浙江海洋学院船舶静水力性能及稳性计算

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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计成果说明书题 目： 船舶静水力性能及稳性计算学生姓名： 学 号： 学 院： 船舶与建筑工程学院 班 级： 指导教师： 浙江海洋学院教务处2012年 12月 25 日浙江海洋学院课程设计成绩评定表2012 2013 学年 第 一 学期学院 东科 班级 C10船舶2班 专业 船舶 学生姓名(学 号) 李灵棋课程设计名 称船舶静水力性能及稳性计算题 目课程设计指导教师评语指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩小组教师签名： 年 月 日船舶静力学课程设计指导书一、设计目的船舶静力学是船舶与海洋工程专业的一门重要专业课，在课程中学习船体几何形体的表达方法；学习船舶

2、安全漂浮水面保持一定稳性和浮态的基本原理和计算方法以及抗沉性能的研究。根据教学大纲要求的重点内容，本课程设计包括两方面内容：一是运用所学基本方法和知识完成某一条船的静水力性能计算并绘制出静水力曲线图，使学生在了解和掌握基本原理的前提下实践计算流程；二是采用变排水量法计算并完成某一条船的静、动稳性曲线绘制。通过该课程设计环节达到对课程重点内容的消化和吸收，提高学生的工程技术素养，为后续课程学习和今后从事船舶设计、建造和开发等科研工作打下结实的理论基础。注：第一部分内容大部分学生完成，第二部分内容指定学生完成。 1班10，2班12二、内 容1、静水力性能计算。依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任

3、务：选取合适方法计算并绘制浮性和稳性曲线包括：专心-专注-专业(1) 型排水体积曲线(2) 排水量曲线(3) 浮心纵向坐标xB曲线(4) 浮心垂向坐标zB(或KB)曲线(5) 水线面面积Aw曲线(6) 漂心纵向坐标xF曲线(7) 每厘米吃水吨数TPC曲线(8) 横稳心半径BM曲线(9) 纵稳心半径BML曲线(10) 每厘米纵倾力矩MTC曲线(11) 水线面系数CwP曲线(12) 中横剖面系数CM曲线(13) 方形系数CB曲线(14) 棱形系数CP曲线2、依据提供的船型图纸资料，完成以下设计任务：采用变排水量计算法计算并绘制设计排水量时对应的静、动稳性曲线，计算后得出稳性衡准数K值。三、要 求1

4、静水力性能采用excel 电子表格计算，静水力曲线图用AUTOCAD在计算机上完成。2采用电子表格进行变排水量法计算，乞氏剖面及水线、横截曲线、稳性曲线均用AUTOCAD在计算机上完成。3设计结果要求输出打印，按规定格式，以A4幅面整理成设计说明书。内容包括船型和14条静水力曲线数据的直接计算表格及所绘制静水力曲线图；横截曲线、稳性曲线的直接计算表格及所绘制曲线；设计后的总结与感想等。文本书写工整划一，言语规范，绘图标准。4所有设计相关计算表格及数据、曲线汇总于课程设计电子稿版本中与设计说明书一并提交。四、时 间周（2012-12-17到2012-12-21）,各班班长于21日下午17:00前

5、收齐上交。五、型船资料设计船型线图、总布置图等六、其 他如发现设计数据、图纸存在雷同，设计作废并重新就其他船舶完成相关设计，课程设计成绩计算基准减半。以下为成果说明书基本格式，正文字体：宋体，字号：小四，行间距：18磅。内容见推荐目录。摘要 静水力图全面表达了船舶在静止正浮状态下浮性和稳性要素随吃水而变化的规律。静、动稳性曲线是为了反映船舶在大倾角的状态下受到的力矩，以及倾斜力矩所做的功。这两张图反映了船舶的性能以及安全性，是非常重要的两张图。关键词： 静水力图、曲线目录：（参考）一、封面1二、浙江海洋学院课程设计成绩评定表2三、任务书3四、摘要5五、目录6六、正文（一）静水力计算1、船型、主

6、尺度及计算方法72、计算列表汇总73、曲线绘制8（二）稳性校核1、船型、主尺度及计算方法92、剖面定位及计算列表汇总93、稳性横截曲线104、静稳性曲线105、动稳性曲线11（三）设计总结分析12（四）参考文献13绘制静水力曲线的船，其垂线间长为92.3m，船体型宽为15.8m，型深7.4米，设计吃水5.9m，排水量7089.92t，方形系数0.796。首先，通过读取船的型值表，得到500WL，1000WL，1500WL，2000WL，3000WL，4000WL，5000WL，6000WL，7000WL。这些水线在各站线上的型值，将它们填入excel表格，通过梯形法计算出各水线面的面积Aw，并

7、注意进行端点修正。在表格中，通过公式，我们可以得到水线面面积对船中的静矩，通过各水线面对中站的静矩除以水线面面积便得到各水线面的漂心Xf。通过静矩的值，可以得到船体水线面对通过船中的横轴的纵向惯性矩，减去XfAw的积便得到水线面对于通过漂心的横向轴的纵向惯性矩IL。通过半宽，求横向惯性矩It。然后，由于知道各水线面面积以及各水线之间的间距，通过表格中相邻水线面面积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各水线面下的排水体积，并求得排水量。在知道漂心位置Xf和水线面面积Aw后，我们通过各水线的Xf与Aw的乘积的成对和的自上至下的和与水线之间的间距的积求出各各水线面下的排水体积的浮心纵向坐标

8、Xb。而浮心的垂向坐标Zb我们可以通过各水线面对基平面的静矩值利用与计算浮心纵坐标相同的方法求得。在上面计算中，已得到IL和It和排水体积，我们便可以通过公式得到各水线面的纵、横惯性矩除以各水线下的排水体积得到横、纵稳心半径BM和BML。最后利用水线面每厘米纵倾力矩MTC，水线面系数Cwp，每厘米吃水吨数TPC，方形系数Cb，棱形系数Cp，中横剖面系数Cm的公式求得这些系数值。有关公式：序号名称公式单位表号1水线面面积AW=2Lm2表2漂心纵向坐标XF=LV/m表3排水体积=d/2(V)m3表4排水量t表5每厘米吃水吨数TPC=AW/100t/cm表6浮心纵向坐标XB=d()/(2)m表7浮心

9、垂向坐标ZB=KB=di-d()/（2）m表8水线面面积横向惯性矩IT=2/3Lm4表9水线面面积纵向惯性矩IL=2(L)3-AWxF2m4表10横稳心半径BM=IT/m表11纵稳心半径BML=IL/m表12每厘米纵倾力矩MTC=BML/(100L)tm表13水线面面积系数CWP=AW/(LB)表14船中横剖面面积系数CM=AM/(Bd)表15方形系数CB=/(LBd)表16菱形系数CP=CB/CM表水线号0d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号水线半宽（m)面矩乘数惯矩乘数面矩函数（)()惯矩函数（）（）水线半宽立方（m3)0-0.1

10、-101001-10-0.001 10.204-981-1.83616.5240.008 20.546-864-4.36834.9440.163 31.369-749-9.58367.0812.566 43.3-636-19.8118.835.937 55.575-525-27.875139.375173.274 66.656-416-26.624106.496294.876 76.74-39-20.2260.66306.182 86.74-24-13.4826.96306.182 96.74-11-6.746.74306.182 10 6.740000306.182 116.74116.74

11、6.74306.182 126.742413.4826.96306.182 136.743920.2260.66306.182 146.7441626.96107.84306.182 156.7452533.7168.5306.182 166.25563637.53225.18244.727 174.81874933.726236.082111.841 182.70186421.608172.86419.705 190.559814.9544.550.166 20-0.41510100-4.15-41.5-0.071 总和92.119 0770.000 64.238 1575.456 3638

12、.830 修正值-0.258 修正后92.377 计算公式Aw=2L() 计算结果852.635 0.585 3.209 .758 11196.679 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号500d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号 水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数 面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方 （m3）0-0.212-101002.120 -21.200 -0.010 10.468-981-4.212 37.908 0.103 21.46-864-11.680 93.440 3.112 33.171-749-

13、22.197 155.379 31.885 45.305-636-31.830 190.980 149.299 56.818-525-34.090 170.450 316.936 67.426-416-29.704 118.816 409.510 77.426-39-22.278 66.834 409.510 87.426-24-14.852 29.704 409.510 97.426-11-7.426 7.426 409.510 10 7.426000.000 0.000 409.510 117.426117.426 7.426 409.510 127.4262414.852 29.704

14、409.510 137.4263922.278 66.834 409.510 147.42641629.704 118.816 409.510 157.426 52537.130 185.650 409.510 167.02163642.126 252.756 346.096 175.81674940.712 284.984 196.731 183.92886431.424 251.392 60.606 191.87798116.893 152.037 6.613 200.200 101002.000 20.000 0.008 总和110.112077068.396 2219.336 5206

15、.482 修正值-0.006 修正后110.118 计算公式 计算结果1016.389 0.697 2.866 .654 16020.345 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号 水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方 （m3）0-0.287-101002.870 -28.700 -0.024 11.029 -981-9.261 83.349 1.090 22.976 -864-23.808 190.464 26.357 35.168 -749

16、-36.176 253.232 138.028 46.948 -636-41.688 250.128 335.413 57.731 -525-38.655 193.275 462.069 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.8

17、00 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.741 63646.446 278.676 463.865 176.820 74947.740 334.180 317.215 185.089 86440.712 325.696 131.795 192.900 98126.100 234.900 24.389 200.695 101006.950 69.500 0.336 总和125.81077060.

18、730 2856.200 6830.921 修正值0.204修正后125.606计算公式 计算结果1159.343 0.795 2.231 .023 21018.745 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号 水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方（m3）0-0.441-101004.410 -44.100 -0.086 11.029-981-9.261 83.349 1.090 22.976-864-23.808 190.464 26.357

19、35.168-749-36.176 253.232 138.028 46.948-636-41.688 250.128 335.413 57.731-525-38.655 193.275 462.069 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.9-39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415

20、.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.74163646.446 278.676 463.865 176.8274947.740 334.180 317.215 185.08986440.712 325.696 131.795 192.998126.100 234.900 24.389 201.4451010014.450 144.500 3.017 总和126.41 0 77069.77

21、0 2915.86833.541 修正值0.502 修正后125.904 计算公式 计算结果1162.094 0.797 2.557 .030 21026.805 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号 水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方（m3）0-0.543-101005.430 -54.300 -0.160 11.452-981-13.068 117.612 3.061 23.825-864-30.600 244.800 55.962 3

22、5.944-749-41.608 291.256 210.008 47.352-636-44.112 264.672 397.390 57.834-525-39.170 195.850 480.785 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 24

23、15.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.81763646.902 281.412 477.662 177.09474949.658 347.606 357.004 185.4886443.840 350.720 164.567 193.22898129.052 261.468 33.636 202.0341010020.340 203.400 8.415 总和130.517077066

24、.1643175.9967118.719 修正值0.7455修正后129.7715计算公式 计算结果1197.791 0.821 2.353 .089 21904.299 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号 水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方（m3）0-0.601-101006.010 -60.100 -0.217 12.21-981-19.890 179.010 10.794 24.67-864-37.360 298.880 101.8

25、48 36.528-749-45.696 319.872 278.189 47.509-636-45.054 270.324 423.396 57.873-525-39.365 196.825 488.001 67.9-416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.90

26、0 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.86563647.190 283.140 486.515 177.27574950.925 356.475 385.034 185.80286446.416 371.328 195.314 193.47298131.248 281.232 41.854 202.1341010021.340 213.400 9.718 总和133.7370

27、77055.264 3381.886 7350.835 修正值0.767 修正后132.971 计算公式 计算结果1227.318 0.842 1.918 .769 22618.521 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方 （m3）02.536-10100-25.360 253.600 16.310 13.413-981-30.717 276.453 39.757 25.524 -864-44.192 35

28、3.536 168.563 37.011 -749-49.077 343.539 344.620 47.745-636-46.470 278.820 464.584 57.892 -525-39.460 197.300 491.543 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.90

29、0 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.8963647.340 284.040 491.169 177.43274952.024 364.168 410.504 186.09286448.736 389.888 226.089 193.65798132.913 296.217 48.907 202.2121010022.120 221.200 1

30、0.823 总和140.40407707.357 3930.261 7643.258 修正值2.374 修正后138.030 计算公式 计算结果1274.017 0.874 0.246 .840 23518.304 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方 （m3）06.621-10100-66.210 662.100 290.249 14.663-981-41.967 377.703 101.390 26.2

31、87-864-50.296 402.368 248.502 37.343 -749-51.401 359.807 395.932 47.848 -636-47.088 282.528 483.367 57.900 -525-39.500 197.500 493.039 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 10 7.900 000.000 0.000 493.039 11

32、7.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.963647.400 284.400 493.039 177.59174953.137 371.959 437.418 186.40486451.232 409.856 262.636 193.90998135.181 316.629 59.731 202.2091010

33、022.090 220.900 10.779 总和147.6750770-47.922 4557.250 8206.473 修正值4.415 修正后143.260 计算公式 计算结果1322.290 0.907 -1.544 .752 25251.316 表 Aw,xF,IT,IL,CWP计算表水线号1000d=5.900mL=4.615m2/3L=3.077m2(L)3=196.5826m3横剖面站号水线半宽 （m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）（）惯矩函数（）（）水线半宽立方 （m3）08.249-10100-82.490 824.900 561.311 15.802-981-52.218

34、469.962 195.314 26.914 -864-55.312 442.496 330.513 37.638 -749-53.466 374.262 445.594 47.887 -636-47.322 283.932 490.609 57.900 -525-39.500 197.500 493.039 67.900 -416-31.600 126.400 493.039 77.900 -39-23.700 71.100 493.039 87.900 -24-15.800 31.600 493.039 97.900 -11-7.900 7.900 493.039 107.900 000.

35、000 0.000 493.039 117.900 117.900 7.900 493.039 127.900 2415.800 31.600 493.039 137.900 3923.700 71.100 493.039 147.900 41631.600 126.400 493.039 157.900 52539.500 197.500 493.039 167.963647.400 284.400 493.039 177.75874954.306 380.142 466.927 186.746 86453.968 431.744 307.000 194.27498138.466 346.1

36、94 78.073 202.0221010020.220 202.200 8.267 总和152.090770-76.448 4909.232 8800.077 修正值5.136 修正后146.955 计算公式 计算结果1356.390 0.930 -2.401 .612 27077.837 表 ,，CB,TPC计算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5mw=1.025t/cm水线号Ti (m)Awi (m2)成对和自上至 下之和 i=w() (t)LBTi 00853.55808.10.51016.3891869.9471869.947467.48675479.729.170.10.21

37、1159.3432175.7324045.6791011.419751036.1458.340.11.321162.0942321.4376367.1162172.138252226.2916.680.11.431197.7912359.8858727.0013352.080753435.4375.020.12.541227.3182425.10911152.114564.635254678.5833.360.12.651274.0172501.33513653.4455815.302755960.7291.70.13.761322.290 2596.30716249.7527113.4562

38、57291.8750.040.13.871356.390 2678.6818928.4328452.796258664.10208.380.13.表 xB计算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5m水线号Awi(m2)xFi(m)()()成对和自上至下之和i(m3)0853.5583.2092739.11016.3892.8662912.5652.5652.467.486753.21159.3432.2312586.5499.11151.50361011.419752.31162.0942.5572971.5557.16709.472192172.138253.41197.7912.353

39、2818.5789.22499.348783352.080753.51227.3181.9182353.5172.27671.746924564.635253.61274.0170.246313.2667.30339.151035815.302752.71322.290 -1.544-2041.61576-1728.28610.943457113.456252.81356.390 -2.401-3256.69239-5298.3081523312.63538452.796251.表 KB（xB）计算表d=0.5或1md/2=0.25或0.5m水线号i(m3)成对和自上至下之和di(m)zBi=

40、()-() (m)01467.48675467.48675467.486750.250.50.2521011.419751478.90651946.393250.10.32172.138253183.5585129.951251.20.43352.080755524.21910654.170251.31.54564.635257916.71618570.886252.41.65815.3027510379.93828950.824252.52.77113.4562512928.75941879.583252.63.88452.7962515566.252557445.835753.73.表 B

41、M，BML，MK(ZM)，KML(ZML)计算表水线号i (m3)ITi(m4)ILi(m4)ZBi(m)ZMi=()+() (m)ZMLi=()+() (m) 011196.679.7581467.4867516020.345.65434.915.0.2534.915.21011.4197521018.745.02320.549.0.21.549.32172.1382521026.805.039.260.0.10.261.43352.0807521904.299.0896.184.1.7.185.54564.6352522618.521.7694.144.1.6.146.6224265815

42、.3027523518.304.844.132.2.6.135.77113.4562525251.316.7523.125.3.6.128.88452.7962527077.837.6123.113.3.6.116.表 MTC计算表水线号 ()()L(m)086.5571467.48675915.65490.34547.21011.41975549.02391.52560.32172.13825260.030192.78960.43352.08075184.089293.33766.54564.63525144.768993.43270.65815.30275132.839797.60979.

43、77113.45625125.752396.64792.88452.79625113.611695.685100.表 CM,CP计算表水线号中横剖面半宽（m）成对和自上至下之和 BdiCBi 06.74-0-17.42614.16614.1667.083 7.900 0.897 0. 0. 27.8115.23629.40214.701 15.800 0.930 0. 0. 37.900 15.7145.11230.411 31.600 0.962 0. 0. 47.900 15.800 60.91246.211 47.400 0.975 0. 0. 57.900 15.800 76.7126

44、2.011 63.200 0.981 0. 0. 67.900 15.800 92.51277.811 79.000 0.985 0. 0. 77.900 15.800 108.31293.611 94.800 0.987 0. 0. 87.900 15.800 124.112109.411 110.600 0.989 0. 0. 设计总结：通过本次课程设计首先使我们更进一步的掌握Auto CAD 的应用，更重要的是对船舶静力学有了更深入的了解。在了解和掌握基本原理的前提下，通过实践计算绘图达到对课程重点内容的消化和吸收，这使我们的工程技术素养得到了提高，并为后续课程学习和今后从事船舶设计、建造和开发等科研工作打下结实的理论基础。 在图形的输出上也遇到了不少困难，虽然过程烦琐，但结果令人欣慰。工作的严谨性需要在以后的生活和工作中保持下