19200+DWT散货船气囊下水计算

19200+DWT散货船气囊下水计算

19200DWT散货船气囊下水计算201*年8月20日

[关键词]船舶下水；气囊下水；结构分析

[摘要]根据船舶静力学原理，编制船舶气囊下水静水力计算程序，进行19200DWT散货船的气囊下水计算；采用非线性有限元程序，进行该船气囊变形和总纵弯矩计算，验证了自编程序的正确性；采用有限元程序，进行下水过程的船体应力分析，并获得船底板的最大应力。最终证明了该船气囊下水的安全性。0引言

船舶气囊下水是我国独创的新型下水技术[1，2]，对中小船舶企业发展起到了极大的推动作用。但是，由于该技术缺乏理论研究，安全性得不到保证[3]。鉴此，国家级的《船舶生产企业生产基本条件评价要求》和省级的《浙江省低质量船舶专项治理船厂检查验收实施办法》，都明确要求船厂必须进行气囊下水论证或计算。

20世纪90年代以来，国内不少单位对船舶下水的安全性进行了研究[4~7]。但是，这些研究都是针对传统的滑道下水。对于气囊下水，由于气囊的囊壁既柔软又富有弹性，此时船舶支撑力主要取决于气囊的刚度、使用气囊的尺寸和数量，而与地面的状况(土质、不平度)关系不大。这一特点导致气囊下水产生了许多有待研究的新问题。在浙江省科技厅、交通厅、船舶行业协会的大力支持下，浙江工业大学会同有关单位，进行了船舶气囊下水技术研究。研究成果将为船舶气囊下水的安全性评价提供理论依据、评价方法和手段。

本文根据船舶静力学原理[8，9]，结合非线性有限元程序，进行19200DWT散货船的气囊下水计算，验证了自编程序的正确性。1船舶气囊下水的静水力分析1．1下水过程受力分析

如图1所示，船体在下水过程中的受力主要有：船体的重力、水对船体的浮力、气囊对船体的支持力以及水对船体的粘性阻力和因附加质量变化而产生的轴向质量力。船体的重力G是下水船舶各部分重量的合力，沿船台方向的分力即为下滑力。浮力F是船体入水部分所受水静压力的合力；在不同的下水阶段，由船舶的前后吃水再通过邦戎曲线得到船舶排开水的体积，从而得到浮力F。气囊支持力N指在船台上的气囊对船舶提供的支持力。在不同的时刻，每个气囊所提供的支持力大小各不相同，各个气囊提供的支持力取决与气囊受压后的高度和刚度。

本文所做的静力学计算忽略了水对船体的粘性阻力和因附加质量变化而产生的垂向质量力，只考虑船体自重、浮力以及受到的气囊反力，计算时以肋位为单位累积计算。

如图2所示，建立直角坐标系，原点O在船台端点处，x轴为水平面，船台相对与水平面的倾角为α，船舶基线相对与船台的倾角为β。在船体的基线方向的法线方向上建立平衡方程，将重力、浮力以及气囊的支持力投影到该方向，则可以得出方程(1)；∑migcos(α+β)-∑Ficos(α+β)-∑Ni=0(1)

其中mi是每个肋位的质量，Fi是每个肋位的浮力，Ni是每个肋位气囊的支持力。将浮力、重力和支持力对船台端点取矩，得到以下的方程：∑migcos(α+β)xi-∑Ficos(α+β)xi-∑Nixi=0(2)其中xi是每个肋位到船台端点的距离。

对于确定的下水肋位，由于浮力和气囊的支撑力及其对船台端点的矩都是船舶姿态(基线相对于O点的高度和基线相对于船台的转角)的函数，因此通过求解公式(1)和(2)可以获得下水到某个肋位时的姿态。考虑船舶气囊下水运动的各种参数，如：船台倾角、船台末端形状、船舶的吃水位置、船体所受浮力、气囊的压缩刚度、气囊对船体的支撑力等等，编制了实用的船舶气囊下水静水力分析程序，进行19200DWT散货船的船舶气囊下水的静水力分析。所用主要参数见表1、表2，计算结果见表3。表1船台参数

船台坡度船台摩船台末端深到水船台末端深到水水面到船台的尾柱到船台端部(弧度)

擦系数

下高度(m)0.5

下长度(m)3

距离(m)-0.1

的距离(m)3

0.0150.017

表2气囊参数

10#肋位气囊初始高度气囊许用压力(M气囊总数气囊直径气囊初压(M气囊长(m)0.65

Pa)0.26

(个)35

(m)1.5

Pa)0.066

(m)表3计算结果汇总

下水肋位#尾端气囊高度(m)0(船台)4060801201*0160200

0.80000.84140.660.44201*.370200.410200.493200.37000

船体相对船台倾斜角度(弧度)0.00261000.00270000.00600500.013910.029000.027000.023000.01182

气囊最大压力(MPa)0.140.140.140.200.200.190.170.10

210(全浮)-0.008000.00

2船体总纵强度分析根据静水力计算的结果，计算出船舶气囊下水过程中每个位置弯矩和剪力，并计算出每个肋位甲板和船体外板的总纵应力。结果表明，下水过程中总纵应力不大，最大总纵应力发生在下水80#肋位附近，此时船底板的总纵应力为56MPa。下面列出了静水弯矩最大状态(下水至80#肋位)时，船体的静水弯矩和剪力、甲板应力和船底总纵应力，见图3、图4。

3非线性有限元分析

将气囊作为非线性弹簧，按照船体梁的真实刚度，考虑船体静止处于船台上(工况1)、下水80个肋位(工况3)、下水140个肋位(工况5)、船体完全下水，处于漂浮状态(工况7)气囊位置和浮力，采用非线性有限元程序ansys，进行了气囊变形和船体总纵弯矩计算。下面列出了下水至80#肋位(工况3)的结果，见图5、图6。

计算结果表明，采用非线性有限元程序的计算结果与自编程序的所得结果吻合较好，如工况3非线性有限元程序算出的最大弯矩是57400kNm，自编程序的结果是58200kNm，证明自编程序是正确的。在下水计算过程中，近似地将船体梁作为刚体，计算船体的浮力和气囊支撑力导致的误差是可以接受的。4船体局部强度分析

采用三维有限元模型，选取散货船货舱1／2个第四货舱+1个第三货舱+1／2个第二货舱，垂向范围为船体型深。由于舱段结构和计算载荷对称于纵中剖面，因此舱段模型取左舷，即横向范围为半个船体型宽，有限元模型见图7。

考虑船体静止处于船台上(工况1)、下水80个肋位(工况3)、下水140个肋位(工况5)、船体完全下水，处于漂浮状态(工况7)气囊位置和浮力，在模型的两端施加总纵弯矩，在船底板处施加气囊的支撑力和水的浮力，采用大型通用结构分析系统MSC-NASTRAN进行了舱段结构的有限元分析。图8给出了下水至80#肋位(工况3)的船底板的应力云图。

有限元计算表明，下水过程中船底的应力变化较大，在下水80个肋位时，由于此时出现尾落现象，船台末端的气囊压缩量达到最大，气囊的压力也就达到最大，导致经过此处的船底板应力达到最大值，合成应力为148MPa，但未超出材料屈服极限，且作用的时间很短，尚不会对船底板造成永久的变形。5结语

通过对19200DWT散货船气囊下水的系统分析。获得如下结论：

(1)船体气囊下水过程中采用静水力方法，将船体作为刚体，将气囊作为非线性弹簧是可行的；

(2)船体重心经过船台末端时，船体出现尾落；在下水到120个肋位附近，船体出现尾浮。气囊下水由于几乎没有水下的滑道，容易出现尾落现象；

(3)有限元计算表明，下水过程中总纵应力不大；在船体重心经过船台末端时，即下水80个肋位时，由于船台末端的气囊压力很大，导致经过此处的船底板应力较大，但未超出屈服极限，尚不会对船底板造成永久变形。[参考文献]

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扩展阅读：散货船下水计算书 Launching Calculation

图纸履历PLANHISTORY日期DATE版本REVISION标记MARK说明DESCRIPTION设绘DSN’D审核CHK’D审定APP’DProject:35,000DWTBULKCARRIERShipyard/HullNO:DSN’DCHK’DAPP’DDrawingNO:35000DWT散货船下水计算书LaunchingCalculationMaterial:Scale:Rev:Page:1/24CONFIRM’DWeight:Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-2/24目录TableofContents1、下水计算汇总表LaunchingCalculationSummaryList2、下水第一阶段计算LaunchingCalculation1stStage3、下水第二阶段计算LaunchingCalculation2ndStage4、下水第三阶段计算LaunchingCalculation3rdStage5、下水曲线LaunchingCurve6、润滑剂受力及下滑力计算ForceonGreaseandSlippingForceCalculation.7、下水后稳性及全浮滑程估算EvaluationofSlipDistanceonFullFloating&Draft,StabilityafterLaunching8、下水曲线分析LaunchingCurveAnalysis附录Appendix计算结果汇总图表TheTable&ChartofLaunchingCalculation下水布置简图Slip-wayArrangementforLaunchingTitle:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-3/241、下水计算汇总表LaunchingCalculationSummaryList序号No.项目Items1下水重量LaunchingWeight2滑道坡度Slip-wayInclination3龙骨坡度KeelInclination4滑板有效宽度Slip-plateEffectiveWidth5滑板长度Slip-plateLength6下水水位TidewateraboveZeroPoint7艉垂线距离滑道末端DistanceBetweenAPandSlip-wayAftEnd8艉浮滑程SlipDistanceatAftFloating9艉浮时首支点反力BowSupportForceatAftFloating10艉浮时首支点距离滑道末端DistanceBetweenSupportForceandSlip-wayEndatAftFloating润滑层平均压力:在船台上:AverageForceonLubricant:onSlipway艉浮时:atAftFloating9545t1:201:201.44m~156.5m+1.4m44.5m128.6m1750.74t88.1m21.62t/m2121.58t/m2149.39m无No无No1112全浮滑程SlipDistanceWhenFullFloating13艉弯现象（或称仰倾现象）AftBend14下落距离BowFallingDistance15下水后吃水估算值T首EvaluatedDraftafterLaunchingTFT尾TA0.579m4.147m16.62m16下水初稳性高度估算值EvaluatedStabilityafterLaunching安全下水要点建议：1)下水时水位应该不低于－0.73m(船艏垂线距滑道与水面交点距离应不大于199.5m)；2)润滑层的摩擦系数0.01~0.025，其许可平均压力应大于21.62t/m2(2.162kgf/cm2)；3)船脱离滑道以后，如果采用制动锚链以节制船的滑行速度，估算的冲程约为420m(假设制动锚链直径60mm长度为220m)，故下水时水域长度应不小于570m(水面标高为1.4时，从艉垂线量起)；4)滑板承受静压：P11=9745/(2×156.5×1.5)=20.76t/m2(2.076kgf/cm2)5)滑板承受动压：P11=1750.74/(2×6×1.5)=97.3t/m2(假设艏部下水横梁宽度为6m)下水时艏楞处滑板的最小宽度需根据滑板的安全承压力进行验算。Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-4/242、下水第一阶段计算LaunchingCalculation1stStage2.1船舶主要参数MainParticulars总长Loa179.88m两柱间长Lpp172m型宽B28.80m型深D14.60m设计吃水9.83m结构吃水10.30m满载排水量～43723T载重量～35000T空船浮态：艉吃水TA4.147m，艏吃水TF0.579m2.2船台布置、船舶在船台位置及初始吃水情况船台滑道坡度1:20(2.862°)船台滑道布置2条滑道末端至首楞距离216.8m滑道末端标高-1.6m下水水位高度+1.4m摩擦系数(假定)0.025滑道宽度1.50m涂脂受压有效宽度1.44m滑板长度(假定)156.5m滑板前端距滑道末端距离~216.4m船体龙骨坡度1:20船体基线距滑道面0.75m船舶首尾的初始水位船首底水位(艏垂线处)TF0＝-(216.8×SINα-3+0.75×COSα)=－8.58m初始首楞水位TFB=TF0初始船尾底水位TA0=TF0＋172×SINα=－0.99(m)Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-5/242.3下水重量重心计算下水重量9545t重心垂向位置Zg10.2mA.BL重心纵向位置Xg-7.05mF.Amidship(舯后)重力对首楞力矩Mg=9545×(86+7.05)=888162.3(T.m)本计算书中的符号规定：T0TF0TA0TFTASFvDcXgLcMaMbM1M2艏楞吃水Draftatforeendbeam初始艏吃水InitialDraftatForePerpendicular初始艉吃水InitialDraftatAftPerpendicular艏吃水DraftatForePerpendicular艉吃水DraftatAftPerpendicular假定滑程SupposedSlippingDistance龙骨坡度KeelInclination浮力Buoyancy下水重量LaunchingWeight重心纵向位置GravityCenterLongitudinalPosition浮心纵向位置BuoyancyCenterLongitudinalPosition下沉力矩即重力对首楞力矩WeightMomenttoForeEndBeam起浮力矩即浮力对首楞力矩BuoyancyMomenttoForeEndBeam浮力对滑道末端力矩BuoyancyMomenttoSlip-wayEnd重力对滑道末端力矩WeightMomenttoSlip-wayEnd入水船体排水体积DisplacementoftheSubseaHull3、下水第二阶段计算(或称艉浮计算)LaunchingCalculation2ndStage3.1浮力及起浮力矩计算：假设此阶段的计算滑程，根据不同滑程计算不同首尾吃水及相应的排水量和起浮力矩。假定滑程S=70m,S=100m,S=110m~140mTitle:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-6/24船舶滑行距离S米以后的有关计算公式：艏吃水TF=TF0＋S/20艉吃水TA=TA0＋S/20重心至滑道末端的距离SG=S-123.75(沿轨道方向)浮心至首支点距离lC=86-Xc如图2.1所示，船尾开始进入水中后，浮力γV作用于浮心C。若设下水重量为Dc，浮力γV及反力R距艏柱支点A的距离分别用LG、Lc及LR表示，船之垂线间长度L，在此阶段可写成如下两个平衡方程式：DcVRDcLGVLCRLR(2.1)在上式中已知Dc、LG，V、Lc可通过Bonjean曲线求得，由此方程可以求出反力R及其作用距离LR。γ艏垂线图3.1下水受力示意图通过Bonjean曲线计算，根据不同位置的吃水可以求出浮力γV及浮心位置C，当行程逐渐增大达某一值时满足DcLGVLC，船尾开始上浮，设下沉力矩MaDCLG，起浮力矩MbVLC，滑道坡度取1/20，下水重量为9545T，重心Xg=-7.05m，重心作用力臂93.05m，可以得到下沉力矩Ma=9545×93.05=888162.3T.m，不同艉吃水Tw对应的反力和起浮力矩Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-7/24计算结果如下表所示：艉吃水入水体积浮心坐标Tw(m)v(m^3)Xc(m)3.51122.66-47.5355.505.755.85.855.905.9566.056.16.156.176.186.196.26.46.436.446.456.5起浮力矩Mb(T.m)153501.3460682.1594011.4655038.2670889.8686843.4702923.9719053.4735208.2756321.6802460.5816197.1821053823482.8825912.6828342.4877439.2884924887442.8889961.8907675.3反力R(T)8395.405795.944582.093980.393832.893684.663535.623386.263236.753026.602620.972484.462434.792409.922385.052360.191859.341783.421757.971732.511539.54反力力臂LR(m)87.573.864.258.656.754.652.449.947.343.632.729.027.626.826.125.35.81.80.4-1.0-12.73661.194846.605434.195578.235722.995868.546014.406160.406365.636761.756895.066943.576967.856992.147016.427505.537579.677604.527629.387817.83-36.88-33.69-31.72-31.45-31.20-30.97-30.75-30.55-30.03-29.90-29.60-29.48-29.41-29.35-29.29-29.35-28.01-27.96-27.92-27.38可以看出：当艉吃水Tw=6.44m时Mb=887442.826T.mMa=888162.3T.m；由此船舶开始起浮时的艉吃水应在6.44m~6.45m之间，通过内差法（或图解法）求得船舶开始起浮时参数。Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-8/243.2绘制艉浮下水曲线：根据计算的浮力及起浮力矩结果可以绘制第二阶段下水曲线，如下图所示：图3.2艉浮下水曲线图由船舶静力学下水曲线可以知道，在滑程S=128.59m处船尾开始上浮(艉浮)，上浮时艏支点反力(重力与浮力差值)为1750.74t，滑程128.59即为艉浮滑程，此时艉吃水Tw=6.443m，艏垂线距离滑道末端88.21m，浮力对首楞力矩(起浮力矩Mb)等于重力对首楞力矩。但由于船之旋转惯性，船尾上浮时间有可能较迟，另一方面船尾突然冲入水中，由于水之动力作用使浮力增加，船尾上浮也有可能提前。对下水过程中的动力影响尚未考虑，按常规，静力学计算的结论已可作为参考。各滑程对应的艏艉吃水、浮力、起浮力矩、重力对滑道末端力矩、浮力对滑道末端力矩等计算结果见附表。从计算结果可知：当船之重心G经过滑道后端以后，在艉浮前重力对滑道后端的力矩Dc×SG均小于浮力对滑道后端的力矩γv×Sc，所以下水过程不会发生仰倾现象(或称艉弯现象AftBend)。3.3滑道压力分布计算：建立船舶下水分析计算模型，为了把问题简化起见，假设滑道上的压力按照直线定律分布；3.3.1下水第一阶段：设滑板与船体接触长度为ls，自滑板前端到反力R作用点的距离为lR，滑板前端到重心G的距离为lG，在下水第一阶段lR=lG，由于船的重心纵向位置总在船舯附近，因此1/3lsTitle:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-9/24压力服从梯形分布。滑道有两条，每条宽度为b，接触长度为ls，前端处滑道所受压力为pf(t/m^2)，后端滑道所受压力为pa(t/m^2)，由力和力矩平衡可以得到以下公式：p2blSlS/2(pp)2bDfafcpf2blS6Dc2求解可得：2lSlSlS/2(pp)2bDlGafc3lGp(23)fblSlSDclGp(31)ablSlS(式7.1)3.3.2下水第二阶段(尾部产生浮力后)：a)当1/3lsTitle:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-10/24计算结果如下表所示：支点距艉吃反力力臂接触长度滑程(m)离滑道水TWLR(m)LS(m)末端0.010216.8093.05156.500.265211.8093.05156.503.569.73147.0787.51146.89599.73117.0773.76116.935.5109.73107.0764.201*6.945.75114.73102.0758.57101.955.8115.73101.0756.69100.955.85116.73100.0754.6499.955.9117.7399.0752.3998.955.95118.7398.0749.9497.956119.7397.0747.2696.956.05120.7396.0743.5695.966.1121.7395.0732.7094.966.15122.7394.0728.9793.966.17123.1393.6727.5693.566.18123.3393.4726.8493.366.19123.5393.2726.1093.166.2123.7393.0725.3592.966.4127.7389.075.7788.966.43128.3388.471.8288.366.44128.5388.270.4188.16其压力分布曲线如下图所示：滑板艏段压滑板后端压受力分布形力Pf(T/m2)力Pa(T/m2)态9.169.168.453.715.927.508.329.2210.2111.3012.4713.9818.5319.8520.4520.7921.1521.5674.63206.41203.4733.1933.1931.2430.7223.8319.6218.0516.3814.6012.7110.727.930.630.000.000.000.000.000.000.000.00梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布梯形分布三角形分布三角形分布三角形分布三角形分布三角形分布三角形分布三角形分布三角形分布50.0045.0040.0035.00后端压力Pa压力(T/m^2)30.0025.0020.0015.0010.005.000.00020406080100120滑程(m)图3.3滑道压力曲线图Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-11/24具体的计算过程及压力分布示意图如下：1)当艏柱距离滑道末端211.8m即滑程5m时，艉吃水Tw为0.26m，即船舶刚入水时lR=lG=93.05m，滑板和船体接触长度ls=156.5m，压力作梯形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=9.16t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=33.19t/m^2；2)当艏柱距离滑道末端147.07m即滑程69.73m时，艉吃水Tw为3.5m，lR=87.51m，滑板和船体接触长度ls=146.9m，压力作梯形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=8.45t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=31.24t/m^2；3)当艏柱距离滑道末端117.07m即滑程99.73m时，艉吃水Tw为5m，lR=73.97m，滑板和船体接触长度ls=116.9m，压力作梯形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=3.71t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=30.72t/m^2；艏垂线γ艏垂线Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-12/24γ艏垂线4)当艏柱距离滑道末端107.07m即滑程109.73m时，艉吃水Tw为5.5m，lR=64.2m，滑板和船体接触长度ls=106.9m，压力作梯形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=5.92t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=23.83t/m^2；γ艏垂线5)当艏柱距离滑道末端97.07m即滑程119.73m时，艉吃水Tw为6.0m，lR=47.26m，滑板和船体接触长度ls=96.95m，压力作梯形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=12.47t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=10.72t/m^2；γ艏垂线6)当艏柱距离滑道末端94.07m即滑程122.73m时，艉吃水Tw为6.15m，lR=28.97m，滑板和船体接触长度ls=93.96m，压力作三角形分布，其有效长度为由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=19.85t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=0t/m^2；Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-13/24γ艏垂线7)当艏柱距离滑道末端88.27m即滑程128.53m时，艉吃水Tw为6.44m，lR=0.41m，滑板和船体接触长度ls=88.16m，压力作三角形分布，由(式7.1)可得：艏支点处滑道所受压力Pf=203.5t/m^2滑板后端滑道所受压力Pa=0t/m^2；γ艏垂线8)当艏柱距离滑道末端88.21m即滑程128.59m时，艉吃水Tw＝6.443m时，起浮力矩Mb等于Ma(重力对艏支点力矩)，船尾已经开始上浮(艉浮)，此时滑程即为128.59m，此时船舶重心G距离滑道末端5.38m。从计算结果看出船舶重心G经过滑道后端以后，在艉浮前重力对滑道后端的力矩Dc×SG均小于浮力对滑道后端的力矩γv×Sc，所以下水过程不会发生仰倾现象(或称艉弯现象AftBend)。艉浮时支点反力:1750.74t首楞有效长度取l=6.0(m)艉浮时首楞平均受力P2=1750.74/(2.88×6.0)=101.32(t/m2)4、下水第三阶段计算LaunchingCalculation3rdStage此阶段自船尾上浮到船自由浮起为止，本阶段船尾上浮以后船舶将沿着滑道运动，仅有首楞与滑道接触，以首楞为支点、船舶的龙骨坡度随滑程变动而改变，而浮力对首楞的力矩等于重量对首楞的力矩，龙骨坡度逐渐减小，这种状态一直要持续到浮力等于重力、浮力对首楞力矩等于重力对首楞力矩且浮心纵向位置等于重心纵向位置时，船舶开始全浮，此时滑程即为全Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-14/24浮滑程，此后船舶将离开滑道，船体自身调整浮态，最终平衡在艉吃水TA＝4.147m，艏吃水TF＝0.579m的浮态。假设此阶段的计算滑程和龙骨坡度为：行程S时，艏支点吃水TF=TF0＋S/20式中(TF0=－0.99m)(1)S=150.00mS=160mS=180mS=200.00m(2)龙骨坡度:α=0.040.030.01计算结果如下表所示：行艉吃入水体积浮心坐程水TWv(m^3)标Xc(m)(m)6.46010514.3-16.95.4079890.2-11.71504.3559198.5-5.33.3028483.40.26.86012176.6-14.55.70711023.6-10.01604.55510157.7-5.03.4028871.20.47.66015498.7-11.56.30713374.1-8.31804.95511472.4-4.53.6029785.11.75下水曲线LaunchingCurve：重心距支点距浮力离滑道离滑道Fv(T)末端末端1107601.3-1221.610766.6989384.7-582.510127.5-26.7666.80860267.1125.79419.3744936.2858.086871253130.7-2923.812468.81083524.7-1743.211288.2-36.7556.80946012.9-856.510401.5777159.5460.99084.11547854.2-6325.715870.71291642.5-4150.113695.1-56.7336.801063268.5-2202.711747.7844258.9-475.010020起浮力矩Mb(T.m)反力R(T)根据以上计算结果绘制成对应的下水曲线，如下图所示：图5.1全浮下水曲线图Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-15/24由曲线可知当滑程S=149.4m时，Dc=Fv，船舶开始全浮，此时艏支点距离滑道末端67.41m，这表明首楞离开滑道末端以前，船已全部浮起，因此不会发生船首下落现象。6、滑剂受力及下滑力计算Calculationofforceongreaseandslippingforce6.1在船台上的受力计算下水重量Dc=9545(t)下水架重量G1=200(t)[假定值]滑板有效宽度b=1.44×2=2.88(m)滑板长度L=156.5(m)[假定值]船台平均受力:P1=(Dc+G1)/(b×L)=(9545+200)/(2.88×156.5)=21.62(t/m2)6.2艉浮时支点反力:1750.74t首楞有效长度取l=6.0(m)艉浮时首楞平均受力P2=1750.74/(2.88×6.0)=101.32(t/m2)6.3船舶在滑道上的下滑力计算:船舶沿滑道方向滑动的下滑力为:(G+G1)×Sin=486.6船舶沿滑道方向滑动的摩擦力为:f×(G+G1)×Cos=243.3t(假定摩擦系数f=0.025)船舶下滑要求:F=(G+G1)Sinα-f(G+G1)Cos>0即(G+G1)(Sin-fCos)>0tg-f>0油脂磨擦系数f=0.025tg=0.05则有:tg>f船舶能自行下滑.下滑力:F=（P+P1）（Sinα-fCosα）=486.6-243.3=243.3tTitle:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-16/24艉浮时首楞处润滑油脂平均压力为：F=121.58t/m27、下水后吃水稳性及全浮滑程估算7.1下水后稳性计算排水量displacement△=9545(t),Xg=－7.05m,Zg=10.2m从静水力曲线查出:横稳心高度KM=26.82m初稳性GM=KM-KG=26.82-10.2=16.62(m)7.2下水后吃水估算从静水力曲线查出排水量△=9545t,平均吃水T=2.55m8、下水曲线分析8.1根据三个阶段的计算可以绘制出综合下水曲线图，如下图所示：8.2艉浮滑程为128.59m，尾浮时首支点反力:P0=1750.74t8.3艉浮前重力对滑道末端力矩M2小于浮力对滑道末端力矩M1故下水过程不会发生尾弯现象。8.4本船全浮滑程S=149.39m，而滑道全长216.8m，所以下水时首楞经过滑道末端之前，船已全浮。此时，首支点距滑道末端67.41m,所以下水时，无首跌落现象。Title:LaunchingCalculationRevisionScalePage:DrawingNo:DCS071525-17/24说明：本计算书中滑板长度、下水架重量、润滑油脂的摩擦系数、下水横梁的宽度均为假定值，诸如下滑力、首楞平均受力、滑板承受静压等值仅作为参考，需根据实际情况进行考虑，下水重量9545t趋于保守考虑，艉浮和全浮很有可能提前，另外，由于下水过程中船舶中垂弯矩及产生的最大总纵弯曲应力计算结果很小，没有进行详细的船体结构强度校核。另附：以往船舶纵向下水事故原因：下水油脂选用不当或下水油脂浇涂工艺不合适；在船舶艉浮时，滑板承受不了动压力，产生两边向上翘的变形，下水油脂生龟裂、脱离、压碎现象，在滑板与滑道之间出现较高硬度的下水油脂碎粒，磨擦力迅速增加，使得船舶的下滑速度迅速下降，船艏刚滑出船台，尚未抛锚，便停滞不前，船舶冲不出船台而搁置在船台上，将造成重大事故；止滑器连接螺栓破坏或滑板止滑器操作失误；对下水横梁的设置不合理、下水横梁连接钢索被撕裂或拉断；在船舶下水前，对滑道处的淤泥没有进行认真的冲刷。

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