浮体静力学.docx

鲁东大学交通学院
浮体静力学课程设计

姓 名:
学 号:
班 级: 指导教师:
日 期: 2015.1.3

目录

Ⅰ邦戎曲线计算

Ⅱ静水力曲线计算

Ⅲ装载稳性计算

Ⅰ邦戎曲线计算
（1）计算原理
根据基本公式 采用梯形法计算，在吃水d时，y1以下水线横剖面面积为A0=(y0+y1),An=（y0+2y1+2y2+……+yn）；为各水线等间距值。
y1以下水线横剖面面积对基线轴的静距M0=(z0y0+z1y1)，Mn=（2z0y0+2z1y1+2z2y2+……+znyn）；

（2）计算过程（以0站1站为例）

表1-1 梯形法计算
站号0

序号

zi
zi-z(i-1)
yi
zi*yi
成对和（zi*Yi）

Moy
成对和（Yi)

As
0水线
0

0

0.25水线
0.25
0.25

0
0
0
0
0
0
0
0.5m水线
0.5
0.25

0
0
0
0
0
0
0
0.75m水线
0.75
0.25

0
0
0
0
0
0
0
1m水线
1
0.25

0
0
0
0
0
0
0
2m水线
2
1

0
0
0
0
0
0
0
3m水线
3
1

0
0
0
0
0
0
0
4m水线
4
1

0
0
0
0
0
0
0
5m水线
5
1
1.35
6.75
6.75
6.75
6.75
1.35
1.35
1.35
6m水线
6
1
3.27
19.62
26.37
26.37
33.12
4.62
4.62
5.97
7m水线
7
1
4.22
29.54
49.16
49.16
82.28
7.49
7.49
13.46

表1-2 1号站横剖面面积
站号1

序号

zi
zi-z(i-1)
yi
zi*yi
成对和（zi*Yi）

Moy
成对和（Yi)

As
0水线
0

0.59
0

0.25水线
0.25
0.25
0.82
0.205
0.205
0.0513
0.051
1.41
0.353
0.353
0.5m水线
0.5
0.25
1.02
0.51
0.715
0.1788
0.23
1.84
0.46
0.813
0.75m水线
0.75
0.25
1.21
0.908
1.417
0.3544
0.584
2.23
0.558
1.37
1m水线
1
0.25
1.38
1.38
2.287
0.5719
1.156
2.59
0.648
2.018
2m水线
2
1
2.02
4.04
5.42
5.42
6.576
3.4
3.4
5.418
3m水线
3
1
2.71
8.13
12.17
12.17
18.75
4.73
4.73
10.15
4m水线
4
1
3.56
14.24
22.37
22.37
41.12
6.27
6.27
16.42
5m水线
5
1
4.76
23.8
38.04
38.04
79.16
8.32
8.32
24.74
6m水线
6
1
5.77
34.62
58.42
58.42
137.6
10.53
10.53
35.27
7m水线
7
1
6.39
44.73
79.35
79.35
216.9
12.16
12.16
47.43
用同样的方法分别计算2站，3站，4站，5站，6站，7站，8站，9站，10站的横剖面面积以及对基线轴的静距。
（3）绘制图表
把计算的结果用AutoCAD绘制成邦戎曲线。为了缩短图纸的长度和使用方便，在绘制时，对船长和型深采用不同的比例，因此图上的船型显得短而长。

图1-1 邦戎曲线

Ⅱ静力水曲线计算
1.计算原理
（1） 水线面面积Aw，
(2-1)
式中：y是离Oy轴x处的半宽；L是水线长。
图2-1
（2） 漂心纵向坐标
55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555(2-2)

式中：为Aw对Oy的静距。
（3） 每厘米吃水吨数TPC
(2-3)
式中：w为水的重量密度，1。
（4） 水线面系数
(2-4)
（5） 排水体积▽

图2-2
(2-5)
（6） 排水量W（附体系数取1.006）
(2-6)
式中：为总排水体积，型排水体积。
(7)浮心纵向坐标
(2-7)
式中:为对中站面的体积静距。
（8） 浮心垂向坐标
(2-8)
式中：为对基平面的体积静距。
（9） 横稳心半径
(2-9)

式中：为水线面WL的面积对于纵向中心轴O-O的横向惯性矩,Zb为浮心垂向坐标。
（10） 纵稳心半径

(2-10)
式中：为水线面面积对于通过该水线面漂心F的横轴的纵向惯性矩； 为水线面面积对于通过该水线面中站处Oy横轴的纵向惯性矩:Zb为浮心垂向坐标。
（11） 每厘米纵倾力矩
(2-11)
（12） 方形系数
(2-12)
2.根据电子表格做出数据，画出静水力曲线

表2-1 静水力曲线数据
Z
1
2
3
4
5
6
Aw
870.883
939.217
979.227
1012.851
1066.878
1116.250
Xf
2.410
1.920
1.420
0.820
-0.820
-1.850
TPC
8.709
9.392
9.792
10.129
10.669
11.163
CWP
0.670
0.723
0.754
0.779
0.821
0.859
排水体积
738.613
1643.663
2602.885
3598.924
4638.788
5730.352
W
743.045
1653.525
2618.502
3620.517
4666.621
5764.735
Xb
2.476
2.300
2.066
1.802
1.394
0.872
Zb
0.590
1.101
1.621
2.143
2.674
3.215
Zm
16.886
9.445
7.246
6.417
6.177
6.243
Zml
422.457
225.819
158.866
126.236
114.730
105.336
MTC
35.011
41.501
45.988
50.180
58.405
65.752
Cb
0.081
0.181
0.286
0.396
0.510
0.630

注：在画漂心纵向坐标Xf，浮心纵向坐标Xb时，在原数据的基础上加上44.5米，使曲线右移，避免曲线集中。

Ⅲ装载稳性计算
给出资料：受风面积=360m^2
受风面积形心距水线高=3.65m
稳性插值曲线
航区：近海 计算载况：满载出港
(重量W=5519.52t，重心Xg=-0.85m, Zg=5.02m)
一、 浮态及初稳性
根据载况，由下图：

表3-1 浮态及初稳性

项目
单位
满载出港
符号
排水量
t
5519.52

平均吃水
m
5.775
d
重心纵向坐标
m
-0.85
Xg
浮心纵向坐标
m
1
Xb
重心垂向坐标
m
5.02
Zg
纵稳心距基线高
m
107.5
Zml
纵向初稳性高
m
102.48
GMl
每厘米纵倾力矩
t.m
322.5
MTC
漂心纵向坐标
m
-1.675
xf
纵倾力臂
m
-1.85
xg-xb
纵倾力矩
t.m
-10150.2
MT
纵倾值
m
-0.315
dd
首吃水增量
m
-0.163
ddF
尾吃水增量
m
0.152
ddA
首吃水
m
5.612
df
尾吃水
m
5.927
da
纵倾角
°
0.00354

横稳心半径
m
3.15
BM
横稳性高
m
3.97
GM
横倾角
°
0

二、静稳性曲线及动稳性曲线
根据给定的稳性横截曲线,排水量图表，Zg，以及公式，绘制静稳性曲线。如图3-2：
图3-2 静稳性曲线
由计算各倾角下的复原力臂，并绘制随变化的动稳性曲线图：
图3-3 动稳性曲线

三、稳性校核
稳性衡准系数:
(3-1)
式中：Mq为最小倾覆力矩，Ld最小倾覆力臂：Mf为风压倾斜力矩，Lf为风压倾斜力臂。
1.Mq(Lq)的计算
①横摇角的计算
(3-2)
经计算查表则
②最小倾覆力臂Ld的计算
根据横摇角和动稳性曲线的对称性绘制出在风浪联合作用下的稳性曲线，如图3-4所示：

图3-4 在风浪联合作用下的稳性曲线

解得Lq=0.265
2.Mf（Lf）的计算
Lf=pAfZ/9810△ (3-3)
式中：Af为船舶受风面积360m2 ，Z为受风面积形心距水线高=3.65m，由于近航区，查表得p=630N/m.,△=w/1.006=5486.6m3。
解得Lf=0.0154.
因为Lq/Lf>1,所以船有足够的稳性，不会倾覆。