1、大型船舶靠泊操纵的安全评价(全面版)资料 踏板机构当心恋爱操纵术美国心理学家提出恋爱应该是公平交易,应有来有往、互惠互利,含混不清反而滋生欺骗与背叛,让一方占了另一方便宜。大多数男女的恋爱约会是以真诚换真心,但少数人会使用操纵的手段。美国社会与人格心理学杰里米尼科尔森博士认为,我们每天都在对同伴、家人、孩子和配偶施加影响,让他们按照我们的立场看问题,实现和他们进行互惠互利的交换。如果施加影响变成一方利用另一方的手段,就成了操纵感情的游戏了。他提醒恋爱中的男女提防三种恋爱操纵术。虚假的承诺一方通过承诺日后给予对方一些好处,换取对方在当下的付出,然而承诺的好处永远不会兑现,结果另一方感到被欺骗和背
2、叛。这样的例子在男女约会中大量存在。一些是小事情:他说要是你今晚去他喜欢的餐厅,下次就到你喜欢的餐厅,结果后来就没了这回事。重一点的例子:如果你再给对方一次机会,他就答应戒酒、改掉撒谎等缺点。更不幸的例子:有时性与婚姻都是用虚假的承诺换取的。尼科尔森称,虚假承诺防不胜防,原因有二:首先,相信对方是恋爱的基本要求,大多数情况下,这是感情发展良好的标志;其次,很难判断对方是真诚地承诺但后来没法实现,还是故意操纵你,根本就没打算兑现。防范对策1.先让自己得到好处。如果承诺的交换是真诚的,那么谁先得益又有什么关系呢?例如,你们这次先去你喜欢的餐厅,下次再去他喜欢的餐厅;你可以等到他成功戒酒,或者在一段
3、时间内都不撒谎了,你才原谅对方。当对方作出承诺,你大可要求先行兑现如果对方是真诚的,就不会介意;如果对方一听就急了,或者很失望的样子,说明对方只不过是想控制你、利用你。2.把丑话说在前头。有些时候对方承诺你的好处无法优先兑现,这时你需要和伴侣约定,在承诺兑现之前,彼此的关系会有什么变化?如果无法兑现,又该怎么办?例如,对方问你借钱,承诺未来某个时间还钱,你就要说清楚答应借钱的前提条件在还钱之前,任何约会的费用都不用你掏钱;对方资金到位之后马上还钱,否则以后再也不借了。如果对方是真诚的,就会乐意接受你提出的条件;如果对方不高兴或者推三推四,那么就可能是虚假承诺。3.用自我形象约束对方。即使对方不
4、在乎你,也会在乎自己的形象,感情骗子也喜欢把自己看成是好人。因此,你可以用恭维话测试对方的承诺是否真诚。例如,你可以说:“我相信你,是因为我知道你不是一个骗子。”“你会信守诺言,讲到做到。”这样的话会让真诚的伴侣对自己感觉良好,却让不真诚的人感到很糟糕,甚至对你萌生敌意这时你就要留神了。无偿的索取人们之间的给予和索取都基于有来有往的社交原则。这个原则保护了付出者不会被人利用,也鼓励人们多多付出,令社会运行得更和谐。尼科尔森介绍,操纵对方的索取,指的是一个人得到馈赠之后,没有表示感谢和珍惜,又不付出相应的回报。有些人多次获得好处后都不曾报答对方一次,让交换越来越不平衡,他们反而辩称给予的一方不应
5、斤斤计较:“你不应该在付出的时候就想着得到什么回报。”预防对策1.不要给得太多、太快。在恋情发展的早期,不妨在付出上保守一点,不要太快投入重本。如果新认识的恋人很快就提出很大的要求,你应该怀疑其动机。如果对方喜欢你,那么无论你付出多少他们都会喜欢你的;如果对方不爱你,你就算请吃一顿龙虾,帮忙打扫房间卫生等,都不会让对方爱上你。给予的限度建议如下:如果没有得到回报,你也不至于感到懊悔。最好的做法,是你先付出一点小心意,如果对方回报你,你可以继续付出,并享受互惠互利的乐趣。如果你付出后感觉对方“欠了你”,那么你就过度付出了。如果对方老是没有回报,你就应该疏远之,再付出只会增加你的损失。2.主动寻求
6、回报。如果你的伴侣向你索取好处,请注意观察对方有没有答谢与回报的意思。如果对方没有感谢你,也没有给你好处,你可以婉转地提出一个很普通的请求,看看他们如何回应。如果他们愿意付出,愿意帮助你,那么你不妨继续付出。有来有往,两人的关系才能健康地发展。如果没有回报,你也许会想给予更多,但最好及早打住,以免你的好意被进一步玩弄。3.约定交易,而非送礼。如果你希望从恋人处得到具体的回报,就直截了当地提出,明确你准备用什么来交换,彼此还可以讨价还价,而不要送礼如果你明明希望交易得到具体的回报,却说你的付出是“馈赠”,那么你也有操纵对方之嫌。操纵的给予给予是正常人际关系中必须的,其出发点应是好心帮助他人,实现
7、互惠互利。但尼科尔森提醒,给予让一方拥有了不小的权力对方一旦接受了馈赠,哪怕只是一件小礼物,根据有来有往的社交原则,就有义务回报。通常这种“人情债”本来没什么大不了的,然而有些人正是通过给予的方式让对方感到愧疚,以此为手段,最终为了索取,索取,再索取。具体地说,操纵的给予是一方企图索取伴侣不情愿付出的东西,于是就在给予的时候故意不讲清楚,让对方欠自己一个人情。这并不诚实,让接受的一方在不知情的情况下受到了情感的控制。诚实的做法是在给予时说清楚自己希望得到什么回报,让对方可以有所选择,实现公平交易。预防对策1. 搞清楚对方的企图,不要轻易接受。小时候妈妈就告诉过你“不要拿陌生人的糖果”,同理,在
8、接受对方的好处之前,想想对方是否不怀好意,再想想你是否愿意回报这是最好的对策,因为你不会轻易欠下人情债。如果你不确定对方有什么企图,大可以问:你为什么送给我这个?你想得到什么回报?2.按你的方式回报。有时你发现,自己一时贪心,已经受到了对方的控制,对欠下人情债感到内疚,而对方又提出了具体的回报要求,该怎么办?尼科尔森建议,即使你觉察到对方想操纵自己的意图,也不要来而不往,但请记住,有来有往的交易原则只是要求你有所回报,却不一定要按照对方的要求回报。例如,对方也许想与你春宵一度,但你大可以亲自做一盘糕点请客,有时甚至一句“多谢”就足以报答了。下次就要更加小心,不要轻易接受对方的好处了。大型船舶轴
9、系负荷校中摘要 本文依据57300吨散货轮主机轴系的安装工艺,对主机轴系的校中采用合理负荷校中方法,它是一种经过改进的计算方法,将使从曲轴主轴承到尾轴管前轴承的各个轴承负荷分配情况更趋合理。因此,在某种意义上也可以说是原来轴系合理校中计算的推广,是根据轴系各轴承负荷分配情况来决定的。按校中计算的要求校中轴系,是一种使全轴系负荷合理分配的校中方法,其实质是在遵守规定的负荷、应力、转角等限制条件下,通过校中计算确定各轴承的合理垂向位移,使轴系安装成规定的曲线状态,以达到全轴系各轴承负荷合理分配。英文摘要: The 57300dwt crude oil tanker was built for Ch
10、ina Ocean Shipping Group Co.by our company ,its main propeller employed aft-engined direct propulsion ,the main engine is DALIAN-MAN B&W6S50MC-C type of marine low speed diesel engine ,and used fixed pitch keyless hydraulic propeller.The assembly of shafting employed calibration numeration .The asse
11、mbly of the main engine can be divided into three sections on board ,the whole engine was positioned and the epoxy gasket was casted when the ship was in the sea .In order to make the assignment of load of each bearing more reasonable ,and to make the bending moment and corner was assigned reasonabl
12、y on the supporting section specified in the allowed range ,the shafting calibration of the ship emploied jack-up methord to test plummer block ,the forward shaft of tail pipe and main bearing7# ,bearing 8# ,and improved the assembly procedure to the type of main engine in accordance with MAN B&W ,
13、increased the measurement of torsional level and sag of the main engine ,furthermore it paid attention to the control of the differential distance of the main engine in the sixth cylinder wall .This article discusses the data analysis in the procedure of the assembly of the main engine and the calib
14、ration of the shafting .关键词 主机 轴系 扭曲度 下挠度 臂距差 负荷 前言174000t散货轮是我公司为希腊远洋运输公司建造的散货轮,目前是我公司建造的最大吨位的散货轮。主推进采用尾机型直接推进,主机机型为DMDSULZER 6RTA68T-B型船用低速柴油机,最大持续功率(CMCR)17640KW,螺旋桨设计点功率(CSR)为14994KW、94RPM 、采用定距无键液压螺旋桨,轴系无中间轴承,这给主机负荷调整带来难度。主机在船上共分三部分组装,当船下水后再进行整机定位,浇注环氧垫片。为使各轴承负荷分配更趋于合理,并使规定支撑截面上的弯矩、转角等合理分配在允许范围
15、内,该船轴系校中采用顶举法测试艉管前轴承及主机主轴承1#、 2#、3#轴承的负荷,并按照“SULZER”的要求,对该类主机的安装工艺作了改进,先调整主机水平使扭曲和下挠合格然后拉伸主机贯穿螺栓,使拐挡合格。在增加了主机扭曲度和下挠度测量,并注重主机第一、五、六缸臂距差的控制,本文着重探讨主机安装和轴系负荷校中过程中的数据分析一.校中计算法确定轴系的校中轴系校中要在尾法兰受向下8吨力作用下进行,先调整尾法兰正,后调整前法兰正。扭曲度和下垂度合格、主机拐挡合格后,先进行轴系与主机的法兰连接,再进行艉部法兰的连接。二.主机扭曲度和下垂度测量建议在船台时调整主机的扭曲和下垂度,再在基座上做基准点以备船
16、下水后监测用(因船下水后测量很困难)。由于主机在长期的服务(载重)状态时,会出现主机机座热变形而导致轴承负荷的转移和部分轴承负荷过大。如果在主机安装时,把主机人为的调整成适当的下挠度,在热态或船舶处于满载状态时适当平衡主机机座的变形,就可以减轻热态时主机第一道轴承的负荷,改善轴承的磨损状况。为此采用SULZER的推荐方法对主机机座的扭曲度和下挠度进行测量,(见表1)。(注:调整表使表杆压缩为正)表1 琴钢丝测量数据1234567Max (Table 3)0.100.01-0.05-0.06-0.050.010.10Nominal (Table 1)*0.00-0.09-0.15-0.16-0.
17、15-0.090.00Min (Table 3)-0.10-0.19-0.25-0.26-0.25-0.19-0.10Measurement Exhaust side+0.01-0.10-0.12-0.18-0.11-0.080.00Measurement Cam side 0.00-0.09-0.13-0.16-0.13-0.090.00OK = Inside limit, OUT = Outside limitOKOKOKOKOKOKOKPiano wire curve0.00-0.15-0.23-0.26-0.23-0.150.00注:1-7为测量点根据表1数据绘制测量曲线图如下 图2基
18、本方法如下:(1)焊接主机侧向和轴向止推块。(2)在主机的四个角处,点焊上四个基准螺钉。(3)调整螺钉,并记录螺钉与主机间的间隙并记录。(4)用照光的方法,在油底壳上平面测量排气侧凸轮轴侧的下挠度。(5)测量1#、2#主轴承的间隙并记录。(6)测量主机第一缸的臂距差并记录。三.主机的臂距差的要求和调整根据SULZER公司的经验值,通常减轻第一道轴承的负荷,推荐将主机第一缸的臂距差调整为正值,为了避免对轴系校中的结果的影响,采用抬高主机前端或降低主机输出端的方法进行主机第一缸臂距差的调整,并得到下列数值,(见表2、表3、)此图为曲拐表架设位置及开口方向, 图3表2轴系螺栓连接后主机的臂距差 单位
19、mm/m曲柄位置1#2#3#4#5#6#垂直拐挡-14213.520.320.5-15.3轴承负荷测量数据为艉管前轴承199.5KN、主机1#瓦189.3KN 主机2#瓦203.2KN,3#瓦257.5KN轴承间隙测量为主机1#瓦间间隙 0.98、主机2#瓦间隙0.85。表3轴系连接后在主机输出端降低0.6mm时主机臂距差 单位:mm/m曲柄位置1#2#3#4#5#6#BP-1821318.519.5-19.5轴承负荷测量数据为艉管前轴承169.9KN、主机1#瓦276.7KN 主机2#瓦143.7KN。主机3#瓦228.8KN轴承间隙测量为主机1#瓦 间隙0.98、主机2#瓦间间隙0.85
20、经过对上述数据的对比,会发现降低主机输出端仅对主机第一缸臂距差及1#、2#、3#轴承、尾管前轴承有影响,而其它数据基本保持不变。四 轴承负荷曲线的分析1.艉管前轴承负荷测量数据的分析在顶举法测量艉轴承负荷时,得到了如图4所示的曲线,在该图的曲线中有一部分不同传统的顶举曲线图中周围标出的部分,按计算书及通常的数据分析方法支撑顶升时当油压达到一定值的瞬间,液压千斤顶的负荷增加不大,但轴抬起较快时,此时的拐点,图中将发现有二次类似的情况出现,这是因为:液压千斤顶上的阻力是不可避免的,负荷响应的曲线在一定的范围内存在“滞后”;由于艉管结构的特殊性在负荷由轴承完全转移到液压千斤顶上时,受到螺旋桨的浮力
21、艉管内油压波动的影响及艉管后轴承与前轴承,不像其他轴承的负荷曲线均匀,而出现波动。由于上述因数的干扰,在测量时应缓慢升高油泵的压力,在油泵压力达到稳定时再读数值,以消除液体压力“滞后”的影响,在进行轴承的曲线分析时,根据轴承的间隙顶举时不能超过1 ,通常取大于0.20为数据分析段。轴承负荷 L=ACiPm =172.6(KN),Pm=(Pu+Pd)/2式中A-液压千斤顶活塞面积cm Ci距离修正系数1.03 Pu顶起负荷bar Pd顶降负荷bar Pm升降负荷平均数bar 图4艉管前轴承顶举曲线2主机轴承负荷测量值分析21主机1#轴承负荷测量如图5所示,将千斤顶置于主机飞轮下面,在钢梁上垫合
22、适的钢条顶起二齿。应小心地对千斤顶定位,因为它只允许很小的力矩的偏离角度。不良的定位会在千斤顶上产生更大的阻力,然后在顶起曲线中产生更多的迟滞现象。将百分表安放位置如图6,并在齿轮箱内加另一只百分表以作监测。由于主机1#轴承与齿轮箱靠近,且轴承间隙较小,在位移较大时,主要的相邻轴承已经被抬起,因此一般取0.03-0.10顶升距离段较合适作为数据分析值,如图5所示。轴承负荷 L= 214.9(KN) 图5 主机1#轴承顶举曲线从图5可以看出,主机轴承负荷很小这是由于6RTA68T-B型主机的特殊要求。按照SULZER公司的推荐,冷态时,要保证主机2#轴承负荷尽量小,22主机2#轴承负荷测量在液压
23、千斤顶按图6所示位置,置于主机厂提供的顶起钢梁上。并在2#轴承上加设一只千分表作为监测。由于主机1#轴承与2#轴承靠近,且轴承间隙较小,在位移较大时,主机的相邻轴承(1#轴承)已经被抬起,因此一般取0.03-0.15顶升距离段作为数据分析值,如图7图6 曲轴架表位置轴承负荷 L=165.5(KN)图7主机2#轴承顶举曲线综上所述,在大型船舶主机及轴系安装过程中,应合理地分析主机及轴系的状态,并考虑如下因素: (1)主机安装时应该有适当的下挠度,尽量减少主机的扭曲,保持主机平整。(2)适当调整主机的各缸臂距差,并尽量使第一缸臂距差为正值,以避免主机热态时推力轴承负荷增加。(3) 温度、波浪、振动
24、船体变形、船舶的吃水状态等环境因素的影响。 在相同的状态下,不同的时间阶段所测得的数值是不同的。(4) 其它的原因如:潮汐、天气的变化、系泊试验使得油、水液舱不断变化及试验中机器的振动等。 马宁渤海船舶重工有限责任公司机装分厂 工程师第一作者马宁渤船重工机装分厂工程师第二作者柴海林渤船重工机装分厂工程师第三作者赵春杰渤船重工机装分厂高级技师2.5 大风浪中的船舶操纵恶劣天气下的船舶操纵及波浪概述 知识点1:恶劣天气下的船舶操纵 恶劣天气下的船舶操纵主要指大风浪中的船舶操纵。船舶在海上航行,不但受到风、流的影响,还受到波浪的影响。大的波浪不但影响船舶的运行效率,而且还危及人命和船舶的安全。为避
25、免船舶在大风浪中的危险情况,需要了解风浪的特性、风浪对船舶的影响以及风浪中的操船。 知识点2:波浪概述 波浪是指水质点在重力以及表面张力作用下以其原有平衡位置为中心,在垂直方向上作周期性轨圆运动的现象,即波浪传送能量不传送质量。 波形是指位移对于质点坐标的曲线形状。它是在波的传播过程中,由波线上一系列质点在某一时刻的位移的点所连接而成的曲线图形。 图2-2(a)给出了表示波形的空间坐标系,其坐标原点O位于静水时的水平面上,z为指向上方垂直于该水平面的坐标轴,x为指向波浪传播方向的坐标轴。表示波形的时间历程的坐标系。图2-2(b)给出了表示波形的时间历程的坐标系。图2-2 波形在空间的坐标 用于
26、描述海浪的特征的物理量称为波浪要素,主要包括波高、波周期、波长和波速等等。 1波峰、波谷、振幅与波高 波形最突起的地方或波面的最高处称为“波峰”,波峰处的纵向位移为正向最大值。同理,波形最凹下的地方或波面的最低处称为“波谷”,波谷处的纵向位移为反向最大值。振幅是用来表示波浪强弱的物理量,它是指从静止水平面至波峰或波谷的距离,一般用符号a表示。 波高指相邻波峰或波谷间的垂直距离,一般用符号H表示,显然,波高等于2倍的振幅,即Ha=2a。 2波浪周期 波浪完成一次波动所需要的时间或两个波峰(或波谷)相继通过一固定点所经历的时间,称为“波浪周期”,简称“波周期”,一般用符号T表示。波浪的显著特点是周
27、期性,即位移、速度、加速度,经过一定时间之后又重复地回到原来的数值。根据简谐振动原理,有T=2/ 其中,为“角频率”,也称波浪频率。 3波速 波速指波传播的速度,一般用符号c表示。波速取决于水的惯性和弹性,而与波的频率无关。波速有两种含义,在物理意义上有明显的区别。 (1)相速度:等相位面或波峰(或波谷)在单位时间内的水平位移。我们平时所说的“波速”指的就是“相速度”。 (2)群速度:即群波传播能量的速度。群波是由一系列波长和频率不同的波叠加而成的合成波,则群波的波形将随时间变化。若各个分波在水中传播的相速度各不相同,其振幅最大部分的运动速度称为群波的群速度。其值约为相速度(波速)的一半。 4
28、波长 沿着波的传播方向,两相邻的同相位水质点或两相邻的波峰(或波谷)间的水平距离叫做“波长”。一般用符号表示。波长是指任意两个相位差为2的水质点之间的距离。由波速、波长的定义可知:在水质点振动的一个周期内,振动状态传播的距离恰是一个波长,所以=c/或=cT 式中,表示波频率。波长、波速和频率,称为波浪的三要素。 5波陡 指波高与波长之比(H/),它是用来描述波形的陡峭程度。 6波浪要素的估算 波浪前进时,水面上每个水分子都沿直径和波高相等的圆形轨道运动。波峰上水分子运动方向与波浪前进方向一致,则波峰比较陡峭;波谷中水分子运动方向却与波浪前进方向相反,则波谷比较平坦,故称为坦谷波。 (1)规则波
29、 海浪可以被认为由很多简单、规则的谐波所组成,每个谐波有其自身的振幅、波长(或周期或频率)以及传播方向,这种简单、规则的谐波称为规则波。规则波实际上是一种假定的波浪,尽管其与实际波浪有一定的差异,但它使复杂的船舶在波浪中的运动问题大为简化,故在许多研究领域具有广泛的应用价值。 根据波浪余摆线理论,波浪可用正弦或余弦波表示,则波浪要素之间有如下关系: (2-1) 其中:k波数(rad/m); 波的频率(rad/s); 根据势流理论,对于深水中的波浪,有 (2-2) k由上述公式,得到坦谷波的波速和波浪周期与波长间的如下关系: (2-3) 值得注意的是,式(2-3)仅适用于深水中的规则波。 (2)
30、不规则波 实际上,海浪是极其不规则的。对于不规则波的描述采用实际观测统计结果来表示。经过一定时间观测,将观测到的波高按从大到小依序排列起来,形成一个波列,则该波列中最大的波高称为最大波,记为Hmax,对应的周期为Tmax。 取该波列中最高的一部分波的波高的算术平均值,称为“部分大波的平均波高”。如取波列中波高较大的1/10个波高算术平均值,称为1/10最大波高,记为H1/ 10,所对应之周期之平均值称为1/10最大周期,记为T1/10,据对海上不规则波进行统计1/10最大波高是平均波高的2.0倍;如取波列中波高较大的1/3个波高算术平均值,称为1/3最大波高,也称为有义波高,有时也称作有效波,
31、记为H1/3,它是波浪预报的一个重要指标。人们在海上目测的波高非常接近有义波高。所对应周期的平均值称为1/3最大波周期,记为T1/3,也称为有义波周期。 常把有义波高H1/3设为1,则用统计法可求得平均波高Hm为0.63,H1/10为1.27,H1/100为1.61。 有义波高可用来确定最大有义波长和最大能量波长,即 最大有义60H1/3 最大能量40H1/3 根据这两个波长可以估计出某船在该不规则波中航行时的摇摆情况。 船舶在波浪的运动 知识点1:船舶在波浪的运动 船舶在波浪作用下,沿着和围绕着通过船舶重心的X、Y、Z轴作线性运动和回转运动。各摇荡运动的名称为: X轴纵荡和横摇; Y轴横荡和
32、纵摇; Z轴垂荡和首摇; 其中对船舶安全有威胁的摇摆是横摇、纵摇和垂荡。改变航向和(或)船速,可以改变船舶的摇荡程度。船舶在波浪中的摇荡程度取决于作用于船舶的外力和外力矩以及船舶本身的运动性能。 知识点2:波浪遭遇周期 设船舶以与波浪方向成一定的交角和船速V在波浪中运动,则波浪相对于船舶的传播速度为VE=c + Vcos (2-4)式中:VE相对波速(m/s); c波速(m/s); 船首向与波向的交角,简称波向角。 波浪相对于运动中船舶的周期称为波浪遭遇周期,它就是船上人员所看到的波浪周期,故也称为波浪视周期,简称为“遭遇周期”。 遭遇周期可用下式表示, (2-5)式中:TE遭遇周期(s);
33、波长(m); 知识点3:波向角及船舶摇摆程度 当船速V0时,遭遇频率取决于波向角。在海上,船舶遭遇不同的波向角分别称为顶浪、偏顶浪、横浪、偏顺浪和顺浪。以右舷受浪说明如下。 当030时,称为顶浪,也称为“迎浪”,其遭遇频率比波浪频率要高,纵摇摆幅较大,横摇摆幅较小。在=0时遭遇频率最高,相应的纵摇摆幅最大。 当3060时,称为偏顶浪,其遭遇频率比顶浪时要低,纵摇摆幅比顶浪时要小,但横摇摆幅比顶浪时有所增大。 当60120时,称为横浪,其遭遇频率比偏顶浪时要低,纵摇摆幅较小,横摇摆幅较大。在=90或270时遭遇频率等于波浪频率,相应的横摇摆幅最大,纵摇摆幅最小。 当120150时,称为偏顺浪,其
34、遭遇频率比横浪时要低,纵摇摆幅比横浪时要大,横摇摆幅比横浪时要小。 当150180时,称为顺浪,其遭遇频率比偏顺浪时要低,纵摇摆幅比偏顺浪时要大,横摇摆幅比偏顺浪时要小。 在=180时遭遇频率最低,相应的纵摇摆幅较大,横摇摆幅较小。 知识点4:横摇运动 1自由横摇周期 船舶在规则波中小角度(小于15)无阻尼横摇周期(船舶自由横摇周期)可用下式近似求得: (2-6)式中:B船宽(m); GM初稳性高度(m); C横摇周期系数,客船为0.750.85;货船为0.70.8;油船重载时为0.70.75;油船压载时为0.740.94;渔船为0.760.88。其也可按下式计算: C 0 746 + 0.0
35、46 ( B/d )0.086(L/100) (2-7) 各类船舶的横摇周期如表2-2所示。 表2-2 大型油船的横摇周期,空载时都在6s以下,满载时在14s以上。 从船舶设备承受情况及船员的舒适程度和船舶安全考虑,一般来说,GMB/10横摇过于剧烈,而GMB/30横摇过于缓慢,当B/30GMB/10时比较适中。 由式(2-7)可见,船舶自由横摇周期与船宽、船型以及横稳性高度等因素有关,其中只有初稳性高度是可以调整的。实际上,对于航行中的船舶,调整初稳性高度几乎是不可能的,故一般采取调整遭遇周期的措施。 2横摇摆幅 船舶在波浪中横向摇摆的幅度称为横摇摆幅,一般用横摇角来表示。在规则波中的强迫横
36、摇摆幅可以近似地用下式表示: (2-8)式中:0最大波面角()0=180H/; TR船舶自由横摇周期(s); 当船舶横摇周期小于遭遇周期,即TR/TE1时,则船舶横摇频率大于遭遇频率,船舶横摇较快,甲板平面与波面经常保持平行,很少上浪,但船舶所受惯性力较大。 当船舶横摇周期大于遭遇周期,即TR/TE1时,则船舶横摇频率小于遭遇频率,船舶横摇较慢,甲板平面与波面经常不平行,上浪较多,且船舶经常受到波浪的冲击。 当船舶横摇周期近似等于遭遇周期,即TR/TE1时,则船舶横摇频率近似等于遭遇频率,船舶横摇剧烈,横摇角越来越大,严重时将导致船舶倾覆,这种现象称为谐摇或谐振。 谐摇时的横倾角可用下式估算:
37、 (2-9)式中:a0最大波面角。 实际上,一般在TR/TE0.71.3区间内就会发生谐摇,该区间称为“谐摇区间”或“谐振区间”。因此,船舶在海上航行时,应尽可能避免船舶横摇频率与遭遇频率相近的情况。 3避免横向谐摇的措施 船舶在波浪中横摇剧烈时,不但会危及人员、设备、货物和船舶的安全,严重时还会发生谐摇而使船舶倾覆。则需要采取减摇措施,避免谐摇的产生。从船舶操纵角度出发,减摇措施包括调整船舶自由横摇周期和遭遇周期。 (1)调整船舶自由横摇周期 由公式(2-6)可知,船舶航次计划确定之后,可根据本航次各海区、各季节可能的波浪遭遇周期,在装载时适当调整GM值,即选择船舶自由横摇周期,使船舶的横摇
38、避开谐振区间。 (2)调整波浪遭遇周期 由式(2-5)可见,波浪遭遇周期与船速、波向角、波速和波长等因素有关,其中只有船速和波向角是可以调整的。实际上,对于航行中的船舶,调整船速和(或)航向对于减轻横摇是行之有效的措施。 但是,当波向角=90或270,即正横受浪时,遭遇周期等于波浪周期,这时改变船速对调整波浪遭遇周期不起作用。 知识点5:纵摇运动 1纵摇周期 船舶的纵摇周期可用下列近似公式估算。 (2-10)式中:TP船舶纵摇周期(s): L船长(m); CP纵摇周期系数,客船为0.450.55,客货船为0.540.64,货船为0.540.72,油船为0.800.91。 2纵摇摆幅 船舶在波浪
39、中的纵向摇摆幅度称为纵摇摆幅,一般用纵摇角来表示。 一般风浪中航行的船舶,在纵摇周期和遭遇周期不变的情况下,当L1.5时纵摇摆幅最小,而当L远小于时纵摇摆幅最大。 船长与波长的关系对船舶相对纵摇振幅有决定性影响。L1.3时,相对纵摇振幅小于0.6;L1.5时,相对纵摇振幅小于0.4,纵摇角较小;船长越大,越趋平稳。L,相对纵摇振幅急剧增大,正如小船遇长波,船舶纵摇很大,不论船速如何,无法避免。 3船舶在不规则波中的纵摇情况 船舶在不规则波中顶浪前进,它相当于遭遇一系列波长变化的规则波的作用,这时不再适用谐摇的概念,而需用临界状态的概念来说明船舶的摇摆情况。 当船舶的纵摇周期Tp和波浪TE相等时
40、将发生谐摇。如已知船舶的航行速度,则谐摇区间可推算出谐摇波长syn (2-11) 根据谐摇波长和船长的关系,可以确定船舶所处的临界状态,从而判断船舶的摇荡情况。 (1)亚临界区域 船舶以某一速度顶流航行,当谐摇波长syn小于3/4船长时,该船处于亚临界区域,这一速度相当于低速。此时,纵摇和垂荡都比较缓和,甲板干燥。不产生砰击。 (2)超临界区域 当谐摇波长syn大于最大有义时,该船处于超临界区域,船舶的纵摇和垂荡中等。这相当于中速货船在小波中航行,或快艇顶着中等海浪航行的情况。但在大浪中一般商船难以达到这么高的速度。 (3)临界区域 当谐摇波长syn介于船长和最大能量波长最大能量之间时,该船
41、处于临界区域。此时,船舶的纵摇和垂荡都非常严重,可能出现强烈的拍底和上浪。所有船舶都有可能处于临界区域。为了减轻摇荡,须避开临界区域,其有效的方法是将船速降低到保持舵效的速度。 根据以上临界状态的划分,我们可以根据遭遇的波浪要素来判断顶浪航行时船舶的摇荡情况。 4减轻纵摇的措施 在船舶纵摇周期与遭遇周期相等,即TP/TE1时,船舶将发生纵向谐摇。由于船舶纵摇惯性矩、阻尼力矩和稳性高度都比较大,故船舶在波浪的作用下产生的纵摇摆幅比横摇摆幅要小,纵倾角一般不超过最大波面角。纵向谐摇的摆幅取决于波长与船长之比、波向角和船型等因素。 船舶自由纵摇周期与船长有关。实际上,调整自由纵摇周期是不可能的,故一
42、般采取调整遭遇周期,即调整船速和(或)航向的措施来减小纵摇摆幅。 知识点6:垂荡运动 1垂荡周期 船舶垂荡周期可用下列近似公式估算: (2-12)式中:TH船舶垂荡周期(s); d船舶平均吃水(m)。 船舶垂荡周期和纵摇周期很接近,后者稍大于前者。一般有TRTPTH的关系。且2TPTR。 2减轻垂荡的措施 在船舶纵摇周期与遭遇周期相等,即TH/TE1时,船舶将发生垂荡谐振。由于垂荡运动时对水运动的阻尼很大,则重力垂荡使运动衰减很快。 由式(2-12)可见,船舶自由垂荡周期与吃水有关。实际上,调整船舶自由垂荡周期是不可能的,故一般采取调整遭遇周期,即调整船速和(或)航向的措施来减小垂荡振幅。 综
43、上所述,船舶在波浪中的摇荡取决于船舶自由摇摆周期与波浪遭遇周期的相互关系,一般情况下船舶的横摇周期大于纵摇周期,纵摇周期略大于垂荡周期,横摇周期的大小约为纵摇周期或垂荡的两倍。航行中减轻船舶横摇、纵摇和垂荡幅度的有效操纵措施是改变船速和(或)改变航向。比较来看,横摇的危害最大,且当船舶横向受浪时,这种危害性将进一步增大,特别是发生横摇谐振或大幅度横摇时,将危及船舶的安全,严重时可能导致船舶倾覆。因此,当船舶遭遇巨浪时,应尽可能避免横向受浪。 大风浪中航行时所遭受的危害 知识点1:顶浪或偏顶浪的危害 船舶在顶浪或偏顶浪航行时,遭遇周期要比顺浪或偏顺浪时短,遭遇频率也比较高,其产生的危害主要表现在
44、拍底、螺旋桨空转、甲板上浪等。 1拍底 在激烈的纵摇和垂荡中,当船首升起后在下落过程中与波浪表面的向上运动相撞击时产生的现象,称为拍底。它使船首底部,甚至在整个首垂线后1/4船长区域和波浪表面发生冲击,进而产生巨大的应力,严重时将导致船首部位结构受损。拍底时船体发生剧烈的振动。船舶是否发生拍底及其严重程度取决于波长与船长之比、船舶载重状态、船速,以及船型等因素。 (1)波长:当/L1,即波长与船长接近时容易产生剧烈的拍底。海上的波长一般在80140m之间,因此,如果船长在这个范围内,则易发生拍底;反之,大型船舶船长较大,不易发生拍底。 (2)吃水:d/L5%,即吃水与船长之比值小时易产生拍底。一般空船时拍底严重,吃水为2/3以上满载吃水时不易发生拍底。 (3)船速:当傅汝德数Fr=0.140.21范围内时,容易产生拍底。 (4)船型:方形系数及棱形系数大的船,拍底冲击力也大。U型船首比V型船首遭受拍击的次数多,强度也大。 产生拍底的条件是上述几个因素的综合影响结果,单独一个或两个因素不一定能引起船舶产生拍底。 综上所述,