《船舶純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)樣船計(jì)算分析》.pdf

《《船舶純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)樣船計(jì)算分析》.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、56卷增刊1(總第213期)中國(guó)造船Vo1．56Special1(SerialNo．213)2015年5月SHIPBUILDINGOFCHINAMay2015文章編號(hào)：1000-4882(2015)S1．0193．08船舶純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)樣船計(jì)算分析馬坤，甘鄂，謝微(大連理工大學(xué)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室船舶工程學(xué)院，大連116024)摘要純穩(wěn)性喪失是目前國(guó)際海事組織IMO正在組織制定的第二代完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)五大失效模式之一。基于IMOSDC1／INF．8純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)草案，開發(fā)了純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)第一層、第二層意大利方法和第二層日本方法計(jì)算程序。通過對(duì)Cll船的薄弱性衡準(zhǔn)計(jì)算，驗(yàn)證了

2、程序的正確性，并對(duì)13艘船舶共39種載況進(jìn)行樣船計(jì)算，對(duì)純穩(wěn)性喪失第一層薄弱性衡準(zhǔn)和第二層薄弱性衡準(zhǔn)的一致性進(jìn)行了分析，為純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：第二代完整穩(wěn)性；純穩(wěn)性喪失；薄弱性衡準(zhǔn)；失效概率中圖分類號(hào)：U661．22；U661．32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0引言第二代完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)相對(duì)第一代完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)的顯著進(jìn)步是考慮了波浪海況上的動(dòng)態(tài)穩(wěn)性，更全面地評(píng)價(jià)船舶安全狀況。純穩(wěn)性喪失衡準(zhǔn)和其他穩(wěn)性失效模式相同都是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜分成三個(gè)層次，其安全裕度隨計(jì)算復(fù)雜程度的增加而降低。當(dāng)用簡(jiǎn)單方法計(jì)算不能通過衡準(zhǔn)時(shí)采用較復(fù)雜的方法繼續(xù)判斷，直至第三層仍無法通過則判斷船舶會(huì)發(fā)生純穩(wěn)性喪失。其中的第一

3、層和第二層衡準(zhǔn)統(tǒng)稱為薄弱性衡準(zhǔn)。本文根據(jù)IMOSDC1／INF．8純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)草案【1j以及相關(guān)文件開發(fā)了第一層和第二層衡準(zhǔn)計(jì)算程序，對(duì)Cll集裝箱船進(jìn)行計(jì)算，并與中船重工702研究所的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了程序的正確性。最后對(duì)13艘船舶共39種載況進(jìn)行計(jì)算，涵蓋了漁政船、客渡船、滾裝船、油船、巡邏船和看護(hù)船等多種船型，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，為純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)的制定提供參考依據(jù)。1純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)草案要求被校核船舶的船長(zhǎng)L>24m，服務(wù)航速對(duì)應(yīng)的弗勞德數(shù)大于0．24的船舶。按式(1)計(jì)算：廳：1(1)4gL當(dāng)船舶弗勞德數(shù)小于0．24時(shí)，則認(rèn)為船舶不會(huì)發(fā)生純

4、穩(wěn)性喪失，無需進(jìn)行純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)基金項(xiàng)目：工信部船舶第二代完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)技術(shù)研究(20121533])194中國(guó)造船學(xué)術(shù)論文校核。1．1第一層衡準(zhǔn)第一層純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)采用縱浪中的初穩(wěn)性高最小值G^作為判斷參數(shù)。根據(jù)IMO．SDC1／INF．8文件?，當(dāng)船舶滿足式(2)時(shí)就認(rèn)為該船在此載況下不會(huì)發(fā)生純穩(wěn)性喪失。G>(2)式中，衡準(zhǔn)值=rain(1．83d(Fr)，0．O5)，單位為m，d為對(duì)應(yīng)載況吃水。1．2第二層衡準(zhǔn)對(duì)于不滿足第一層純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)的船舶就需要進(jìn)行第二層純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)的計(jì)算。第二層計(jì)算的實(shí)質(zhì)是計(jì)算船舶發(fā)生純穩(wěn)性喪失失效模式的概率。第二層考慮三個(gè)方面的失效概率

5、，分Ⅳ∑：別是基于穩(wěn)性消失角、失穩(wěn)橫傾角和最大復(fù)原力臂的純穩(wěn)性喪失失效概率(C，，)，然后取其最大者作為純穩(wěn)性喪失失效概率c。穩(wěn)性消失角、失穩(wěn)橫傾角和最大復(fù)原力臂可從船舶在波浪中的復(fù)原力臂曲線圖上獲得。三個(gè)方面失效概率的計(jì)算公式如下：N=c=r●●1【eO

6、需要計(jì)算當(dāng)船舶重心位于波峰位置，以及向船首和船尾方向間隔0．1倍船長(zhǎng)移動(dòng)直至船首及船尾位置的復(fù)原力臂曲線。計(jì)算各個(gè)位置時(shí)的穩(wěn)性消失角、失穩(wěn)橫傾角和最大復(fù)原力臂，對(duì)于穩(wěn)性消失角和最大復(fù)原力臂取其最小值，對(duì)于失穩(wěn)橫傾角則取最大值，然后與相應(yīng)的界線值進(jìn)行比較確定C1，C2，C3。在純穩(wěn)性喪失薄弱性性準(zhǔn)校核過程中，對(duì)計(jì)算環(huán)境條件及規(guī)則波波浪參數(shù)的確定是純穩(wěn)性薄弱性衡準(zhǔn)校核的重點(diǎn)之一。目前，意大利和日本對(duì)此提出了不同的計(jì)算方法(分別對(duì)應(yīng)草案的6-A和6-B)。意大利方法【】根據(jù)布氏波譜將北大西洋的波浪分布圖轉(zhuǎn)化為l6種波形；日本方法【3】貝0將船長(zhǎng)因素考慮在內(nèi)，根據(jù)GRIM有效波概念，將北大西洋波浪分布

7、圖表在不同船長(zhǎng)下進(jìn)行預(yù)先處理，需要求出272個(gè)等效波高。第二層薄弱衡準(zhǔn)判斷條件是：如果a>。那么就認(rèn)為船舶是薄弱的。對(duì)于RPL。，6一A方法中的建議值為0．06，6．B方法中的建議值則為0．15。2程序開發(fā)及驗(yàn)證基于上述純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)計(jì)算方法，采用VB6．0語(yǔ)言開發(fā)了純穩(wěn)性喪失薄弱性衡準(zhǔn)計(jì)算程序，以Cll集裝箱船為算例將本程序的計(jì)算結(jié)果與702所的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證程序的正確性。56