第三章-穩(wěn)性分解講課教案課件

第三章-穩(wěn)性分解第三章-穩(wěn)性分解重點和難點重點船舶穩(wěn)性（初穩(wěn)性、大傾角穩(wěn)性和動穩(wěn)性）的表示和核算方法；船舶穩(wěn)性的衡準(zhǔn)要求；船舶穩(wěn)性的檢驗和調(diào)整方法。難點船舶靜穩(wěn)性曲線圖和動穩(wěn)性曲線圖。重點和難點重點教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)船舶穩(wěn)性的基本概念第二節(jié)船舶初穩(wěn)性第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響及計算第四節(jié)船舶大傾角穩(wěn)性第五節(jié)船舶動穩(wěn)性第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整第八節(jié)船舶穩(wěn)性資料的運用教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)船舶穩(wěn)性的基本概念第三章保證船舶具有適度的穩(wěn)性

第一節(jié)穩(wěn)性的概述船舶穩(wěn)性的定義穩(wěn)性（Stability）——船舶受外力矩作用而發(fā)生傾斜，當(dāng)外力矩消

失以后，船舶所具有的回原來平衡位置的能

力。物理意義：船舶傾斜后具有的復(fù)原力矩(rightingmoment)或力臂

(rightingarm）。第三章保證船舶具有適度的穩(wěn)性第一節(jié)穩(wěn)性的概述穩(wěn)性不足的后果穩(wěn)性不足的后果船舶穩(wěn)性的定義船舶穩(wěn)性的定義一、船舶的三種平衡狀態(tài)

1）重心G在穩(wěn)心M之下，復(fù)原力矩與傾側(cè)力矩反向，正浮時的船舶處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。穩(wěn)心M：正浮時浮力作用線和微傾后浮力作用線的交點一、船舶的三種平衡狀態(tài)1）重心G在穩(wěn)心M之下，復(fù)原力矩與傾一、船舶的三種平衡狀態(tài)2）重心G在穩(wěn)心M之上，復(fù)原力矩與傾側(cè)力矩同向，正浮時的船舶處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。一、船舶的三種平衡狀態(tài)2）重心G在穩(wěn)心M之上，復(fù)原力矩與傾側(cè)一、船舶的三種平衡狀態(tài)3)重心G在穩(wěn)心M重合，復(fù)原力矩等于0，正浮時的船舶處于隨遇穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

一、船舶的三種平衡狀態(tài)3)重心G在穩(wěn)心M重合，復(fù)原力矩等于0船舶平衡的3種狀態(tài)1．穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方復(fù)原力矩MS

為+，MS>02.不穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方復(fù)原力矩

MS

為－，MS<03．隨遇平衡穩(wěn)心M與重心G重合,復(fù)原力矩MS

為0，MS=0船舶平衡的3種狀態(tài)1．穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方二、船舶穩(wěn)性的分類

1、按傾斜方向分（1）橫穩(wěn)性（Transversestability）——船舶在橫傾力矩作用下所表現(xiàn)的穩(wěn)性。（2）縱穩(wěn)性（Longitudinalstability）——船舶在縱傾力矩作用

下所表現(xiàn)的穩(wěn)性。2、按外力矩的作用效果分（1）靜穩(wěn)性（Staticalstability）——假設(shè)船舶受外力矩作用只

發(fā)生角位移，而不產(chǎn)生角加速度時的穩(wěn)性。（2）動穩(wěn)性（Dynamicalstability）——考慮到船舶受外力矩作

用不僅產(chǎn)生角位移，而且產(chǎn)生角加速度時的穩(wěn)性。二、船舶穩(wěn)性的分類1、按傾斜方向分三、船舶穩(wěn)性的分類3、按傾斜角大小分（1）初穩(wěn)性（Initialstability）——傾斜角小于15且干舷甲板邊緣開始入水前的穩(wěn)性。（2）大傾角穩(wěn)性（Stabilityatlargeangleofinclination）

——傾斜角大于15或干舷甲板邊緣開始入水后的穩(wěn)性。4、按船艙是否進水分類完整穩(wěn)性（Intactstability）破艙穩(wěn)性（Damagedstability）三、船舶穩(wěn)性的分類3、按傾斜角大小分第二節(jié)初穩(wěn)性

橫穩(wěn)心（Transversemetacenter）M——船舶橫向微幅傾斜后的浮力作用線與正浮時的浮力作用線的交點。

第二節(jié)初穩(wěn)性橫穩(wěn)心（Transversemetace第二節(jié)初穩(wěn)性一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志

第二節(jié)初穩(wěn)性一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志

1.船舶微傾，θ<10～15°2.等容傾斜,即傾斜前后排水量不變3.傾斜軸通過初始水線面的面積中心，即漂心F4.當(dāng)排水量一定時，船舶的穩(wěn)心M點為一定點5.浮心B沿著以穩(wěn)心M為圓心,以穩(wěn)心半徑（橫穩(wěn)心半徑BM

）。

r為半徑的圓弧軌跡移動一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志1.船舶微傾，θ<10～15°復(fù)原力矩與外力矩復(fù)原力矩與外力矩一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志初穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志：初穩(wěn)性高度（Initialstabilityhight）GM一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志初穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志：初穩(wěn)性高度（Ini一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志①初穩(wěn)性方程：MS=9.81Δ?GZ=9.81Δ?GMsinθ②衡量標(biāo)志：GM③影響初穩(wěn)性因素：

Δ↗、GM↗→MS↗規(guī)定：與外力矩Mh反向時，MS>0

與外力矩Mh同向時，MS<0一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志①初穩(wěn)性方程：二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式式中：KB——浮心距基線高度（m）

KG0——船舶合重心距基線高度（m）

KM——橫穩(wěn)心距基線高度（m）

BM——橫穩(wěn)心半徑（m）IX——水線面對其縱向中心軸的面積慣性矩（m4）

VM——型排水體積（m3）二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式式中：三、初穩(wěn)性高度的求取初穩(wěn)性高度的計算步驟1、求KMa.根據(jù)船舶靜水力性能參數(shù)資料（見教材P16)b.KM=KB+BMKB——浮心距基線高，查靜水力資料2、根據(jù)船舶裝載狀態(tài)計算確定KG0(原理)式中，Pi——船舶各組成部分的重量（包括空船、貨物、航次儲備、船舶常數(shù)） （t）

Zi——Pi相應(yīng)的中心重心距基線高度 （m）

ΣPiZi——垂向重量力矩（9.81kN.m）

三、初穩(wěn)性高度的求取初穩(wěn)性高度的計算步驟1）空船重量及其重心高度的查取

對于某一船舶，空船重量及其重心高度為定值，它們可在船舶穩(wěn)性計算資料中查找。1）空船重量及其重心高度的查取對于某一船舶，空船重量及其重

將均勻貨物（積載因數(shù)SF相同或相近）的體積中心作為貨物重心看待。近似公式計算法

Zi=貨高/2+貨物底端距基線距離估算法平行中體部位的艙室，貨物重心取在貨高的1/2處；首、尾部位的艙室，貨物重心取在貨高的0.54～0.58處。利用艙容曲線圖確定載荷的重心高度2）貨物重心高度Zi的確定將均勻貨物（積載因數(shù)SF相同或相近）的體積中心2）貨物重心高度Zi的確定例題：某輪NO.3底艙裝載五金1600t、800m3，棉織品100t、450m3，日用品120t、552m3；草制品110t、792m3，艙容2710m3。試計算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨物的合重心高度。Z3Z2Z1草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m2）貨物重心高度Zi的確定例題：草制品日用品棉織品五金7.2第三章-穩(wěn)性分解講課教案課件2）貨物重心高度Zi的確定（1）計算法對于一艙內(nèi)裝載積載因數(shù)差異較大的多種貨物時，用計算法確定各層貨物的重心高度，有利于減小GM值的計算誤差。各層貨物的重心高度可按下式求出：

(3-9)式中：───貨層底面距基線高(m)；───貨層重心系數(shù)，中部貨艙取0.50，首尾部貨艙取0.54-0.58；───貨層高度（m），可由下式求得：

(3-10)其中：───貨層體積（m3）；───該貨艙艙容（m3）；───該貨艙艙高(m)。2）貨物重心高度Zi的確定（1）計算法2）貨物重心高度Zi的確定相同的例題見教材：例3-1：

某船在No.3底艙裝載小五金1600t(S.F=0.50m3/t)、棉織品100t(S.F=4.50m3/t)、日用品120t(S.F=4.60m3/t)及草制品90t(S.F=7.20m3/t)，貨物在艙內(nèi)配置如圖3-3，試計算各貨物重心高度及該艙貨物總重心高度。已知該艙艙容=2710m3，艙高HC=7.2m，雙層底高為l.5m。草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m2）貨物重心高度Zi的確定相同的例題見教材：草制品日用品棉織2）貨物重心高度Zi的確定解：1）列表計算貨物重心高度(表3-1)

2）求貨物總重心高度

m2）貨物重心高度Zi的確定解：1）列表計算貨物重心高2）貨物重心高度Zi的確定（2）艙容曲線(或艙容表)查取法對于裝載單一貨種的某些散貨船或雜貨船，船舶資料中提供了各貨艙艙容曲線或艙容表，使用時直接由貨物總體積查出貨物裝艙后的重心高度。圖3-4為某船某一貨艙的艙容曲線。應(yīng)用：根據(jù)貨堆表面高度求貨物所占艙容和貨物重心距基線高；根據(jù)貨物所占艙容求貨物重心距基線高；3）油水重量及其重心高度的確定各油水艙的油水重量及其重心高度可根據(jù)量尺深度查相應(yīng)液艙艙容曲線或艙容表。液艙艙容曲線或艙容表的形式及查取方法與貨艙相同。2）貨物重心高度Zi的確定（2）艙容曲線(或艙容表)查取法（2）艙容曲線(或艙容表)查取法艙容曲線的用法（2）艙容曲線(或艙容表)查取法艙容曲線的用法

例3-2：

某船某航次在大連港計劃裝載如表3-2所列。試求開航時船舶初穩(wěn)性高度GM值。（講解）例3-2：

某船某航次在大連港計劃裝載如表3-2所雜貨船多利用近似公式計算法或估算法散貨船多利用艙容曲線圖法集裝箱船我國規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的一半處；德國等歐美國家規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的45％處。雜貨船總結(jié)1）雜貨船貨艙內(nèi)貨物合重心高度的Z確定（1）理論 （2）實際不滿艙取總體積中心，滿艙取艙容中心

問題：有無誤差？為什么允許該誤差實用，偏于安全總結(jié)1）雜貨船貨艙內(nèi)貨物合重心高度的Z確定總結(jié)2）對于集裝箱船，取集裝箱高度的0.5(我國)或0.45（IMO）作為單個集裝箱的重心高度。求取某一行位集裝箱的合重心高度。以行位為集裝箱的基本計算單位求取集裝箱的合重心高度。3）對于干散貨船和液體散貨船，根據(jù)艙內(nèi)貨物的總體積利用艙容曲線圖確定艙內(nèi)貨物的合重心高度，進而求取全船貨物的合重心高度。其它載荷重心位置的確定：固定儲備量和船舶常數(shù)的重心位置根據(jù)船舶資料確定。燃油、淡水等可變儲備量的重心位置可以根據(jù)船舶資料取相應(yīng)液艙的艙容中心，也可根據(jù)相應(yīng)液艙的艙容曲線圖確定?？偨Y(jié)2）對于集裝箱船，取集裝箱高度的0.5(我國)或0.45補充例題某輪空船排水量為5000t，裝貨10000t，燃油1500t，淡水300t，備品10t，船舶常數(shù)180t，裝載后全船垂向總力矩136600.0t·m，KM=8.80m，裝貨后船舶的初穩(wěn)性高度值GM為多少米？補充例題某輪空船排水量為5000t，裝貨10000t，燃油1擴展：船舶初穩(wěn)性高度應(yīng)取適宜值穩(wěn)性高度與初穩(wěn)性好壞關(guān)系穩(wěn)性高度與搖擺性關(guān)系營運中控制初穩(wěn)性高度原則船舶重心高度值與船舶初穩(wěn)性關(guān)系貨物移動對重心位置的影響貨物裝卸對重心高度的影響平行移動原理平行移動原理解釋吃水變化浮心移動方向擴展：船舶初穩(wěn)性高度應(yīng)取適宜值三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響船舶橫傾時因液體橫移而產(chǎn)生的自由液面傾側(cè)力矩為

其中：Mf.s——單個液艙的自由液面傾側(cè)力矩（9.81KN.m）ρ——液體密度 （g/cm3）ix——液體表面對其本身中心軸的面積慣性距（m4）三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響船舶橫傾時因液體橫移而產(chǎn)生的自三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面對船舶初穩(wěn)性高度的修正δGM的幾個特點（1）與Δ呈反比（2）與存在自由液面的液艙個數(shù)有關(guān)（3）與ix呈正比，而ix與b3呈正比（4）與艙內(nèi)液體密度成正比（5）與液體體積、液艙位置、液體深度無關(guān)三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面對船舶初穩(wěn)性高度的修正四、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面慣性矩的計算（1）等腰梯形液艙（2）等腰三角形液艙（3）矩形液艙四、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面慣性矩的計算思考橫向分艙如何減少ix沿橫向?qū)⒁号搉等分，自由液面慣性矩可減少到原來的1/n2

；減少了n2-1/n2如果縱向呢？？思考橫向分艙如何減少ix例題3-3

例題3-3第三章-穩(wěn)性分解講課教案課件減小自由液面對船舶穩(wěn)性影響的措施：1)減小液艙（柜）的寬度。設(shè)置水密縱隔壁

2)液艙應(yīng)盡可能裝滿（？）或留出空艙（？）。如無可能，盡量用較小

艙室作部分裝載艙。3)在可能的情況下，應(yīng)集中逐艙使用油水，盡量將每個液艙的油水用完

再換另一艙。4)合理安排使用壓載水艙。如需利用壓載水調(diào)整船舶橫傾或吃水差，應(yīng)

將計劃壓載的水艙注滿，不要每個艙都注入部分壓載水。5)保持甲板排水孔暢通。6)對排水量較小的船舶，更應(yīng)注意自由液面對穩(wěn)性的影響。減小自由液面對船舶穩(wěn)性影響的措施：1)減小液艙（柜）的寬度。第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響一、載荷移動

1、單一船內(nèi)重物垂移

P—移動載荷的重量（t）Z—載荷移動的垂向距離（m）上移為正，下移為負(fù)；公式推導(dǎo)：平行力移動原理公式運用：（略）舉例：（略）注意：只改變重心高度（穩(wěn)性）不改變浮態(tài)（傾斜度）第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響一、載荷移動第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響2、單一船內(nèi)重物水平移動

（平行移動原理推導(dǎo)）P——橫向移動載荷的重量（t）y——橫向移動載荷的距離（m）θ——因載荷橫移而產(chǎn)生的船舶橫傾角。公式分析：（略）在實際工作中的運用：（略）第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響2、單一船內(nèi)重物水平移動2、單一船內(nèi)重物水平移動力矩平衡原理推導(dǎo)公式注意：只改變浮態(tài)（傾角），不改變初穩(wěn)性高度2、單一船內(nèi)重物水平移動力矩平衡原理推導(dǎo)公式回顧《船舶原理》練習(xí)題6.某船正浮時初穩(wěn)性高=0.6m，排水量=10000t,把船內(nèi)100t貨物向上移動3m,再橫向移動10m,求貨物移動后船的橫傾角。7.某船有初始橫傾角=2°36＇,現(xiàn)將重量為3%排水量的貨物橫向移動,使船復(fù)原到正浮位置。已知船的初穩(wěn)性高=1.30m,求貨物移動的距離?；仡櫋洞霸怼肪毩?xí)題6.某船正浮時初穩(wěn)性高=0.6m，排水二、重量增減

1、重量大量增減

（1）求載荷變動后的排水量設(shè)船舶原排水量為Δ，原重心距基線高度為KG，則載荷變動后的排水量為

（2）根據(jù)載荷變動后的排水量Δ1查表確定新的橫穩(wěn)心距基線高度KM1

（3）計算確定載荷變動后的船舶合重心高度KG1。

（4）計算載荷變動后的初穩(wěn)性高度

二、重量增減1、重量大量增減二、重量增減2、重量少量增減（P<10%Δ）假設(shè)δKM＝0，即KM不變，則其中：P——加載重量（t）KG1——加載前船舶重心高度（m）ZP——加載載荷的重心高度（m）二、重量增減2、重量少量增減（P<10%Δ）公式運用及分析P裝載為+，卸載為-裝甲板貨？貨艙裝貨？加壓載水？公式運用及分析例題已知Δ=1873t,KGo=7.81m,GM=1.09m,dm=8.82m，P=300t,Kp=11.42m,TPC=25.41t/cm求GM1解：δGM=

GM1=1.09-0.06=1.03m

例題已知Δ=1873t,KGo=7.81m,GM=1.0三、貨物懸掛1、懸掛載荷的傾側(cè)力矩2、懸掛載荷對船舶初穩(wěn)性的影響l——懸掛長度（m）P——懸掛載荷重量（t）m----虛重心討論及分析三、貨物懸掛1、懸掛載荷的傾側(cè)力矩注意lZ

為懸掛貨物重心到懸掛點m的距離,與吊貨索長度無關(guān)所以懸掛貨物時，穩(wěn)性和傾角與吊貨索長度無關(guān)，與lZ有關(guān)對穩(wěn)性的影響：δGM=P（Z1-Z2）/Δ對橫傾角的影響：tgθ=P（Y2－Y1）/Δ（GM+δGM）舉例：注意lZ為懸掛貨物重心到懸掛點m的距離,與吊貨索長度船舶載荷垂直移動時，下列

將發(fā)生變比。

A．船舶浮心B．船舶穩(wěn)心C．船舶漂心D．船舶重心D船舶在大量卸貨過程中，若保持重心高度不變，則卸貨后的GM比卸貨前

。

A．增大B．減小C．不變D．不能確定D船舶在中途港卸載后GM值變小，則

。

A．船舶KG增大，KM減小

B．船舶KG增大，KM增大

C．船舶KG減小，KM減小

D．A、B、C均有可能D船舶在中途港卸載后GM值增大，則下列錯誤的是

。

A．船舶KG減小，KM增大

B．船舶KG增大，KM增大

C．船舶KG增大，KM減小

D．船舶KG減小，KM減小C從底艙卸貨，則通常船舶的初穩(wěn)性值

。

A．提高B．下降C．不會變化D．A、B、C均可能D當(dāng)裝載懸掛貨物時，若懸掛長度越長，則對穩(wěn)性的影響

。

A．越大B．越小C．不變D．不定A貨物在艙內(nèi)垂向移動時，

不變。

A．△B．KMC．KBD．A、B、C均是D若船舶排水量一定，則初穩(wěn)性高度GM的大小取決于

。

A．船舶浮心高度

B．船舶橫穩(wěn)心距基線高度

C．船舶載荷在垂向上的具體分布

D．船舶吃水C若船舶卸載后KG減小，則意味著

。

A．GM減小B．GM增大C．GM不變D．以上均有可能D若船舶卸載后KG增大，則意味著

。

A．GM減小B．GM增大C．GM不變D．無法確定D若船舶裝載后KG減小，則意味著

。

A．GM減小B．GM增大C．GM不變D．以上均有可能D若所卸貨物重心低于船舶重心時，則卸貨后船舶的重心高度值將

。

A．減少B．不變C．增大D．無法確定C船舶載荷垂直移動時，下列將發(fā)生變比。

A．第三節(jié)大傾角穩(wěn)性一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念1、船體大傾角橫傾的特征第三節(jié)大傾角穩(wěn)性一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念大傾角靜穩(wěn)性的基本概念大傾角靜穩(wěn)性的基本概念一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念1、船體大傾角橫傾的特征（1）傾斜前后水線面的交線不再通過原水線面的漂心；（2）浮心移動的軌跡不能假定為圓弧的一段，穩(wěn)心半徑不再為定值，“橫穩(wěn)心點M”隨θ變化；（3）不能用GM值表示船舶的大傾角穩(wěn)性。2、現(xiàn)討論的大傾角穩(wěn)性局限在靜穩(wěn)性范圍

滿足下列假設(shè)條件

（1）船舶處于靜水中，水線面為一水平面；（2）船舶受外力矩作用，只發(fā)生傾斜，不產(chǎn)生角速度和角加速度。一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念1、船體大傾角橫傾的特征一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念(a)大傾角時穩(wěn)心M移動軌跡(b)大傾角穩(wěn)性力臂的計算一、大傾角靜穩(wěn)性的基本概念(a)大傾角時穩(wěn)心M移動軌跡二、靜穩(wěn)性力臂的求算大傾角穩(wěn)性的表示——GZMS=9.81Δ.GZ

Δ一定時：GZ↗MS↗二、靜穩(wěn)性力臂的求算大傾角穩(wěn)性的表示1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式1）基點法

GZ=KN-KHKH——重量穩(wěn)性力臂KH=KGsinθ

與KG，θ有關(guān)KN——形狀穩(wěn)性力臂（水下形狀有關(guān)，B變化，KN變化），與Δ，θ有關(guān),由穩(wěn)性交叉曲線查取1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式1）基點法

GZ=KN-KH1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式

KN（Δ

,θ）,可從穩(wěn)性交叉曲線上查得1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式KN（Δ,θ）,可從穩(wěn)性交1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式1)基點法Ms=Δ·GZ=Δ·（KN-KH）KN——形狀穩(wěn)性力臂KH——重量穩(wěn)性力臂1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式1)基點法1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式2)假定重心法1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式2)假定重心法1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式3)穩(wěn)心點法

MS形狀穩(wěn)性力臂1、靜穩(wěn)性力臂的表達(dá)式3)穩(wěn)心點法2、靜穩(wěn)性力臂的計算

（自由液面對大傾角穩(wěn)性的影響及修正）特點：自由液面傾側(cè)力矩（力臂）隨θ而變化方法①

直接利用自由液面傾側(cè)力矩——θ關(guān)系資料修正（大傾角的自由液面修正力矩Mfs）

ΣMfs——各艙自由液面修正力矩代數(shù)（KN.m）2、靜穩(wěn)性力臂的計算

（自由液面對大傾角穩(wěn)性的影響及自由液面對大傾角穩(wěn)性修正方法②

修正重心高度（通過對初穩(wěn)性進行修正）將自由液面對初穩(wěn)性高度的修正值看作船舶重心升高δGMf=-δKG=–（KG-KGo）KG=KGo+δGMfGZ=KN–KGsinθ=KN–(KGo+δGMf)·sinθ

自由液面對大傾角穩(wěn)性修正方法②

修正重心高度（通過對初穩(wěn)性進自由液面對大傾角穩(wěn)性修正復(fù)原力臂值減少：δGZ=δGMsinθ(重量穩(wěn)性力臂增加)(m)此法未考慮自由液面對橫傾軸慣性矩變化。當(dāng)橫傾角較大且液面受到約束時，重心高度修正法求得的GZ修正值偏大（誤差變大）自由液面對大傾角穩(wěn)性修正復(fù)原力臂值減少：δGZ=δGMsi三、靜穩(wěn)性曲線

1.靜穩(wěn)性曲線的計算與繪制

三、靜穩(wěn)性曲線1.靜穩(wěn)性曲線的計算與繪制靜穩(wěn)性曲線繪制步驟：①計算KG和Δ②據(jù)Δ在穩(wěn)性橫交曲線上查取各θ（10°～80°）下KN值。③計算各θ的sin值④計算KH=KGsinθ⑤計算GZ（lS）=KN-KH或⑥計算MS=9.81ΔGZ⑦標(biāo)連各點靜穩(wěn)性曲線繪制步驟：①計算KG和Δ三、靜穩(wěn)性曲線三、靜穩(wěn)性曲線三、靜穩(wěn)性曲線2、靜穩(wěn)性曲線的特性特征值：GM、GZmaxθsmaxθv

三、靜穩(wěn)性曲線2、靜穩(wěn)性曲線的特性2、靜穩(wěn)性曲線的特性①靜傾角（靜平衡角）θSMS=Mh(外力)（靜平衡條件）2、靜穩(wěn)性曲線的特性①靜傾角（靜平衡角）θS2、靜穩(wěn)性曲線的特性②MaximumRightingArm(GZmax)或MaximumRightingmoment(Msmax)最大靜穩(wěn)性力矩

靜穩(wěn)性曲線的最大值，在靜力矩作用下，要保證船舶不傾覆，必須外力矩Mh≤Msmax（達(dá)到靜平衡的條件）2、靜穩(wěn)性曲線的特性②MaximumRightingAr2、靜穩(wěn)性曲線的特性③MRmax或GZmax對應(yīng)角θsmax(極限靜傾角,AngleofGZmax)θsmax大，大傾角θ時能安全航行2、靜穩(wěn)性曲線的特性③MRmax或GZmax對應(yīng)角θsmax2、靜穩(wěn)性曲線的特性④穩(wěn)性消失角(Capsizingangle)θv

靜穩(wěn)性曲線x橫軸交點對應(yīng)角穩(wěn)性范圍(RangeofStability)

：0°～θv°2、靜穩(wěn)性曲線的特性④穩(wěn)性消失角(Capsizingan2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑤甲板浸水角θf

原點到最高點水反曲點，θf后GZ增長減緩

2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑤甲板浸水角θf2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑥GM值

GZ曲線在原點處的切線斜率

GZ′|θ=0=GMcosθ|θ=0=GMa.作原點處曲線的切線b.θ=1rad(57°.3)處作軸垂線交切線于Cˊ點c.GM=DCˊ

2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑥GM值2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑦θ=30°對應(yīng)的復(fù)原力臂GZ|θ=30°靜態(tài)外力矩作用所出現(xiàn)的最大橫傾角≤30°GZ|θ=30

°可用以表征船舶的大傾角穩(wěn)性2、靜穩(wěn)性曲線的特性⑦θ=30°對應(yīng)的復(fù)原力臂GZ|θ=33.靜穩(wěn)性曲線的用途1)求取船舶穩(wěn)性的特征參數(shù)值：甲板浸水角、初穩(wěn)性高度、橫傾角為30°時的靜穩(wěn)性力臂、最大靜穩(wěn)性力臂GZmax、最大靜穩(wěn)性力臂對應(yīng)的靜橫傾角θs·max和穩(wěn)性消失角等。2)確定船舶靜平衡位置：靜平衡角或稱靜傾角θs3)計算船舶動穩(wěn)性的基礎(chǔ)：4)其他：求取動傾角、極限動平衡角及最小傾覆力矩注意：強調(diào)衡量穩(wěn)性好壞的五個參數(shù)（五個指標(biāo)）；對應(yīng)的穩(wěn)性分類。3.靜穩(wěn)性曲線的用途1)求取船舶穩(wěn)性的特征參數(shù)值：甲板浸水4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素①B：GM↗GZmax↗θf

、θsmax

、θv↘4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素①B：GM↗GZmax4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素①B：GM↗GZmax↗θf

、θsmax

、θv↘4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素①B：GM↗GZmax↗4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素②F(D):GM不變GZmax

θsmaxθvθf↗曲線在甲板入水角之后有區(qū)別∴F(D)對初穩(wěn)性無影響大傾角穩(wěn)性隨F↗而變好4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素②F(D):GM不變G4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素②F(D):↗GZmax

不變

θsmaxθvθf↗4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素②F(D):↗GZmax不4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素③KG↗GZ↘

4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素③KG↗4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素④同一船Δ↗（重心不變）KN↘GZ↘但MR隨Δ↗而增加⑤自由液面：相當(dāng)于重心高度提高。小角度時確定，大傾角時不定。⑥初始橫傾角補充：幾種典型的靜穩(wěn)性曲線4、影響靜穩(wěn)性曲線的主要因素④同一船Δ↗（重心不變）四、風(fēng)壓靜傾側(cè)力矩后續(xù)了解（此處略過）四、風(fēng)壓靜傾側(cè)力矩后續(xù)了解（此處略過）第五節(jié)船舶動穩(wěn)性所謂動穩(wěn)性指船舶在動態(tài)外力矩作用下計及橫傾角加速度和慣性矩的穩(wěn)性。動態(tài)外力矩包括陣風(fēng)的突然襲擊、海浪的猛烈沖擊、拖輪急拖或急頂?shù)?/p>

一、船舶動平衡及動傾角船舶在外力矩的動力作用下表現(xiàn)的穩(wěn)性，考慮橫搖角速度（或角加速度）。船舶初始為正浮狀態(tài)，然后受一定常動態(tài)外力矩作用，此時作用于船舶的合力矩為

設(shè)外力矩做功以表示，穩(wěn)性力矩做功以表示，它們在數(shù)值上分別等于各自曲線下的面積。第五節(jié)船舶動穩(wěn)性所謂動穩(wěn)性指船舶在動態(tài)外力矩作用下計及橫傾一、船舶動平衡及動傾角船舶在動態(tài)外力矩作用下的橫搖過程可分為以下幾個階段：

一、船舶動平衡及動傾角船舶在動態(tài)外力矩作用下的橫搖過程可分為一、船舶動平衡及動傾角船舶在動態(tài)外力矩作用下達(dá)到動平衡的條件為:即外力矩作的功等于穩(wěn)性力矩作的功時，船舶達(dá)到動平衡。在靜穩(wěn)性曲線圖上，表現(xiàn)為面積A等于面積B；兩個面積相等時其右邊界線對應(yīng)橫傾角即為動傾角。

一、船舶動平衡及動傾角船舶在動態(tài)外力矩作用下達(dá)到動平衡的條件二、船舶動穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志

（略）二、船舶動穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志

（略）三、最小傾覆力矩（Mh.min）

1、基本概念SOM′E′=SE′F′N′時對應(yīng)的傾覆力矩（Mh）從動穩(wěn)性要求來考慮，保證船舶不致傾覆的條件應(yīng)為：Mh.min是衡量動穩(wěn)性的參數(shù)。對應(yīng)的動傾角稱為極限動傾角，以表示。F三、最小傾覆力矩（Mh.min）1、基本概念SOM′E′=1、基本概念船舶在動平衡條件下能夠承受的橫傾力矩的極限值以Mh·min表示。衡量船舶動穩(wěn)性的重要指標(biāo)。最小傾覆力矩所對應(yīng)的動傾角稱為極限動傾角，以θd·max表示。不至傾覆的條件是外力矩必須不大于最小傾覆力矩，即Mh≤Mh·min。1、基本概念船舶在動平衡條件下能夠承受的橫傾力矩的極限值2、初始橫搖角及甲板進水角對最小傾覆力矩的修正

根據(jù)《法定規(guī)則》規(guī)定，對圓舭形船舶，在求取最小傾被力矩時，應(yīng)進行船舶初始橫搖角及甲板進水角的修正。1）初始橫搖角由法定規(guī)則提供算式確定。具體與與穩(wěn)性航區(qū)、橫自搖周期、型吃水及重心高度、型寬與船舶類型和毗龍骨等有關(guān)。2）甲板進水角的修正所謂進水角（Angleofflooding）是指船舶橫傾至非水密開口時的橫傾角。穩(wěn)性規(guī)則規(guī)定，當(dāng)船舶橫傾至進水角后，船舶穩(wěn)性將視為完全喪失。因此，在靜穩(wěn)性曲線圖上，以后的曲線下面積將不再計入。注：《穩(wěn)性規(guī)范》最危險海況的定義。2、初始橫搖角及甲板進水角對最小傾覆力矩的修正根據(jù)《法定規(guī)四、動穩(wěn)性曲線1、繪制Md(θ)(或ld(θ))曲線，是靜穩(wěn)性曲線（MS（θ）或GZ(θ)）的積分曲線

四、動穩(wěn)性曲線1、繪制四、動穩(wěn)性曲線2)用途①已知Mh求θd

繪Ah曲線，Ah=Mhθ過θ=57.°3處D作垂線CD,取C′D=Mh,連DC′及OI(即Ah曲線),則OC′與Ad(θ)曲線交點對應(yīng)角即θd

。四、動穩(wěn)性曲線2)用途4．動穩(wěn)性曲線4．動穩(wěn)性曲線四、動穩(wěn)性曲線②求Mhmin和θdmax過O點作Ad曲線的切線OJ，切點H對應(yīng)角為θdmax，OJ為Ah作CD交OJ于C，則CD=Mhmin

四、動穩(wěn)性曲線②求Mhmin和θdmax五、突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力矩

（略）五、突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力矩

（略）總結(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別（1）外力性質(zhì)不同靜穩(wěn)性—船舶在靜態(tài)外力矩作用下的穩(wěn)性，即不考慮船舶的角加速度。動穩(wěn)性—船舶在動態(tài)外力矩作用下的穩(wěn)性，考慮了船舶的加速度和角加速度。（2）平衡條件不同靜穩(wěn)性的平衡條件：傾覆力矩Mh＝復(fù)原力矩MS

動穩(wěn)性的平衡條件：傾覆力矩所作的功等于復(fù)原力矩所作的功總結(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別（1）外力性質(zhì)不同總結(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別（3）表示方法不同表示靜穩(wěn)性的指標(biāo)—復(fù)原力矩表示動穩(wěn)性的指標(biāo)—復(fù)原力矩所作的功

總結(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別（3）表示方法不同總結(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別a、從數(shù)學(xué)上看，動穩(wěn)性曲線是靜穩(wěn)性曲線的積分曲線b、從幾何上看，動穩(wěn)性曲線在某橫傾角處的縱坐標(biāo)，等于靜穩(wěn)性曲線從θ＝0至該橫傾角之間曲線下的面積?？偨Y(jié)：靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性的主要區(qū)別a、從數(shù)學(xué)上看，動穩(wěn)性曲線是靜總結(jié)：靜穩(wěn)性曲線與動穩(wěn)性曲線之間的關(guān)系總結(jié)：靜穩(wěn)性曲線與動穩(wěn)性曲線之間的關(guān)系5．天氣衡準(zhǔn)數(shù)K5．天氣衡準(zhǔn)數(shù)K第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求

我國規(guī)則對船舶狀況及最危險狀況的假設(shè)：1、船舶無航速，水線面始終為一水平面2、船舶受橫浪作用，發(fā)生共振橫搖。當(dāng)搖擺至迎風(fēng)一舷最大擺幅時，突然受到一股強陣風(fēng)作用，而且風(fēng)力達(dá)到船舶在限定航區(qū)可能遇到的最大值。3、船上所有非液體載荷的重心位置在橫搖中固定不變。第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求我國規(guī)則對船舶狀況及最危險狀況的假第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求一、中國船級社《法定規(guī)則》對船舶穩(wěn)性的基本要求1、我國《船舶與海洋設(shè)施法定檢驗規(guī)則》對非國際航行的普通貨船的穩(wěn)性要求（經(jīng)自由液面修正后）（1）初穩(wěn)性高度不小于0.15m即（2）30或甲板進水角處經(jīng)自由液面修正后的復(fù)原力臂值不小于0.20m，即（3）最大復(fù)原力臂對應(yīng)的橫傾角應(yīng)不小于25

，且進水角應(yīng)不小于最大復(fù)原力臂對應(yīng)的橫傾角θs·max；（4）穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)不小于1 即

注：若B/D>2，θsmax可減小δθ

δθ＝20(B/D－2)(K－1)()

其中：當(dāng)B>2.5D時，B＝2.5D；當(dāng)K>1.5時，K＝1.5第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求一、中國船級社《法定規(guī)則》對船舶穩(wěn)性第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求其中：穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K—《規(guī)則》規(guī)定的最小傾覆力矩與《規(guī)則》規(guī)定的風(fēng)壓傾側(cè)力矩之比。 即：①風(fēng)壓力矩或風(fēng)壓力臂的計算其中：AW－－船舶正浮時水線上船體和甲板貨的側(cè)面積投影(m2)；

PW－－單位計算風(fēng)壓(kPa)，根據(jù)ZW和限定航區(qū)查取PW曲線圖；

ZW－－計算風(fēng)力作用力臂(m)，AW的中心至水線的垂直距離。第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求②最小傾覆力臂（矩）的計算（1）橫搖角修正（2）進水角修正第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求②最小傾覆力臂（矩）的計算第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求2、臨界穩(wěn)性高度和臨界重心高度（1）臨界重心高度KGc—特定船舶能夠同時滿足《規(guī)則》規(guī)定的各項穩(wěn)性要求時的最大重心高度。（2）臨界穩(wěn)性高度GMc—特定船舶能夠同時滿足《規(guī)則》規(guī)定的各項穩(wěn)性要求時的最小初穩(wěn)性高度。第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求2、臨界穩(wěn)性高度和臨界重心高度2、臨界穩(wěn)性高度和臨界重心高度

2、臨界穩(wěn)性高度和臨界重心高度

3、穩(wěn)性特殊要求了解：3、穩(wěn)性特殊要求了解：第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求二、國際海事組織（IMO）對船舶穩(wěn)性的建議

1、經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度不小于0.15m2、靜穩(wěn)性力臂曲線下的面積，到橫傾角30為止，不小于0.055米弧度。即

3、靜穩(wěn)性力臂曲線下的面積，到橫傾角40為止，（若進水角小于40，則到進水角為止），不小于0.090米弧度。即

4、靜穩(wěn)性力臂曲線下的面積，30到橫傾角40為止，（若進水角小于40，則到進水角為止），不小于0.030米弧度。即

5、橫傾角30處的靜穩(wěn)性力臂，不小于0.20米，

6、最大復(fù)原力臂對應(yīng)角不小于25，最好達(dá)到30

。即

第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求二、國際海事組織（IMO）對船舶穩(wěn)性二、國際海事組織（IMO）對船舶穩(wěn)性的建議

7、天氣衡準(zhǔn)要求（forL〉24M）（1）船舶受到來自正橫方向的一個穩(wěn)定風(fēng)壓，產(chǎn)生的風(fēng)壓力臂為lw1，產(chǎn)生的船舶靜傾角為θ0。其中Aw—橫向受風(fēng)面積 （m2）Pw—單位計算風(fēng)壓,Pw=0.504PaZw—吃水一半處到A中心間的垂直距離 （m）二、國際海事組織（IMO）對船舶穩(wěn)性的建議

7、天氣衡準(zhǔn)要7、天氣衡準(zhǔn)要求（forL〉24M）（2）假定由于浪的作用，船舶向上風(fēng)搖擺了θ1（計算從略）（3）然后，船舶突然受到一個突風(fēng)風(fēng)壓，其風(fēng)壓力臂為（4）取θ2為進水角θf，50角和曲線與lw2之第二個交角θc中的最小值。（5）面積b應(yīng)不小于面積a7、天氣衡準(zhǔn)要求（forL〉24M）（2）假定由于浪的作用7、天氣衡準(zhǔn)要求（forL〉24M）7、天氣衡準(zhǔn)要求（forL〉24M）第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整一、穩(wěn)性過小或過大對船舶安全的影響穩(wěn)性過小穩(wěn)性過大第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整一、穩(wěn)性過小或過大對船舶安全的影第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整二、船舶初穩(wěn)性高度的實際控制1、初穩(wěn)性高度的上限2、初穩(wěn)性高度的下限三、雜貨船控制穩(wěn)性的經(jīng)驗方法1、底艙貨物重量占航次貨載65%左右2、非底艙貨物占35%左右3、若有甲板貨，重量不超過10%4、若有甲板貨，貨堆高度不超過船寬的1/5~1/65、萬噸級船舶，取4%~5%B6、橫搖周期15-16秒較妥，上下限9秒，20秒第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整二、船舶初穩(wěn)性高度的實際控制

2、保證適宜穩(wěn)性范圍的經(jīng)驗方法二層甲板船，二層艙的裝貨量應(yīng)占全船載貨總重量的35％，底艙占65％；若需裝載部分甲板貨，其重量一般不超過10％，且堆積高度不超過1/5～1/6B。三層甲板船，上二層艙占20％，下二層艙占25％，底艙占55％。2、保證適宜穩(wěn)性范圍的經(jīng)驗方法四、船舶初穩(wěn)性的檢驗

1、航行中的檢驗方法

（1）橫搖周期——船舶橫搖一個全擺程所需要的時間 （s）

（2）船舶橫搖的幾種形式a、強迫橫搖——船舶受周期性的橫浪沖擊而產(chǎn)生的橫搖，其周期等于橫浪的周期。b、自由橫搖——靜水中的船舶受突發(fā)性的橫向外力沖擊而產(chǎn)生的搖擺。（3）船舶自由橫搖周期的計算

四、船舶初穩(wěn)性的檢驗1、航行中的檢驗方法（3）船舶自由橫搖周期的計算

式中， f——根據(jù)B/d確定的系數(shù)

B——型寬 （m）

KG——船舶合重心高度 （m）

GM0——未經(jīng)自由液面修正的初穩(wěn)性高度 （m）（4）利用橫搖周期檢驗船舶初穩(wěn)性的注意事項

a、必須確認(rèn)船舶處于自由橫搖狀態(tài)

b、正確理解船舶橫搖周期的概念（3）船舶自由橫搖周期的計算IMO經(jīng)驗公式IMO經(jīng)驗公式(LBP≤70m)：IMO經(jīng)驗公式IMO經(jīng)驗公式(LBP≤70m)：四、船舶初穩(wěn)性的檢驗2、停泊時的初穩(wěn)性檢驗方法 P——橫向移動載荷的重量（t）

y——橫向移動載荷的距離（m）θ——因載荷橫移而產(chǎn)生的船舶橫傾角。四、船舶初穩(wěn)性的檢驗2、停泊時的初穩(wěn)性檢驗方法 P——橫向四、船舶初穩(wěn)性的檢驗3、觀察船舶的運動特征船舶穩(wěn)性不足的特征：（1）船舶遇到較小的橫風(fēng)時，船身就發(fā)生顯著的傾斜，且橫搖緩慢，待風(fēng)停后才緩緩恢復(fù)正浮。（2）船舶大舵角操舵時發(fā)生明顯傾側(cè)（3）船舶使用一側(cè)油水艙時，船體很快傾向另一側(cè)。（4）使用拖輪協(xié)助作業(yè)時，船體明顯傾斜。（5）甲板上浪或艙內(nèi)進水時，船舶出現(xiàn)一個永傾角。四、船舶初穩(wěn)性的檢驗3、觀察船舶的運動特征五、穩(wěn)性調(diào)整（一）、初穩(wěn)性高度的調(diào)整1、初穩(wěn)性高度的調(diào)整值：δGM＝要求值－初始值2、穩(wěn)性調(diào)整的方法：（1）垂向移動載荷P—移動載荷的重量（t）Z—載荷移動的垂向距離（m），下移為正，上移為負(fù)；五、穩(wěn)性調(diào)整（一）、初穩(wěn)性高度的調(diào)整初穩(wěn)性高度的調(diào)整（2）輕、重貨物等體積對調(diào)其中，PH、PL分別為重、輕貨的重量

SFH、SFL分別為重、輕貨含虧艙的積載因數(shù)；

Z為對調(diào)貨物的重心高度差，重貨下移為正，反之為負(fù)。

初穩(wěn)性高度的調(diào)整（2）輕、重貨物等體積對調(diào)初穩(wěn)性高度的調(diào)整（3）打、排壓載水或加、減載貨物P—加載載荷的重量（t）KP—加載載荷的重心距基線高度（m）初穩(wěn)性高度的調(diào)整（3）打、排壓載水或加、減載貨物（二）、船舶橫傾角的調(diào)整（二）、船舶橫傾角的調(diào)整（二）船舶橫傾角的調(diào)整用壓載或調(diào)整的方法消除ΣPY； 壓載或移動載荷重量：

（二）船舶橫傾角的調(diào)整第八節(jié)船舶穩(wěn)性資料及其應(yīng)用穩(wěn)性報告書(StabilityReport)裝載手冊(LoadingManual)穩(wěn)性及吃水計算書(Trimandstabilitycalculationbook)第八節(jié)船舶穩(wěn)性資料及其應(yīng)用穩(wěn)性報告書(Stability船舶穩(wěn)性資料主要內(nèi)容：

①船舶主要參數(shù)②基本裝載情況穩(wěn)性總結(jié)表③主要使用說明④各種基本裝載情況穩(wěn)性計算⑤液艙自由液面慣性矩表及初穩(wěn)性高度修正說明⑥進水角位置及進水角曲線⑦許用重心高度曲線圖或最小許用初穩(wěn)性高度曲線圖船舶穩(wěn)性資料主要內(nèi)容：

①船舶主要參數(shù)船舶穩(wěn)性資料主要內(nèi)容：⑧其他：船舶靜水力參數(shù)各類艙艙容及其中心坐標(biāo)風(fēng)壓傾側(cè)力臂吃水差表尺橫搖周期與GM的關(guān)系曲線、穩(wěn)性橫交參數(shù)邦金(戎)參數(shù)等資料船舶穩(wěn)性資料主要內(nèi)容：⑧其他：本章小結(jié)本章小結(jié)習(xí)題講解習(xí)題講解thanksthanks此課件下載可自行編輯修改，僅供參考！

感謝您的支持，我們努力做得更好！謝謝此課件下載可自行編輯修改，僅供參考！

感謝您的支持，我們努力第三章-穩(wěn)性分解第三章-穩(wěn)性分解重點和難點重點船舶穩(wěn)性（初穩(wěn)性、大傾角穩(wěn)性和動穩(wěn)性）的表示和核算方法；船舶穩(wěn)性的衡準(zhǔn)要求；船舶穩(wěn)性的檢驗和調(diào)整方法。難點船舶靜穩(wěn)性曲線圖和動穩(wěn)性曲線圖。重點和難點重點教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)船舶穩(wěn)性的基本概念第二節(jié)船舶初穩(wěn)性第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響及計算第四節(jié)船舶大傾角穩(wěn)性第五節(jié)船舶動穩(wěn)性第六節(jié)對船舶穩(wěn)性的要求第七節(jié)船舶穩(wěn)性的檢驗與調(diào)整第八節(jié)船舶穩(wěn)性資料的運用教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)船舶穩(wěn)性的基本概念第三章保證船舶具有適度的穩(wěn)性

第一節(jié)穩(wěn)性的概述船舶穩(wěn)性的定義穩(wěn)性（Stability）——船舶受外力矩作用而發(fā)生傾斜，當(dāng)外力矩消

失以后，船舶所具有的回原來平衡位置的能

力。物理意義：船舶傾斜后具有的復(fù)原力矩(rightingmoment)或力臂

(rightingarm）。第三章保證船舶具有適度的穩(wěn)性第一節(jié)穩(wěn)性的概述穩(wěn)性不足的后果穩(wěn)性不足的后果船舶穩(wěn)性的定義船舶穩(wěn)性的定義一、船舶的三種平衡狀態(tài)

1）重心G在穩(wěn)心M之下，復(fù)原力矩與傾側(cè)力矩反向，正浮時的船舶處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。穩(wěn)心M：正浮時浮力作用線和微傾后浮力作用線的交點一、船舶的三種平衡狀態(tài)1）重心G在穩(wěn)心M之下，復(fù)原力矩與傾一、船舶的三種平衡狀態(tài)2）重心G在穩(wěn)心M之上，復(fù)原力矩與傾側(cè)力矩同向，正浮時的船舶處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。一、船舶的三種平衡狀態(tài)2）重心G在穩(wěn)心M之上，復(fù)原力矩與傾側(cè)一、船舶的三種平衡狀態(tài)3)重心G在穩(wěn)心M重合，復(fù)原力矩等于0，正浮時的船舶處于隨遇穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

一、船舶的三種平衡狀態(tài)3)重心G在穩(wěn)心M重合，復(fù)原力矩等于0船舶平衡的3種狀態(tài)1．穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方復(fù)原力矩MS

為+，MS>02.不穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方復(fù)原力矩

MS

為－，MS<03．隨遇平衡穩(wěn)心M與重心G重合,復(fù)原力矩MS

為0，MS=0船舶平衡的3種狀態(tài)1．穩(wěn)定平衡穩(wěn)心M在重心G上方二、船舶穩(wěn)性的分類

1、按傾斜方向分（1）橫穩(wěn)性（Transversestability）——船舶在橫傾力矩作用下所表現(xiàn)的穩(wěn)性。（2）縱穩(wěn)性（Longitudinalstability）——船舶在縱傾力矩作用

下所表現(xiàn)的穩(wěn)性。2、按外力矩的作用效果分（1）靜穩(wěn)性（Staticalstability）——假設(shè)船舶受外力矩作用只

發(fā)生角位移，而不產(chǎn)生角加速度時的穩(wěn)性。（2）動穩(wěn)性（Dynamicalstability）——考慮到船舶受外力矩作

用不僅產(chǎn)生角位移，而且產(chǎn)生角加速度時的穩(wěn)性。二、船舶穩(wěn)性的分類1、按傾斜方向分三、船舶穩(wěn)性的分類3、按傾斜角大小分（1）初穩(wěn)性（Initialstability）——傾斜角小于15且干舷甲板邊緣開始入水前的穩(wěn)性。（2）大傾角穩(wěn)性（Stabilityatlargeangleofinclination）

——傾斜角大于15或干舷甲板邊緣開始入水后的穩(wěn)性。4、按船艙是否進水分類完整穩(wěn)性（Intactstability）破艙穩(wěn)性（Damagedstability）三、船舶穩(wěn)性的分類3、按傾斜角大小分第二節(jié)初穩(wěn)性

橫穩(wěn)心（Transversemetacenter）M——船舶橫向微幅傾斜后的浮力作用線與正浮時的浮力作用線的交點。

第二節(jié)初穩(wěn)性橫穩(wěn)心（Transversemetace第二節(jié)初穩(wěn)性一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志

第二節(jié)初穩(wěn)性一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志

1.船舶微傾，θ<10～15°2.等容傾斜,即傾斜前后排水量不變3.傾斜軸通過初始水線面的面積中心，即漂心F4.當(dāng)排水量一定時，船舶的穩(wěn)心M點為一定點5.浮心B沿著以穩(wěn)心M為圓心,以穩(wěn)心半徑（橫穩(wěn)心半徑BM

）。

r為半徑的圓弧軌跡移動一、船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)志1.船舶微傾，θ<10～15°復(fù)原力矩與外力矩復(fù)原力矩與外力矩一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志初穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志：初穩(wěn)性高度（Initialstabilityhight）GM一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志初穩(wěn)性大小的基本標(biāo)志：初穩(wěn)性高度（Ini一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志①初穩(wěn)性方程：MS=9.81Δ?GZ=9.81Δ?GMsinθ②衡量標(biāo)志：GM③影響初穩(wěn)性因素：

Δ↗、GM↗→MS↗規(guī)定：與外力矩Mh反向時，MS>0

與外力矩Mh同向時，MS<0一、初穩(wěn)性的基本標(biāo)志①初穩(wěn)性方程：二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式式中：KB——浮心距基線高度（m）

KG0——船舶合重心距基線高度（m）

KM——橫穩(wěn)心距基線高度（m）

BM——橫穩(wěn)心半徑（m）IX——水線面對其縱向中心軸的面積慣性矩（m4）

VM——型排水體積（m3）二、初穩(wěn)性高度GM的表達(dá)式式中：三、初穩(wěn)性高度的求取初穩(wěn)性高度的計算步驟1、求KMa.根據(jù)船舶靜水力性能參數(shù)資料（見教材P16)b.KM=KB+BMKB——浮心距基線高，查靜水力資料2、根據(jù)船舶裝載狀態(tài)計算確定KG0(原理)式中，Pi——船舶各組成部分的重量（包括空船、貨物、航次儲備、船舶常數(shù)） （t）

Zi——Pi相應(yīng)的中心重心距基線高度 （m）

ΣPiZi——垂向重量力矩（9.81kN.m）

三、初穩(wěn)性高度的求取初穩(wěn)性高度的計算步驟1）空船重量及其重心高度的查取

對于某一船舶，空船重量及其重心高度為定值，它們可在船舶穩(wěn)性計算資料中查找。1）空船重量及其重心高度的查取對于某一船舶，空船重量及其重

將均勻貨物（積載因數(shù)SF相同或相近）的體積中心作為貨物重心看待。近似公式計算法

Zi=貨高/2+貨物底端距基線距離估算法平行中體部位的艙室，貨物重心取在貨高的1/2處；首、尾部位的艙室，貨物重心取在貨高的0.54～0.58處。利用艙容曲線圖確定載荷的重心高度2）貨物重心高度Zi的確定將均勻貨物（積載因數(shù)SF相同或相近）的體積中心2）貨物重心高度Zi的確定例題：某輪NO.3底艙裝載五金1600t、800m3，棉織品100t、450m3，日用品120t、552m3；草制品110t、792m3，艙容2710m3。試計算艙內(nèi)各類貨物的重心高度及該艙貨物的合重心高度。Z3Z2Z1草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m2）貨物重心高度Zi的確定例題：草制品日用品棉織品五金7.2第三章-穩(wěn)性分解講課教案課件2）貨物重心高度Zi的確定（1）計算法對于一艙內(nèi)裝載積載因數(shù)差異較大的多種貨物時，用計算法確定各層貨物的重心高度，有利于減小GM值的計算誤差。各層貨物的重心高度可按下式求出：

(3-9)式中：───貨層底面距基線高(m)；───貨層重心系數(shù)，中部貨艙取0.50，首尾部貨艙取0.54-0.58；───貨層高度（m），可由下式求得：

(3-10)其中：───貨層體積（m3）；───該貨艙艙容（m3）；───該貨艙艙高(m)。2）貨物重心高度Zi的確定（1）計算法2）貨物重心高度Zi的確定相同的例題見教材：例3-1：

某船在No.3底艙裝載小五金1600t(S.F=0.50m3/t)、棉織品100t(S.F=4.50m3/t)、日用品120t(S.F=4.60m3/t)及草制品90t(S.F=7.20m3/t)，貨物在艙內(nèi)配置如圖3-3，試計算各貨物重心高度及該艙貨物總重心高度。已知該艙艙容=2710m3，艙高HC=7.2m，雙層底高為l.5m。草制品日用品棉織品五金7.2m1.50m2）貨物重心高度Zi的確定相同的例題見教材：草制品日用品棉織2）貨物重心高度Zi的確定解：1）列表計算貨物重心高度(表3-1)

2）求貨物總重心高度

m2）貨物重心高度Zi的確定解：1）列表計算貨物重心高2）貨物重心高度Zi的確定（2）艙容曲線(或艙容表)查取法對于裝載單一貨種的某些散貨船或雜貨船，船舶資料中提供了各貨艙艙容曲線或艙容表，使用時直接由貨物總體積查出貨物裝艙后的重心高度。圖3-4為某船某一貨艙的艙容曲線。應(yīng)用：根據(jù)貨堆表面高度求貨物所占艙容和貨物重心距基線高；根據(jù)貨物所占艙容求貨物重心距基線高；3）油水重量及其重心高度的確定各油水艙的油水重量及其重心高度可根據(jù)量尺深度查相應(yīng)液艙艙容曲線或艙容表。液艙艙容曲線或艙容表的形式及查取方法與貨艙相同。2）貨物重心高度Zi的確定（2）艙容曲線(或艙容表)查取法（2）艙容曲線(或艙容表)查取法艙容曲線的用法（2）艙容曲線(或艙容表)查取法艙容曲線的用法

例3-2：

某船某航次在大連港計劃裝載如表3-2所列。試求開航時船舶初穩(wěn)性高度GM值。（講解）例3-2：

某船某航次在大連港計劃裝載如表3-2所雜貨船多利用近似公式計算法或估算法散貨船多利用艙容曲線圖法集裝箱船我國規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的一半處；德國等歐美國家規(guī)定：每只集裝箱的重心取在箱高的45％處。雜貨船總結(jié)1）雜貨船貨艙內(nèi)貨物合重心高度的Z確定（1）理論 （2）實際不滿艙取總體積中心，滿艙取艙容中心

問題：有無誤差？為什么允許該誤差實用，偏于安全總結(jié)1）雜貨船貨艙內(nèi)貨物合重心高度的Z確定總結(jié)2）對于集裝箱船，取集裝箱高度的0.5(我國)或0.45（IMO）作為單個集裝箱的重心高度。求取某一行位集裝箱的合重心高度。以行位為集裝箱的基本計算單位求取集裝箱的合重心高度。3）對于干散貨船和液體散貨船，根據(jù)艙內(nèi)貨物的總體積利用艙容曲線圖確定艙內(nèi)貨物的合重心高度，進而求取全船貨物的合重心高度。其它載荷重心位置的確定：固定儲備量和船舶常數(shù)的重心位置根據(jù)船舶資料確定。燃油、淡水等可變儲備量的重心位置可以根據(jù)船舶資料取相應(yīng)液艙的艙容中心，也可根據(jù)相應(yīng)液艙的艙容曲線圖確定。總結(jié)2）對于集裝箱船，取集裝箱高度的0.5(我國)或0.45補充例題某輪空船排水量為5000t，裝貨10000t，燃油1500t，淡水300t，備品10t，船舶常數(shù)180t，裝載后全船垂向總力矩136600.0t·m，KM=8.80m，裝貨后船舶的初穩(wěn)性高度值GM為多少米？補充例題某輪空船排水量為5000t，裝貨10000t，燃油1擴展：船舶初穩(wěn)性高度應(yīng)取適宜值穩(wěn)性高度與初穩(wěn)性好壞關(guān)系穩(wěn)性高度與搖擺性關(guān)系營運中控制初穩(wěn)性高度原則船舶重心高度值與船舶初穩(wěn)性關(guān)系貨物移動對重心位置的影響貨物裝卸對重心高度的影響平行移動原理平行移動原理解釋吃水變化浮心移動方向擴展：船舶初穩(wěn)性高度應(yīng)取適宜值三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響船舶橫傾時因液體橫移而產(chǎn)生的自由液面傾側(cè)力矩為

其中：Mf.s——單個液艙的自由液面傾側(cè)力矩（9.81KN.m）ρ——液體密度 （g/cm3）ix——液體表面對其本身中心軸的面積慣性距（m4）三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響船舶橫傾時因液體橫移而產(chǎn)生的自三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面對船舶初穩(wěn)性高度的修正δGM的幾個特點（1）與Δ呈反比（2）與存在自由液面的液艙個數(shù)有關(guān)（3）與ix呈正比，而ix與b3呈正比（4）與艙內(nèi)液體密度成正比（5）與液體體積、液艙位置、液體深度無關(guān)三、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面對船舶初穩(wěn)性高度的修正四、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面慣性矩的計算（1）等腰梯形液艙（2）等腰三角形液艙（3）矩形液艙四、自由液面對船舶初穩(wěn)性的影響自由液面慣性矩的計算思考橫向分艙如何減少ix沿橫向?qū)⒁号搉等分，自由液面慣性矩可減少到原來的1/n2

；減少了n2-1/n2如果縱向呢？？思考橫向分艙如何減少ix例題3-3

例題3-3第三章-穩(wěn)性分解講課教案課件減小自由液面對船舶穩(wěn)性影響的措施：1)減小液艙（柜）的寬度。設(shè)置水密縱隔壁

2)液艙應(yīng)盡可能裝滿（？）或留出空艙（？）。如無可能，盡量用較小

艙室作部分裝載艙。3)在可能的情況下，應(yīng)集中逐艙使用油水，盡量將每個液艙的油水用完

再換另一艙。4)合理安排使用壓載水艙。如需利用壓載水調(diào)整船舶橫傾或吃水差，應(yīng)

將計劃壓載的水艙注滿，不要每個艙都注入部分壓載水。5)保持甲板排水孔暢通。6)對排水量較小的船舶，更應(yīng)注意自由液面對穩(wěn)性的影響。減小自由液面對船舶穩(wěn)性影響的措施：1)減小液艙（柜）的寬度。第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響一、載荷移動

1、單一船內(nèi)重物垂移

P—移動載荷的重量（t）Z—載荷移動的垂向距離（m）上移為正，下移為負(fù)；公式推導(dǎo)：平行力移動原理公式運用：（略）舉例：（略）注意：只改變重心高度（穩(wěn)性）不改變浮態(tài)（傾斜度）第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響一、載荷移動第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響2、單一船內(nèi)重物水平移動

（平行移動原理推導(dǎo)）P——橫向移動載荷的重量（t）y——橫向移動載荷的距離（m）θ——因載荷橫移而產(chǎn)生的船舶橫傾角。公式分析：（略）在實際工作中的運用：（略）第三節(jié)載荷變動對穩(wěn)性的影響2、單一船內(nèi)重物水平移動2、單一船內(nèi)重物水平移動力矩平衡原理推導(dǎo)公式注意：只改變浮態(tài)（傾角），不改變初穩(wěn)性高度2、單一船內(nèi)重物水平移動力矩平衡原理推導(dǎo)公式回顧《船舶原理》練習(xí)題6.某船正浮時初穩(wěn)性高=0.6m，排水量=10000t,把船內(nèi)100t貨物向上移動3m,再橫向移動10m,求貨物移動后船的橫傾角。7.某船有初始橫傾角=2°36＇,現(xiàn)將重量為3%排水量的貨物橫向移動,使船復(fù)原到正浮位置。已知船的初穩(wěn)性高=1.30m,求貨物移動的距離?；仡櫋洞霸怼肪毩?xí)題6.某船正浮時初穩(wěn)性高=0.6m，排水二、重量增減

1、重量大量增減

（1）求載荷變動后的排水量設(shè)船舶原排水量為Δ，原重心距基線高度為KG，則載荷變動后的排水量為

（2）根據(jù)載荷變動后的排水量Δ1查表確定新的橫穩(wěn)心距基線高度KM1

（3）計算確定載荷變動后的船舶合重心高度KG1。

（4）計算載荷變動后的初穩(wěn)性高度

二、重量增減1、重量大量增減二、重量增減2、重量少量增減（P<10%Δ）假設(shè)δKM＝0，即KM不變，則其中：P——加載重量（t）KG1——加載前船舶重心高度（m）ZP——加載載荷的重心高度（m）二、重量增減2、重量少量增減（P<10%Δ）公式運用及分析P裝載為+，卸載為-裝甲板貨？貨艙裝貨？加壓載水？公式運用及分析例題已知Δ=1873t,KGo=7.81m,GM=1.09m,dm=8.82m，P=300t,Kp=11.42m,TPC=25.41t/cm求GM1解：δGM=

GM1=1.09-0.06=1.03m

例題已知Δ=1873t,KGo=7.81m,GM=1.0三、貨物懸掛1、懸掛載荷的傾側(cè)力矩2、懸掛載荷對船舶初穩(wěn)性的影響l——懸掛長度（m）P——懸掛載荷重量（t）m----虛重心討論及分析三、貨物懸掛1、懸掛載荷的傾側(cè)力矩注意lZ

為懸掛貨物重心到懸掛點m的距離,與吊貨索長度無關(guān)所以懸掛貨物時，穩(wěn)性和傾角與吊貨索長度無關(guān)，與lZ有關(guān)對穩(wěn)性的影響：δGM=P（Z1-Z2）/Δ對橫傾角的影響：tgθ=P（Y2－Y1）/Δ（GM+δGM）舉例：注意lZ為懸掛貨物重心到懸掛點m的距離,與吊貨索長度船舶載荷垂直移動時，下列

將發(fā)生變比。

A．船舶浮心B．船舶穩(wěn)心C．