船舶性能计算 * 船舶性能计算 * 船舶性能计算 船舶性能计算 * 船舶性能计算 五、动稳性 项目四大倾角稳性 * 一、静稳性（复习） 外力矩非常缓慢作用在船上，船舶倾斜角速度很小可认为等于零。当外力矩MH与复原力矩MR相等时，船舶平衡于静倾角Φ1。 我们称此力矩为静倾力矩，对船舶的作用称为静力作用，船舶产生倾斜为静力倾斜。此时船舶的稳性称为静稳性，船舶的静稳性可以用复原力矩MR来表示。 一、动稳性的概念 静稳性主要是研究力矩平衡问题。 二、动稳性 但是，实际上船舶在航行时，经常受到外力矩MH（阵风的突然吹袭、海浪的猛烈冲击等）的突然作用，船舶很快倾斜并具有一定的角速度（角速度比较明显），当MR＝MH时，船舶由于惯性并不会在静倾角Φ1 处停止倾斜。 如果外力矩突然作用在船体上，并持续作用，船的横倾角速度不再是可忽略的小量，这时船舶的运动与稳性完全不同于静稳性。 倾斜力矩突然作用于船，使船舶倾斜有明显角速度时的稳性称为动稳性。我们称此力矩为动倾力矩，对船舶的作用称为动力作用，船舶产生倾斜为动力倾斜。 问题： 类似于静稳性，动稳性是否存在所谓的动倾角和动稳性曲线？动稳性有什么来表示?动稳性主要是研究力矩平衡问题吗？ 如图所示，动倾力矩MH突然作用于船上，使船迅速产生动力倾斜，船舶的运动情况如下： 1、Φ在0～Φ1之间时，由MH＞MR，船加速倾斜。 2、Φ＝Φ1时，MH＝MR，合外力矩已不能使船继续倾斜，但船舶具有一定的动能，由于惯性将继续倾斜。 3、Φ在Φ1～Φd之间时，MH＜MR，船减速倾斜。 4、Φ=Φd时，角速度减为零，即船停止倾斜。但MH＜MR，船开始复原。 二、船舶动力倾斜的运动分析 5、Φ在Φd～Φ1之间时，MH＜MR ，船加速回复。 6、Φ＝Φ1时，MH＝MR，合外力矩已不能使船继续复原，但船舶具有一定的动能，由于惯性将继续回复。 7、Φ在Φ1～0之间时，MH＞MR，船减速回复。 8、Φ＝0时，船舶复原速度减为零而停止复原。但这时，外力矩MH的存在又使船产生倾斜。 如果外力矩MH不消除，船舶将在倾角0至Φd之间绕Φ1往复摆动，但由于水和空气阻力的作用，船的摆动角度逐渐减小，最后将平衡于静倾角Φ1处。 动稳性主要是研究能量的转换与平衡问题。 一、动倾角 从上述运动过程分析可知，船舶在动倾力矩MH动力作用下，当MH＝MR时船舶仍将继续倾斜，直至Φd时才开始回复，倾斜所产生的最大横倾角Φd称为动倾角。 显然动倾角比静倾角大得多。 三、动倾角和动稳性曲线 船在动倾力矩的动力作用下，船舶倾斜具有一定的角速度，只有当外力矩所作的功完全由复原力矩所作的功抵消时，船的角速度才变为零而停止倾斜，此时船的横倾角度为动倾角Φd。 小结： 1）动倾角Φd的含义： A、几何关系：是船在动倾力矩作用下的最大横倾角（最危险角度）。 B、运动关系：是船在动倾力矩作用下，倾斜角速度减为零、停止倾斜开始回复时的横倾角。 C、功能关系：是动倾力矩与复原力矩所作功代数和为零时的横倾角。 D、图形关系：也是图示两块阴影部分面积相等时的横倾角。 2）因为动稳性中，当动倾力矩与复原力矩所作的功代数和为零时，船舶角速度才变为零而停止倾斜，船舶横倾到最危险角度，因此动稳性可用复原力矩对船所作的功TR来表示。 静稳性的衡量指标：回复力矩。 动稳性的衡量指标：回复力矩对船所作的功。 动稳性主要是研究能量的转换与平衡问题。 二、动稳性曲线 当船舶横倾至Φ时，复原力矩所作的功，令，则 。 和称为动稳性曲线，即动稳性曲线是船舶在排水量和重心 高度一定时，动稳性臂（或 回复力矩对船作的功）随横 倾角的变化规律曲线）动稳性曲线是相应静 稳性曲线）动稳性曲线的几何特征。 END 船舶性能计算 * 船舶性能计算 * 船舶性能计算 船舶性能计算 * 船舶性能计算

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