为薄层微体积为:微面积为微面积为:(y为为x处水线半宽）处水线半宽）整个水线面积为整个水线面积为:排水体积为排水体积为:(L为水线长）为水线长） 牛牛文库文档分享l以上导出的各种积分公式是计算船舶在某一吃水以上导出的各种积分公式是计算船舶在某一吃水d时的排水体积和浮心位置的基本公式。在船舶设计时的排水体积和浮心位置的基本公式。在船舶设计和使用过程中，需要方便而迅速地确定船舶在不同和使用过程中，需要方便而迅速地确定船舶在不同吃水下的排水体积和浮心位置，因此要将上述有关吃水下的排水体积和浮心位置，因此要将上述有关基本积分公式中的积分上限基本积分公式中的积分上限d改为变吃水改为变吃水z(或或di)，此时积分公式成为变上限积分。此时积分公式成为变上限积分。 牛牛文库文档分享y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFL2.水线面计算水线面计算L=L/20 下图表示船舶在某一吃水时的水线面，由于水线面对称于中下图表示船舶在某一吃水时的水线面，由于水线面对称于中下图表示船舶在某一吃水时的水线面，由于水线面对称于中下图表示船舶在某一吃水时的水线面，由于水线面对称于中纵剖面，所以通常只给出水线面的一半，习惯上把纵剖面，所以通常只给出水线面的一半，习惯上把纵剖面，所以通常只给出水线面的一半，习惯上把纵剖面，所以通常只给出水线面的一半，习惯上把OyOy轴放在左轴放在左轴放在左轴放在左舷。在进行计算时，一般将船长舷。在进行计算时，一般将船长舷。在进行计算时，一般将船长舷。在进行计算时，一般将船长L L分成分成分成分成2020等分，即取等分，即取等分，即取等分，即取2121个站，个站，个站，个站，间距间距间距间距LLL/20L/20，站号从船尾至船首依次编为，站号从船尾至船首依次编为，站号从船尾至船首依次编为，站号从船尾至船首依次编为0 0至至至至2020，各站相应，各站相应，各站相应，各站相应的半宽为的半宽为的半宽为的半宽为y y0 0，y y1 1，y y2 2，y y1919，y y2020。 牛牛文库文档分享y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFLL=L/20（1 1）梯形法计算）梯形法计算）梯形法计算）梯形法计算水线面面积水线面面积水线面面积水线面面积 牛牛文库文档分享y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFLL=L/ 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFL 牛牛文库文档分享y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFLL=L/20水线面系数水线面系数水线面系数水线面系数 牛牛文库文档分享（2）辛浦生第一法计算）辛浦生第一法计算y1y2y3y4y0y16y17y18y19y20yxxFyL/2L/2LFLL=L/ 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 在实际船体计算时，根据上述数值积分公式，列成表格在实际船体计算时，根据上述数值积分公式，列成表格在实际船体计算时，根据上述数值积分公式，列成表格在实际船体计算时，根据上述数值积分公式，列成表格形式进行。以某货船的设计水线面为例，分别采用梯形法和形式进行。以某货船的设计水线面为例，分别采用梯形法和形式进行。以某货船的设计水线面为例，分别采用梯形法和形式进行。以某货船的设计水线面为例，分别采用梯形法和辛浦生法进行比较。辛浦生法进行比较。辛浦生法进行比较。辛浦生法进行比较。该船吃水为该船吃水为该船吃水为该船吃水为8.2 8.2 mm，船长船长船长船长L L=147.18m=147.18m，设计水线分成设计水线分成设计水线分成设计水线分成2020站，站，站，站，计算用计算用计算用计算用EXCELEXCEL表格计算如下：表格计算如下：表格计算如下：表格计算如下：例题例题L=L/ 牛牛文库文档分享表表2-2梯形法计算结果梯形法计算结果L=147.18m，L=L/20=7.359m,020站的水线面积：站的水线面积：A=2 L162.103=2385.83m20站以后部分的面积：站以后部分的面积：a=20.5y05.8=13.37m2整个水线面积：整个水线面积：AW=2385.83+13.37= 牛牛文库文档分享L L=147.18m=147.18m，L L=L L/20=7.359m,/20=7.359m,020020站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：MM=-2=-2 L L2 292.36=-10003.49m92.36=-10003.49m3 3 0 0站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：mm=13.37(-73.76)=-986.17m=13.37(-73.76)=-986.17m3 3 整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩：MMoyoy=-10003.49+(-986.17)=-10003.49+(-986.17)=-10989.66m=-10989.66m3 3 漂心纵向坐标与水线面积系数分别漂心纵向坐标与水线面积系数分别漂心纵向坐标与水线面积系数分别漂心纵向坐标与水线面积系数分别为：为：为：为： 牛牛文库文档分享表表2-3 辛浦生第一法计算结果辛浦生第一法计算结果 牛牛文库文档分享L=147.18m，L=L/20=7.359m,020站的水线面积：站的水线面积：A=2 L243.731=2391.48m20站以后部分的面积：站以后部分的面积：a=2 y05.8=13.37m2整个水线面积：整个水线面积：AW=2391.48+13.37=2404.85m2计算结果计算结果 牛牛文库文档分享计算结果计算结果020020站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：站水线面面积对船舯的静矩：MM=2 =2 L L2 2(-139.546)=-10072.81m(-139.546)=-10072.81m3 30 0站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：站以后部分的面积对船舯的静矩：mm=13.37(-73.76)=-986.17m=13.37(-73.76)=-986.17m3 3整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩整个水线面积对船舯的静矩：MMo yo y=-10072.81+(-986.17)=-10072.81+(-986.17)=-11058.98m=-11058.98m3 3漂心纵向坐标与水线面积系数分别为：漂心纵向坐标与水线面积系数分别为：漂心纵向坐标与水线面积系数分别为：漂心纵向坐标与水线面积系数分别为： 牛牛文库文档分享内容内容内容内容梯形法梯形法梯形法梯形法辛氏法辛氏法辛氏法辛氏法水线面积水线面积水线面积水线面积A AW W (m(m2 2)2399.202399.202404.852404.85水线面静矩水线面静矩水线面静矩水线面静矩MMoy oy (m(m3 3)-10989.66-10989.66-11058.98-11058.98漂心纵向坐标漂心纵向坐标漂心纵向坐标漂心纵向坐标x xF F-4.581-4.581-4.599-4.599水线面系数水线面系数水线面系数水线面系数C CWPWP0.800.800.800.80方法优缺点方法优缺点方法优缺点方法优缺点便捷便捷便捷便捷较精确较精确较精确较精确梯形法和辛浦生法计算结果的比较梯形法和辛浦生法计算结果的比较 牛牛文库文档分享3.水线面面积曲线水线面面积曲线 分别计算船舶在各分别计算船舶在各分别计算船舶在各分别计算船舶在各个不同吃水处的水线面个不同吃水处的水线面个不同吃水处的水线面个不同吃水处的水线面积，然后以各水线面积积，然后以各水线面积积，然后以各水线面积积，然后以各水线面积为横坐标，以吃水为纵为横坐标，以吃水为纵为横坐标，以吃水为纵为横坐标，以吃水为纵坐标，绘制成水线面积坐标，绘制成水线面积坐标，绘制成水线面积坐标，绘制成水线面积与吃水的关系曲线，此与吃水的关系曲线，此与吃水的关系曲线，此与吃水的关系曲线，此曲线称为水线面面积曲曲线称为水线面面积曲曲线称为水线面面积曲曲线称为水线面面积曲线线线线 A AW W=f f(z z)。Aw0AW2AWAW d zAW1AW1/2AWA AW W=f f(z z) 牛牛文库文档分享水线面面积曲线的特性水线面面积曲线的特性（1 1）在某一吃水）在某一吃水）在某一吃水）在某一吃水d d 时，水线面面积曲线与时，水线面面积曲线与时，水线面面积曲线与时，水线面面积曲线与z z 轴所围的轴所围的轴所围的轴所围的面积等于该吃水下的排水体积面积等于该吃水下的排水体积面积等于该吃水下的排水体积面积等于该吃水下的排水体积，即，即，即，即 牛牛文库文档分享（2）水线面面积曲线与水线面面积曲线与水线面面积曲线与水线面面积曲线与 z z 轴所围的面积，其形心的轴所围的面积，其形心的轴所围的面积，其形心的轴所围的面积，其形心的垂向坐标等于浮心垂向坐标垂向坐标等于浮心垂向坐标垂向坐标等于浮心垂向坐标垂向坐标等于浮心垂向坐标z zB B，即即即即 牛牛文库文档分享Aw0AW2AWAW d zAW1AW1/2AWA AW W=f f(z z)（3 3）在吃水）在吃水）在吃水）在吃水d d 以下的水线面面积曲线与以下的水线面面积曲线与以下的水线面面积曲线与以下的水线面面积曲线与z z 轴所围的面积，轴所围的面积，轴所围的面积，轴所围的面积，和以吃水和以吃水和以吃水和以吃水d d及该吃水处的水线面面积及该吃水处的水线面面积及该吃水处的水线面面积及该吃水处的水线面面积A AWdWd所构成的矩形面所构成的矩形面所构成的矩形面所构成的矩形面积之比，等于吃水积之比，等于吃水积之比，等于吃水积之比，等于吃水d d 时的垂向棱形系数时的垂向棱形系数时的垂向棱形系数时的垂向棱形系数C CVPVP，即即即即重要结论：重要结论：水线面面积曲水线面面积曲水线面面积曲水线面面积曲线的形状线的形状线的形状线的形状与与与与垂向棱形系数垂向棱形系数垂向棱形系数垂向棱形系数的大小的大小的大小的大小反映了排水体积沿反映了排水体积沿反映了排水体积沿反映了排水体积沿吃水方向的分布情况。吃水方向的分布情况。吃水方向的分布情况。吃水方向的分布情况。 牛牛文库文档分享4.每厘米吃水吨数曲线每厘米吃水吨数曲线 船舶吃水平行于水线面增加船舶吃水平行于水线面增加船舶吃水平行于水线面增加船舶吃水平行于水线面增加(或减小或减小或减小或减小)1)1厘米时，厘米时，厘米时，厘米时，引起排水量增加（或减小）的吨数称为引起排水量增加（或减小）的吨数称为引起排水量增加（或减小）的吨数称为引起排水量增加（或减小）的吨数称为每厘米吃水每厘米吃水每厘米吃水每厘米吃水吨数吨数吨数吨数。根据水线面面积曲线可以算出任何吃水时的。根据水线面面积曲线可以算出任何吃水时的。根据水线面面积曲线可以算出任何吃水时的。根据水线面面积曲线可以算出任何吃水时的每厘米吃水吨数。每厘米吃水吨数。每厘米吃水吨数。每厘米吃水吨数。设船舶在吃水设船舶在吃水设船舶在吃水设船舶在吃水 d d 时的水线面积为时的水线面积为时的水线面积为时的水线面积为A AWW，则吃水改则吃水改则吃水改则吃水改变变变变 d d 时的排水体积的变化是时的排水体积的变化是时的排水体积的变化是时的排水体积的变化是 =A AWW d d 排水量的变化排水量的变化排水量的变化排水量的变化 =A AWW d d 式中，式中，水的重量密度，水的重量密度，t/m3。 牛牛文库文档分享 当当 d d=1cm=1cm =1/100m=1/100m 时，令时，令时，令时，令 =TPCTPC，则则则则 TPCTPC=A AWW /100/100 (t/cm)(t/cm)TPC TPC称为称为每厘米吃水吨数每厘米吃水吨数每厘米吃水吨数每厘米吃水吨数，它只与水线面积它只与水线面积它只与水线面积它只与水线面积A AWW（排（排（排（排水量对吃水的变化率）有关，只差一常数水量对吃水的变化率）有关，只差一常数水量对吃水的变化率）有关，只差一常数水量对吃水的变化率）有关，只差一常数 /100/100 。若若若若船舶为非直舷型，则水线面积船舶为非直舷型，则水线面积船舶为非直舷型，则水线面积船舶为非直舷型，则水线面积A AWW是随吃水而变化是随吃水而变化是随吃水而变化是随吃水而变化的，因此的，因此的，因此的，因此TPCTPC也是随吃水不同而异。也是随吃水不同而异。也是随吃水不同而异。也是随吃水不同而异。该曲线的形状该曲线的形状该曲线的形状该曲线的形状与水线面面积曲线的形状完全相似。与水线面面积曲线的形状完全相似。与水线面面积曲线的形状完全相似。与水线面面积曲线的形状完全相似。 牛牛文库文档分享 如已知如已知船舶的每厘米吃水吨数曲线，便可查出在吃船舶的每厘米吃水吨数曲线，便可查出在吃船舶的每厘米吃水吨数曲线，便可查出在吃船舶的每厘米吃水吨数曲线，便可查出在吃水水水水 d d 时的时的时的时的TPCTPC数值，这样可迅速地求出装上和卸下不超数值，这样可迅速地求出装上和卸下不超数值，这样可迅速地求出装上和卸下不超数值，这样可迅速地求出装上和卸下不超过排水量过排水量过排水量过排水量10%10%的小量货物的小量货物的小量货物的小量货物 p p(t)(t)对船吃水的影响，即对船吃水的影响，即对船吃水的影响，即对船吃水的影响，即 d d=p p/TPC TPC (cm)(2-22)(cm)(2-22)式式式式(2-22)(2-22)中，装货物时中，装货物时中，装货物时中，装货物时p p取为取为取为取为“十十十十”，卸货物时，卸货物时，卸货物时，卸货物时p p取为取为取为取为“-”“-”。 牛牛文库文档分享注意：注意：装上和卸下的货物装上和卸下的货物装上和卸下的货物装上和卸下的货物 p p(t)(t)超过的排水量超过的排水量超过的排水量超过的排水量10%10%，则吃水的，则吃水的，则吃水的，则吃水的变化较大，对于船舷曲率变化较大的船型，变化较大，对于船舷曲率变化较大的船型，变化较大，对于船舷曲率变化较大的船型，变化较大，对于船舷曲率变化较大的船型，TPCTPC值不值不值不值不能看作常数，即式能看作常数，即式能看作常数，即式能看作常数，即式 d d=p p/TPC TPC (cm)不再适用，通常要利用排水体积曲线来求解。不再适用，通常要利用排水体积曲线来求解。不再适用，通常要利用排水体积曲线来求解。不再适用，通常要利用排水体积曲线来求解。 牛牛文库文档分享5.排水体积曲线排水体积曲线 由水线面面积曲线的特性可知，计算排水体积由水线面面积曲线的特性可知，计算排水体积的积分公式是的积分公式是如果要知道船舶在不同吃水如果要知道船舶在不同吃水如果要知道船舶在不同吃水如果要知道船舶在不同吃水d di i 时的排水体积时的排水体积时的排水体积时的排水体积，则有则有则有则有该式可计算并画出排水体积随吃水变化的关系曲线，称该式可计算并画出排水体积随吃水变化的关系曲线，称该式可计算并画出排水体积随吃水变化的关系曲线，称该式可计算并画出排水体积随吃水变化的关系曲线，称为为为为排水体积曲线。排水体积曲线。排水体积曲线。排水体积曲线。 牛牛文库文档分享 根据左图所示的水线根据左图所示的水线根据左图所示的水线根据左图所示的水线面面积面面积曲线，用梯形法计算不同水线下曲线，用梯形法计算不同水线下的排水体积，它们分别为：的排水体积，它们分别为：1号水线至基平面的排水体积号水线至基平面的排水体积 2号水线至基平面的排水体积号水线至基平面的排水体积 3号水线至基平面的排水体积号水线至基平面的排水体积Aw0是吃水为0时的修正后的水线面积 牛牛文库文档分享 在实际计算中，常用表格进行。下表给出某货在实际计算中，常用表格进行。下表给出某货船用梯形法在不同吃水船用梯形法在不同吃水di时的排水体积的计算实例。时的排水体积的计算实例。以此类推，任意水线以此类推，任意水线di下的下的 排水体积排水体积Aw0AW2AW3AW nAW1AWAW4nAW=f(z) 牛牛文库文档分享 L L=147.18m=147.18m，B B=20.4m=20.4m，d d=1.2m=1.2m水线号水线号水线号水线号水线面积水线面积水线面积水线面积 A AWW(m(m2 2)成对和成对和成对和成对和自上而下之和自上而下之和自上而下之和自上而下之和排水体积排水体积排水体积排水体积(mm3 3)=d d (IV)/2(IV)/2I IIIIIIIIIIIIVIVV V0 0 1258 1258-1 1 1760 1760 3018 3018 3018 3018 1811 1811 2 2 1900 1900 3660 3660 6678 6678 4007 4007 3 3 2030 2030 3930 3930 10608 10608 6365 6365 4 4 2130 2130 4160 4160 14768 14768 8861 8861 5 5 2230 2230 4360 4360 19128 19128 11477 11477 6 6 2320 2320 4550 4550 23678 23678 14207 14207 7 7 2420 2420 4740 4740 28418 28418 17051 17051 8 8 2510 2510 4930 4930 33348 33348 20009 20009 表2- 牛牛文库文档分享