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[科普中国]-稳性消失角

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当船舶的横倾角超过一定值时,船舶继续横倾至某一角度,其复原力臂(矩)降为零,此时船舶的稳性消失,这一角度称为稳性消失角。

静稳性曲线上复原力矩MR=0时,其对应的横倾角叫做稳性消失角

稳性消失角及稳距稳性消失角如图所示,静稳性曲线的D点处复原力矩 ,其对应的横倾角称为稳性消失角。

稳距原点至D点的距离称为稳距 (或称稳性范围)。

在稳距范围内,复原力矩是正值,超出稳距范围,复原力矩为负值,使船因无复原可能而继续倾斜至倾覆。1

相关概念船舶稳性当船舶静止漂浮于水平面上时,满足平衡条件,即作用于船舶上的重力和浮力大小相等、方向相反且作用于同一铅垂线上。如果受到风浪等各种外力(矩)的干扰,船舶会偏离其平衡位置而倾斜,当外力(矩)消除后,船舶能够自行恢复到初始平衡位置的能力称为船舶稳性。

复原力臂(距)如图所示,船舶原浮于水线 ,排水量 ,重心在G点,浮心在 点。设该船在外力矩作用下横倾于某一较大的角度 ,浮于水线 。这时,船的重心位置保持不变,由于排水体积的形状发生了变化,浮心位置由 点沿某一曲线移动到 点。于是重力W和浮力 就形成了一个复原力矩

式中为重力作用线与浮力作用线之间的垂直距离,称为复原力臂。

应用用以研究船舶在航行中遇到较大的风浪时稳性是否足够, 是否会丧失稳性而倾覆,船舶在航行中究竞能抵抗多大的风浪等保障船舶航行安全的问题。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所