工学]第7章 静水剪力与弯矩计算

　　船舶总体上是平衡的。但是单位长度上，重量和浮力分布不完全相同，存在差额，该差额引起船舶的静水剪力和弯矩。

　　重心不变——保持纵向坐标不变，要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项的重量的重心坐标相等

　　已知技术资料：船舶的重量重心、静水力曲线）由计算工况，确定船舶的型排水体积

　　如果上式不满足，说明船舶处于不平衡状态，需要调整首尾的吃水，调整船舶浮心的纵向位置。

　　由型排水体积，查处dm计算排水体积、纵向坐标,漂心,水线面面积A、纵稳心M半径、浮心高度和浮心纵向位置。

　　平均吃水时，浮心离开重心向尾部一定距离，为使船舶平衡，浮心需要向船首移动，即加大船首吃水，减小船尾吃水。

　　当上述条件不满足时，说明船舶仍未达到受力和力矩的平衡，继续改变首尾吃水，进行调整。

　　如果V0大于V1，则船舶需要增加吃水，加大排水量才能平衡；如果V0小于V1，则船舶需要减小吃水，减小排水量才能达到平衡。

　　浮力曲线应该包括外板排水量和考虑海水密度。检查载荷曲线，确定船舶是否达到真正的平衡状态。

　　2）弯矩曲线上任意点的斜率，等于该剖面的剪力，因此弯矩最大剖面，剪力为零；

　　原因：由于采用数值计算方法，出现累积误差，导致20#站剖面的剪力和弯矩不为零，但是一般满足下列误差条件：

　　长方形浮码头，长20m，宽5m，深3m，空载时吃水1m（淡水）。当中部8m范围内承受均布载荷时，吃水增加到2m。假定船体质量沿船长均匀分布，试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力及弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩值。

　　2、波浪参数的确定（1）波形：二维坦谷波（2）特点：波峰较陡，波谷平坦，关于波轴线）波长的确定原则

　　在邦戎曲线上作出坦谷波形，得到各站吃水，便可以确定各个站的横剖面浸水面积。

　　在实际船舶上绘制坦谷波形，将船舶分成为20站段，由于波形对称，只须画出0站~10站。表1-3中，给出了绘制坦谷波形的方法。先确定比值

　　由表1-3，求出各个站波面高度，得到各个横剖面的浸水面积。于是可以得到波浪中的浮力曲线。

　　波浪附加弯矩：由单位长度上波浪浮力和静水浮力之差所引起的弯矩，称为波浪附加弯矩。

　　建立方程求出 、 。采用 麦卡尔(Muckle)方法确定船舶在波浪上的平衡位置。

　　麦卡尔方法的适用条件：1）船舶无横倾；2）水线附近舷侧为直壁，以便保证在水线附近吃水改变时，横剖面面积线、采用麦卡尔方法纵倾调整的步骤

　　为了确定平衡时的真实波面，需要作出 辅助波面 。 真实波面包含在参考波面和辅助波面之间。平行于参考波面做辅助波面，取辅助波面到参考波面之间的距离为 。

　　船中在波峰：船舶上升，摆脱部分排水量，真实波面应该位于参考波面以下，辅助波面在参考波面以下；

　　船中在波谷：船舶下沉，增加排水量，真实波面应该位于参考波面以上，辅波面位于参考波面以上。

　　考虑波谷在船中。对于距离尾部第i 站，设真实波面升高 ，即吃水增加 。设真实波面下的横剖面浸水面积为 ，则有