船舶下水计算

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 船舶下水计算,6-1,概 述,6-2,下水阶段的划分,6-3,下水曲线计算,6-4,滑道压力的计算,1,6-1,概 述,一、下水定义,船舶在船台上或船坞内建造到一定程度后便可下水，即将原在船台上或船坞内呈支撑状态的船进入水中呈漂浮状态。,二、,下水方式,1,、起重机吊,：小船造好后可以用起重机把它吊到水中,2,、造船坞下水,：船在船坞内建造，造好后向船坞内放 水使船浮起再拖到船坞外的水域中。造船坞是目前解决大型船舶建造和下水的较好设施，适合于水位落差不大的地区（如沿海）。,2,3,3,、船台重力下水,：即船舶在本身重力的作用下沿船台倾斜滑道滑入水中，是常用的下水方法。主要包括纵向下水和横向下水两种。,（,1,）纵向下水,：船体的中纵剖面平行于滑道运动。如川东厂的纵向楔形小车。,（,2,）横向下水,：船体的中横剖面平行于滑道运动。如东风厂的横向梳式滑道下水。,鉴于我国各主要船厂普遍采用纵向下水方式，故在本章中只限于讨论船舶纵向下水的计算。,4,5,6,滑道通常采用两条，其中心线之间的距离约为船宽的,。滑道坡度,一般取为 ，其具体数值视船的大小而定：,三、纵向下水布置概述,1,、下水设备,（,1,）固定部分,：固定部分由木方铺成，称为滑道。,7,小型船舶（船长,100m,以下）：,=,中型船舶（船长,100m,200m,）：,=,大型船舶（船长,200m,以上）：,=,大船的滑道坡度一般较小，以免船首部分离地过高，影响施工，船的龙骨坡度,与滑道坡度,大体相同，有时,较,约小 。,8,（,2,）运动部分,运动部分在下水过程中与船舶一起滑入水中，称为,下水架。,下水架的底板称为滑板，在滑板与滑道之间敷有润滑油脂，使滑板易于滑动。,下水架的两端比较坚固，以支持船体首尾两端的尖削部分，分别称为前支架及后支架。,下水架的长度约为船长的,80%,，船体首尾两端各有,10%,左右的长度悬空于下水架之外。,滑板的支承总面积 （ ：下水时总重量；,P,：润滑油脂的许可平均压力）,滑板宽度 （,l,：下水架长度；,n,：滑道数目）,9,（,3,）辅助设备,套牢装置：防止船在开始下水之前滑板可能滑动,导向挡板：防止船在下水过程中滑板发生偏斜,制动装置：使船在下水后能迅速停止于预定位置,驱动装置：使船在开始下水时能迅速滑动,10,6-2,下水阶段划分,一、第一阶段,（,1,）自船舶开始下滑至船体尾端接触水面为止。,（,2,）运动特点：平行于滑道运动。,（,3,）受力分析：,下水重量：其中包括船体重量及下水架重量。重力 沿滑道方向的分力 即为下滑力，垂直于滑道的分力为 （正压力），如图,6-2,所示。,滑道的反作用力,R=,，,R,与 在同一作用线上，两者大小相等方向相反。,11,12,摩擦力 ，,f,为摩擦系数，其数值与润滑油脂的性质及温度有关。,f,又分为静摩擦系数 （船在开始滑动时）和动摩擦系数 （船在滑道上运动时），通常,f,的数值为：,滑动条件,船舶在本身重力作用下沿滑道滑动的条件是：,或,（,6-1,）,13,二、第二阶段,（,1,）自船体尾端接触水面至船尾开始上浮为止。,（,2,）运动特点：船的运动仍平行于滑道。,（,3,）受力分析：作用力有：,船体下水重量 ；,浮力 （其中,为船舶入水部分的排水体积）；,滑道的反作用力,R,。设下水重量 、浮力 及反作用力,R,的作用点至前支架端点的距离分别为 、 、,（见图,6-,3,）,则在该阶段中力及力矩的平衡方程式为：,（,6-2,）,7,14,反作用力：,反作用力距前支点的距离：,15,尾下落,当船的重心,G,已在底滑道末端之后，而船尾尚未浮起,条件： 发生尾下落（见图,6-4,）,不发生尾下落,16,避免措施, 增加滑道水下部分的长度；, 在船首部分加压载重量，使重心,G,向船首移动，减小重量对滑道末端的力矩；,增加滑道坡度 ；,等待潮水更高时下水。这相当于增加滑道水下部分的长度,三、第三阶段,（,1,）自船尾开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止,（,2,）运动特点：船舶不再沿平行于滑道的方向移动，下水架的滑板只有前支点与滑道相接触。,（,3,）上浮条件：当船尾开始上浮时，下水架滑板前端成为支点，因而船尾开始上浮的条件必然是：,17,（,4,）受力特点：, （,6-3,）（见图,6-5,）,R,上浮条件,18,（,5,）不利情况：,滑道反力,R,集中作用于下水架前支点处，可能损坏下水设备及船体结构；,当船舶绕前支点转动时，首柱底部可能撞击船台，损坏船首结构和船台。,（,6,）避免方法：,加强前支架处的结构，并使反力平均作用于前支架之全体；,取消前支架，在滑板与船体之间的相当长度内只需填入普通楞木，这些楞木随船体及滑板一起下水；,在船尾上浮处的前支架下方的滑道结构给予适当加强,两滑道后端的中间挖一凹槽，以免船首底部碰触船台,19,四、第四阶段,（,1,）自下水架前支点离开船台滑道至船舶停止运动为止,（,2,）运动情况：,船已完全浮起；,船舶的下水重量仍大于浮力，则将发生船首下落现象，下水重量与浮力之差称为下落重量。,（,3,）下落高度,t:,前支架离开滑道末端时的水线与船在自由浮起时首吃水之差。,（,4,）首沉深度,t,当船首下落至静止水线时，因有惯性作用，船首将继续下沉，在首垂线处下沉的最深水线与静止水线之距离,t,称为首沉深度，通常,t=1.1t,。,20,（,5,）避免措施：,增加滑道入水部分的长度；,等待潮水更高时下水；,中心凹槽；,在滑道末端增加河床深度。,（,6,）下水船舶在离开滑道之后，由于惯性作用将继续向前滑动，故应采取适当措施使船停止运动。,抛锚；,制动；,在舵的后面绑一块横向木板。,21,6,-3,下水曲线计算,一、下水曲线图,（,1,）组成（见图,6-8,）,下水重量,=,常数（水平直线）；,浮力 （曲线）；,下水重量对于滑道末端的力矩,（倾斜直线）；,浮力对于滑道末端的力矩,（曲线）；,下水重量对于下水架前支点的力矩,常数（水平直线）；,22,浮力,对于下水架前支点的力矩,（曲线）。,1,6,2,3,4,5,1,、,2,阶段,3,、,4,阶段,R,23,（,2,）特点,下水重量 与浮力,曲线之差即为船在不同行程时滑道的反力,R,。, 直线与 曲线的交点（,A,点）表示船尾开始上,浮，与之相应的 表示船尾开始上浮时的行程数值。,若 曲线位于 曲线之上，则 ，不发,生尾下落现象，反之，发生尾下落。,当下水进入第三阶段后，其浮力随行程的变化规律,与一、二阶段不同，设行程 表示下水架前支点已离开滑,道末端，若 ，则将发生首下落现象，其差数,d,即为,首下落重量。,二、下水计算,（,1,）根据第二章中关于重量及重心计算的基本原理，尽可能正确地计算下水重量及重心位置；,24,（,2,）绘制如图,6-9,所示的下水布置图，并注明有关尺寸；,（,3,）确定船舶滑行某一距离,x,时的首尾吃水；,25,（,6-4,）,（,L,为船舶垂线间长，,为龙骨坡度，,为滑道坡度）,根据上式可以把船在各不同行程,（例如：,x=60m,、,80m,、,100m,等）时的首尾吃水算出。,（,4,）在邦戎曲线图上画出相当于上述不同行程,x,时的水线，然后用数值积分法算出每一水线下的浮力,及浮心纵向位置，据此可求出 及 ，也可得出不同行程,x,时的,、 、 数值。根据下水重量及重心位置，可算出,及 。,（,5,）绘制下水曲线图，由 确定船尾开始上浮的位置 。,（,6,）计算船尾上浮以后的浮力、绘制曲线（见图,6-11,）,26,先选定某一 值,( ),计算船舶在前支点处的吃水；,假定若干个尾吃水，在邦戎曲线上画出这些水线，并量出各横剖面面积；, 应用数值积分法算出,、浮心位置、 ；,以尾吃水为横坐标，绘制浮力,曲线、 曲线及 直线；,在 处得对应尾吃水，对应的浮力,也可查得；,同理假定另外几个,x,值，可确定每个,x,下对应的,；,绘制下水曲线中 阶段的浮力曲线。,（,7,）为了估计船在入水后的浮态及稳性，尚需计算船舶下水后的首尾吃水及初稳性高。,27,28,6-4,滑道压力计算,为了保证船舶安全下水，还应对滑道压力进行计算，以便检验润滑油脂、滑道及前支架是否能承受该项压力。船舶在下水过程中，滑道上的受力情况是变化的，故对压力计算也需分阶段进行。,一、下水第一阶段,（,1,）受力：整个下水重量完全由滑道支承，滑道的反力,R,等于下水重量 ，即,（,6-5,）,（式中： 为下水船舶重心,G,至滑板前端的距离； 为滑道反力,R,的作用点至滑板前端的距离）,（,2,）压力分布及大小,1,29,30,设：滑道压力沿滑道长度按梯形分布,（见图,6-12),，则,（,6-7),（其中：,b,为每条下水滑道的宽度， 、 分别为滑板前端和后端处滑道所受的压力）,二、下水第二阶段,（,1,）受力：当下水进入第二阶段时，船体受到浮力的作用，这时滑道反力,R,及其作用点至前支点的距离 可由下式决定：,(6-8),31,（,2,）压力分布及大小：与,R,的作用点的位置有关,当反力,R,作用点位于滑道接触长度中央的 的范围内,（即 ）时，滑道压力为梯形分布,(,见图,6-12,），,则前端及后端滑道处所承受的压力为：,(6-9),与（,6-7,）一样,32,当反力,R,的作用点至前支点的距离 时，则滑道压力为,三角形分布（见图,6-13,），前端及后端处滑道所承受的压力为：,(6-10),33,当反力,R,的作用点至前支点的距离 时，因滑板与滑,道之间不能承受拉力，故两者之间的有效接触长度,滑道压力沿有效长度 的分布如图,6-14,所示，前端及后端处,滑道分别承受的压力：,(6-11),把,6-7,中的,34,35,（,4,）当船尾开始上浮时，反力,R,集中作用于滑板前端。设前支架处平均受压的长度为 ，则船尾上浮时该处滑道所受的压力,(6-12),三、滑道压力分布曲线（见图,6-15,）,从,P,1,、,P,2,的变化，可以判断船体和滑道需加强的部位及范围。,36,37,