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復原力矩
鎖定
- 中文名
- 復原力矩
- 外文名
- restoring moment
- 別 名
- 穩性力矩
- 領 域
- 物理、船舶工程
- 實 例
- 船舶正浮狀態、船舶橫傾
- 成 因
- 重力和浮力的作用點不在同一垂線
復原力矩簡介
船舶在正浮狀態下,重心G與浮心B處於同一鉛垂線上,重力與浮力大小相等、方向相反,當船舶在外力(傾斜力矩)的作用下發生傾斜時,船的重量沒有發生變化,因此重心仍為G點,而雖然浮力大小沒有變化,但由於船舶在水下的形狀發生了變化,因此浮心發生了偏移,這時的重力與浮力不再處於同一直線上,這就形成了一個力偶,即復原力矩,又叫做穩性力矩。
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復原力矩復原力矩隨時間變化闡述
船在波浪中,由於位於波峯或波谷時,表觀重力的大小不一樣,故GM以至復原力矩都隨時同而變動,也就是成為擬調和振動。格里姆(Grim)及凱爾温(Kerwin)都對此作過論述。根據凱爾温的結果,波浪中GM的變動最高可達50%,當此變動與船的橫搖固有周期一致時就很危險。
特別是在斜浪中,由於波浪與船舶相位的關係,水線時時都在改變,故會引起GM變動的現象。渡邊曾研究過伴隨縱搖所產生的橫向不穩定性。山上氏又用此觀點闡明瞭漁船順波時的傾覆事故。問題仍與上述相同是屬於擬調和振動,但山上氏作了如下易於理解的説明:即如圖1所示,船舶左傾時GM變大,若此時傾斜θ1角,則向相反一邊傾斜時,一直要傾到具有相同的動復原力矩的角度為止,若此時偶然GM減少,則如圖所示將會傾斜到比θ1大得多的θ2角為止。當GM的變動週期與船的橫搖週期一致時,呈最危險的狀態。
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復原力矩相關概念
復原力矩船舶動橫傾角
復原力矩船舶動穩性
復原力矩船舶靜穩性
復原力矩初穩性
初穩性又稱小角穩性,是船舶傾斜角小於10~15度時的穩性,通常指橫初穩性。這時,復原力矩和橫傾角可以認為是線性關係,即復原力矩的增長和橫傾角的增加成正比。據此,可以比較容易地解決一系列穩性計算問題。
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復原力矩大傾角穩性
船舶橫傾大於10~15度時的穩性,稱為大傾角穩性。由於大角度橫傾時穩心將隨橫傾角變化,復原力矩和橫傾角成非線性關係,所以大傾角穩性的計算比初穩性複雜。大傾角穩性的變化規律,可用復原力矩與橫傾角的關係曲線表示,這一曲線稱靜穩性曲線。
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