1. 船舶摇摆周期的大小,与下列哪些因素有关?
是指船舶横摇一个往复的时间。
横摇是指浸于水中的物体绕最长延伸方向或波浪入射方向的水平轴的旋转振荡运动;所有船只都有自己的固定横摇周期 (由船型、质量分布所决定)
船舶在外力作用下,离开原来平衡位置向一侧横倾,当外力停止后,由于船舶具有稳性,会产生复原力矩使船向原来平衡位置方向运动。当船回到平衡位置时,由于惯性的作用使船继续向另一侧横倾,当惯性力被相应的复原力矩相互抵消时,船舶又在复原力矩作用下,向原来平衡位置运动。船舶就按照这样的运动规律,左右反复地摇摆。
2. 船舶横摇周期越短则船舶
大型轮船有“复原力”不容易翻。船之所以不会倾覆,是由于船舶的浮心和稳心的相互关系。在船舶横摇的时候,浮心的位置改变,可以产生回复力矩,可以使船舶保持稳定朝上的状态。
船舶作倾角小于 10°倾斜时的稳性,又称小倾角稳性。小角度倾斜是船在航行中经常发生的。此时,船舶有无稳性及稳性优劣决定于横稳心高度(又称初稳性高度),即从重心G到稳心M的垂直距离GM。
横稳心高为正值,稳心在重心之上,GM值大,船舶的复原能力也大。但过大的横稳心高会使船舶在风浪中剧烈摇荡,使适航性变坏。因此,要选择适当。一般上限值取决于对船舶横摇周期的要求,最低值为船舶安全要求所确定。
3. 船舶摇摆周期范围
1、扭摆在摆动过程中受到的阻尼有:空气的阻尼,转轴与轴承间的摩擦阻尼。
2、阻尼(damping)是指摇荡系统或振动系统受到阻滞使能量随时间而耗散的物理现象。船舶或漂浮的海洋结构物在波浪中作摇荡运动时,阻尼主要是黏性阻尼、兴波阻尼等外部阻尼。对船舶或海洋结构物的结构振动而言,则除外部阻尼外,尚有各结构构件在振动时相互摩擦的阻尼和材料的内部阻尼。
3、阻尼的结构
动载荷作用下的结构响应很大程度上取决于阻尼特性。因此,了解结构的阻尼极为重要。卫星结构的阻尼机理很难描述。产生阻尼的最重要因素有:材料阻尼、连接部位的阻尼、空气阻尼效应。为了建立适当的阻尼数学模型,研究者们付出了大量的努力,提出了黏性阻尼、结构阻尼、黏弹性阻尼、库仑阻尼或更一般的非线性阻尼。对空间结构来说,阻尼模型中一般规定阻尼正比于速度。即Fdamping=cx(t) 式中,c为阻尼常数(Ns/m)。
4、阻尼的作用
(1)阻尼有助于减小机槭结构的共振振幅,从而避免结构因动应力达到极限造成结构破坏。
(2)阻尼有助于机械系统受到瞬时冲击后,很快恢复到稳定状态 。
(3)阻尼有助于减少因机械振动产生的声辐射,降低机械性噪声,许多机械构件,如交通运输工具的壳体、锯片的噪声,主要是由振动引起的,采用阻尼能有效的抑制共振,从而降低噪声。
(4)可以提高各类机床、仪器等的加工精度、测量精度和工作精度。各类机器尤其是精密机床,在动态环境下工作需要有较高的抗震性和动态稳定性,通过各种阻尼处理可以大大的提高其动态性能。
(5)阻尼有助于降低结构传递振动的能力。在机械系统的隔振结构设计中,合理地运用阻尼技术,可使隔振、减振的效果显著提高。
4. 船舶的横向摇摆周期越小
船舶在规则波中的强制横摇摆幅可以近似地用下式表示:
式中:θ为船舶横摇摆幅;α为最大波面角,180°H/λ,H为波高,λ为波长;T为船舶横摇周期(s);t为波浪周期(s);当T/t=1时,船舶摇摆最剧烈,横摇角越摇越大,将会导致船舶倾覆,即谐摇。
如何避免:
避免谐摇有多种方法,如下2中是最常用最有效的观察波向和船舶受力情况采取:
1: 改变航速,航速的改变可以有效改变谐摇频率
2: 改变航向,可以彻底破坏波浪与船舶之间的频率关系.
5. 船舶在航行中摇摆频率过高,表明
频偏就是调频波频率摆动的幅度,一般说的是最大频偏,它影响调频波的频谱带宽。
影响调制信号的过程:
调制指数m=最大频偏/调制低频的频率,调制指数直接影响移频波频谱的形状与带宽。
一般说来,调制指数越大,移频波频谱的带宽越宽。而最大频偏是调制指数的一个决定因素,所以说它影响调频波的频谱带宽。
6. 船舶摇摆周期的大小,与下列哪些因素有关
大海中的强风会造成巨浪,并引起传播产生共振现象,使船舶摇摆剧增,甚至导致船舶颠覆,从物理角度说,只有当物体受恢复力,物体本身固有周期与外力的交集相同时才发生共振现象,就传播而言,在船的六自由度运动中,只有重摇行遥和垂荡,才会出现复原力矩,出现共振的现象
7. 船舶横摇周期适度范围
从物理学上看,固有周期就是简谐运动的振动周期,即是由振动物体本身的性质决定的。
因船舶航行时波浪因素,船舶在初始设计时要考虑其固有周期,主要取决于船舶的主尺度和船型参数。
船舶的固有周期(主要是横摇固有周期)是船帕设计的一个重要参数,船舶固有周期通常以秒为计量单位。
8. 简述船舶在波浪中的横摇特点
一般系指船舶在静水中谐摇时,周而复始一个完整的横摇所用的时间。
9. 船舶横摇周期与什么有关
相对于传统船舶,潜艇的模样很奇特。它呈水滴流线造型,像一个圆滚滚的大雪茄,让人觉得很难在水中稳定,总担心它翻转倾覆。
这种担心当然是多余的,实际上不论水上水下,潜艇都有保持平衡的多种绝招。
绝招一、三颗心的完美配合。
船舶在海上航行,浮性、稳性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性是几个重要指标。
浮性是船舶在一定重量的装载下,在水面漂浮保持平衡位置的能力;而稳性是船舶受外力影响倾斜,当外力消失后自动回复原平衡位置的能力,又分横稳性、纵稳性两种。
船舶体型很长,所以纵稳性一般都没问题,重点研究横稳性就行了。船舶倾角小于10度~15度,且上甲板边缘开始进水前的稳性叫小倾角稳性,又称初稳性。
为提高横稳性,船舶揣着好几颗心:重心、浮心、稳心、漂心。这几颗心的相互关系,决定了船舶安全,从设计之初就要做好计算。
船舶左右横摇时排水体积不变,但排水形状不断变化,导致浮力作用点浮心发生移动。不同角度下的浮力指向同一个中心,称之为稳心。稳心与重心的关系,就是船舶稳性的重点,它们之间的距离,叫初稳性高度。
重心低、稳心高时,船舶横摇浮心移向一边与重力形成一对力偶,产生复原力矩将船舶扶正。初稳性高度越大,船舶扶正力矩越大,回复原平衡位置的能力越强.
若船舶超载或其他原因,导致重心迅速提高超过稳心时,船舶横摇就没有复原力矩了,此时就很容易倾覆,所以超载是航行安全的大敌。
在水面航行的潜艇也一样,其本质是一艘密封良好的船,也遵循这个规律,随海浪左右横摇,复原力矩令其自动扶正。
当潜艇下潜时,稳心高度逐渐降低。艏、艉组压载水舱注满水时,潜艇处于半潜航行状态,此时稳心高度很低,复原力矩很小,稍有不慎就会倾覆,是最危险的时刻之一。
当潜艇潜入水下,情况与水面有所不同。因为水线面消失了,所以浮心与稳心重合,初稳性高度变成浮心与重心的距离。
随着压载水舱注水,潜艇重心不断降低;入水体积增大,潜艇浮心也不断升高,最后变成浮心在上、重心在下的情况。此时浮力与重力形成新复原力矩,将潜艇扶正。
潜艇在水面纵倾幅度很小,基本不用考虑。但在水下时,纵倾幅度变大,受很小的影响也能让潜艇纵倾发生很大变化。比如某些潜艇上,一个人从艇艏走到艇尾,都能让潜艇发生1度左右的纵倾。
绝招二、均衡水舱。
为了控制纵倾,潜艇除了艏、舯、艉三组十几个主压载水舱外,还有专门的纵倾均衡水舱和均衡水舱。
通过水泵、中压气和管路在各舱间移注水,调整各水舱水量就能让潜艇保持平衡。
绝招三、艏艉水平舵、方向舵、指挥台围壳。
它们也是控制平衡的重要工具。潜艇在水下航行时,水平舵面产生升力,就像飞机翅膀在空气中产生升力一样。通过精确调整舵面角度,就能精确调控潜艇平衡。
而潜艇方向舵,不但能控制方向,也能辅助调整潜艇左右平衡,性价比还很高。
另外,高大的指挥台围壳像鱼鳍一样,起到垂直舵的作用。潜艇水下高速转弯时离心力很大,搞不好会侧倾翻滚。高大的围壳能对抗侧倾,提高适航性,在潜艇水下平衡中起到重要作用。
综上,这三大绝招结合在一起,就能克服各种横摇纵摇、横倾纵倾问题,也解决了单螺旋桨旋转时产生的扭矩问题,让潜艇在水下又快又稳的航行,实在了不起!
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10. 船舶摇摆周期的大小,与下列哪些因素有关联
船舶摇摆周期的大小,与船的大小、形状 、排水量 装载情况有关。船舶在外力作用下,离开原来平衡位置向一侧横倾,当外力停止后,由于船舶具有稳性,会产生复原力矩使船向原来平衡位置方向运动。当船回到平衡位置时,由于惯性的作用使船继续向另一侧横倾,当惯性力被相应的复原力矩相互抵消时,船舶又在复原力矩作用下,向原来平衡位置运动。船舶就按照这样的运动规律,左右反复地摇摆,只有当船舶所受的外力全部为水阻力耗尽后,船舶才可能停止在原来的平衡位置上,在静水中这种摇摆运动叫“自由摇摆”。船舶从倾斜一侧,经过左右完整的一次摇摆周期时,船舶摇摆就剧烈;当船舶自由摇摆周期长时,船舶摇摆就缓慢。而自由摇摆的长短,与船舶的稳性高度GM值有关,如果船舶的GM值太大,复原力矩很强。回复速度很快,摇摆周期就短,形成剧烈的摇摆;反之,摇摆周期长,船舶摇摆缓慢。当船舶在波浪中航行时,还要加波浪引起的强迫摇摆
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