浮體靜力學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-理工大學(xué)船舶與海洋工程浮體靜力學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：院 系：專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生：年 月 日目錄一 靜水力曲線-21 設(shè)計(jì)要求-22 計(jì)算原理- 23 原始數(shù)據(jù)- 54 計(jì)算過程和圖表-5二 穩(wěn)性橫截曲線-61 設(shè)計(jì)要求-62 計(jì)算原理- 63 原始數(shù)據(jù)-64 計(jì)算過程和圖表-7三 裝載穩(wěn)性計(jì)算- 81 設(shè)計(jì)要求- 82 計(jì)算過程和圖表-8一、靜水力曲線計(jì)算局部1、設(shè)計(jì)要求： 計(jì)算吃水：0.5m, 1.5m , 2m, 2.5m, 3.1m, 3.5m,4.0m處的以下各要素，并繪出靜水力曲線圖。水線面面積Aw漂心縱向坐標(biāo)*f每厘米吃水噸數(shù)TPC水線面系數(shù)排水體積V排水量W(附體系

2、數(shù)取1.006)浮心縱向坐標(biāo)浮心垂向坐標(biāo)橫穩(wěn)心垂向坐標(biāo)縱穩(wěn)心垂向坐標(biāo)每厘米縱傾力矩曲線方形系數(shù)2、 計(jì)算原理：（1） 水線面面積Aw的計(jì)算：根據(jù)計(jì)算公式2Lyi，利用梯形法計(jì)算各個(gè)水線面面積.（2） 水線面漂心縱向坐標(biāo)*f的計(jì)算水線面漂心縱向坐標(biāo)*f的計(jì)算公式為，用梯形法計(jì)算Moy2*L²´kjyi式中：kjyi=0*y10+1*y11-y9+2*(y12-y8)+9*(y19-y1)+10*(y20-y0)-0.5*10*(y20-y0)水線面面積為利用梯形法所求得面積.（3） 每厘米吃水噸數(shù)TPC由TPC=Aw為利用梯形法所求得面積得(4) 水線面系數(shù)由水線面系數(shù)公式：

3、Cwp=L為垂線間長，B為型寬（5） 排水體積 由水線面面積曲線的特性可知，排水體積的積分公式是：，利用梯形法計(jì)算各個(gè)水線面面積坐標(biāo)。6排水量排水量由排水體積乘以附體系數(shù)1.006得到。7各個(gè)吃水下的浮心縱向坐標(biāo)*B浮心縱向坐標(biāo)的計(jì)算公式為：。（8） 浮心垂向坐標(biāo)浮心垂向坐標(biāo)計(jì)算公式。（9） 橫穩(wěn)心垂向坐標(biāo)橫穩(wěn)心垂向坐標(biāo)KM=KB+BM，橫穩(wěn)心半徑公式為，浮心垂向坐標(biāo)公式。縱穩(wěn)心垂向坐標(biāo),縱穩(wěn)心半徑公式為,浮心垂向坐標(biāo)公式，M*oy為各吃水體積對(duì)基線的靜矩。（10） 每厘米縱傾力矩曲線, ,。由梯形法求得。12方形系數(shù)方形系數(shù)計(jì)算公式為，各吃水下的排水體積除以垂線間長L、型寬B、吃水d的構(gòu)成的

4、長方體體積。3、原始數(shù)據(jù)：主尺度：總長53.6m，垂線間長48.6m, 設(shè)計(jì)水線長50.1m，型寬8.00m, 型深4.30m, 設(shè)計(jì)吃水 3.1m 還有附型值表。4、計(jì)算過程和圖表：計(jì)算過程見第一題文件夾中的e*cel文件。計(jì)算得各吃水下的船形系數(shù)如下表根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制靜水力曲線圖如下：原圖見遞交文件的“第一題文件。二、穩(wěn)性橫截曲線1、設(shè)計(jì)要求：取各站橫剖面面型值，利用縱向計(jì)算方法計(jì)算。選擇計(jì)算傾斜水線、假定重心位置和橫傾角間隔的大小。選擇3100水線，旋轉(zhuǎn)點(diǎn)中線右側(cè)0.5米處，右傾。假定重心S位置取在基線上，即KS=0.傾角間隔取=10°，從10°算到60°2

5、、 計(jì)算原理：復(fù)原力臂由幾何原理的知識(shí)易知，為求排水體積與，只需要求出各傾斜水線下的排水體積浮心的位置，由幾何關(guān)系可得，即可求得復(fù)原力臂。排水體積浮心位置的求法：各站上各傾斜水線與船體圍成的面積，利用CAD創(chuàng)立面域，查詢出面域的面積心利用公式積分可得排水體積浮心的位置，即：浮心垂向坐標(biāo)，浮心橫向坐標(biāo)而要求排水體積只需求出各站上各傾斜水線以下的船舶橫剖面的面積，由公式 然后才沿船長方向積分就可求出排水體積3、 原始數(shù)據(jù)（1） 原始數(shù)據(jù)為要船舶的型值表。根據(jù)型值表畫出船舶的橫剖面圖，計(jì)算水線任意取其中一條如1.5m , 2m, 2.5m, 3.1m，確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)位置，傾斜水線分別取10º，

6、20º，30º，40º，50 º，60 º。計(jì)算不同傾斜水線下的排水體積和形狀穩(wěn)性力臂ls，并畫出曲線。選取3100水線為吃水線，船體橫剖線圖如下：4、計(jì)算過程和圖表：用CAD繪制出各站的橫剖面圖，然后根據(jù)各個(gè)創(chuàng)立面域，求出面積和質(zhì)心坐標(biāo)，并繪制成e*cle表格，進(jìn)展計(jì)算。詳情見提交文件文件夾“第二題中的“面域文件和“第二題.e*l文件。根據(jù)以上數(shù)據(jù)運(yùn)用公式：=求得各傾斜角度下的橫穩(wěn)性臂ls及排水量。繪制成如下表格:橫穩(wěn)性圖如下：三. 裝載穩(wěn)性計(jì)算局部載況十1設(shè)計(jì)要求給出資料：受風(fēng)面積=143.7m2受風(fēng)面積形心距水線高=2.107m穩(wěn)性插值曲

7、線完整的 航區(qū)：近海計(jì)算載況：校核以下*一種載況下的穩(wěn)性，與規(guī)要求值比較，并對(duì)結(jié)果的合理性進(jìn)展分析，并提出改善的措施。計(jì)算容：浮態(tài)及初穩(wěn)性 靜穩(wěn)性曲線及動(dòng)穩(wěn)性曲線 穩(wěn)性校核注：自由液面修正及進(jìn)水角暫不考慮2 計(jì)算過程和圖表校核：1由穩(wěn)性插值繪制穩(wěn)性橫截曲線如下：2浮態(tài)及初穩(wěn)性計(jì)算由靜水力曲線及該載況下的排水可得：浮態(tài)與初穩(wěn)性計(jì)算工程單位符號(hào)及公式計(jì)算結(jié)果排水量t612.0平均吃水md3.10重心縱向坐標(biāo)m*G-1.40浮心縱向坐標(biāo)m*B-4.76重心豎向坐標(biāo)mzG3.01縱穩(wěn)心距基線高mzML69.1縱向初穩(wěn)心高mGML=ZML-ZG66.1每厘米縱傾力矩t*mMTC=*GML/(100*L)

8、16.9漂心縱向坐標(biāo)m*F-2.81縱傾力臂m*G-*B3.36縱傾力矩t*mMT=(*G-*B)2056縱傾值mdd=MT/(100*MTC)1.22首吃水增量mddF=(L/2-*F)(dd/L)0.68尾吃水增量mddA=-(L/2+*F)(dd/L)-0.54首吃水mdF=d+ddF3.78尾吃水mdA=d+ddA2.56橫穩(wěn)心距基線高mzM4.07未修正初穩(wěn)心高mGMo=zM-zG1.06自由液面修正值mdGM0實(shí)際初穩(wěn)心高mGM=GMo-dGM1.06最終的浮態(tài)和初穩(wěn)性計(jì)算結(jié)果：平均吃水首吃水尾吃水初穩(wěn)心高縱穩(wěn)心高3.103.782.561.0666.1(3)靜穩(wěn)性曲線及動(dòng)穩(wěn)性曲線

9、。由穩(wěn)性橫截曲線和排水體積可得橫穩(wěn)性臂Ls，再有公式l=ls-sinZg-Zs和ld=ld可得下表：做出靜穩(wěn)性圖做出動(dòng)穩(wěn)性曲線圖：4)穩(wěn)性校核計(jì)算穩(wěn)性橫準(zhǔn)數(shù)K：根據(jù)穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)的定義,首先計(jì)算最小傾覆力矩或，因?yàn)樗麄兪歉鶕?jù)靜穩(wěn)性曲線，動(dòng)穩(wěn)性曲線以及橫搖角來確定的，由公式下面計(jì)算系數(shù)為與波浪的波長、波高及周期有關(guān)。根據(jù)公式B=8.0m，KG=3.01m，GM=1.06m，B/d=8/3.10=2.58所以f=1.03，代入數(shù)據(jù)得T=16.4°由P101中的圖4-34得C1=0.277系數(shù)主要與波浪的有效波傾角系數(shù)有關(guān)，公式,代入數(shù)據(jù)得：C2=0.713系數(shù)主要與船舶的寬度吃水比有關(guān)，由表查的C3=0.013系數(shù)主要與船舶的類型，和舭龍骨的尺寸有關(guān)，查表得C4=0.523將系數(shù)帶入得，橫搖角為16.4°然后從動(dòng)穩(wěn)性曲線上作出并讀出數(shù)值：0.256含橫搖角的動(dòng)穩(wěn)性曲線如以下圖角度的比例尺為10:1，穩(wěn)性臂的比例尺為1000:1計(jì)算風(fēng)壓傾斜力矩或力臂，由公式由給出數(shù)據(jù)可知：p=546pa，Af=143.7m2,Z=2.107，=612.0t，代入數(shù)據(jù)得：lf= p*Af*Z/9810/=0.028則。穩(wěn)性橫準(zhǔn)數(shù)K=lq/lf=9.1>1.校核：規(guī)則規(guī)定，船舶在各種裝載情況下經(jīng)過自由液面修正后的初穩(wěn)性高和靜穩(wěn)性曲線