本發明公開了一種自卸砂船散裝貨物重量重心精準計算實現方法，考慮自卸砂船的實際裝載狀況，將整體貨艙分解為三個部分，一是貨艙底部的擬柱體部分，二是中間的梯形部分，三是上部的自然堆積部分；在貨物密度是定值的條件下，自卸砂船散裝貨物的重心高度即為貨物的形心高度，貨物的形心為上述三部分形心高度的綜合；自卸砂船散裝貨物的重量即為上述三部分貨物重量的綜合；分別計算三個部分的體積和形心，綜合后得到自卸砂船散裝貨物的重量重心。本發明比較真實地反映了自卸砂船的貨艙貨物實際裝載情況，計算結果接近真實情況，可以為此類船舶的設計和建造提供一定的指導和借鑒。

技術領域

本發明屬于船舶設計技術領域，設計到船舶重量重心計算，具體涉及一種自卸砂船散裝貨物重量重心精準計算實現方法。

背景技術

近年來，內河自卸砂船由于裝卸效率高、操作方便、經濟效益好等因素受到廣大船主的歡迎，人們爭相購買、改建、新建了一大批此類船舶。但由于此類船舶的貨艙形狀比較特殊，準確計算貨物的重量重心比較困難，傳統上都是把貨艙的截面簡單地視作梯形，梯形的形心即為貨物的重心。從實際情況來看，把貨艙截面簡單視為梯形是不正確的，會帶來一系列問題。

現有技術中，傳統計算方法主要有兩種，一是將貨艙截面簡單等效為一個等腰梯形，梯形的形心高度即為貨物的重心高度；二是考慮貨物自然堆積的形狀，將貨艙截面等效為一個等腰梯形及一個等腰三角形的疊加。這兩種計算方法存在的問題如下：

(1)第一種傳統算法。采用此種算法的人認為貨艙的形狀就是貨物的形狀，貨艙的形心高度就是貨物的重心高度。這種算法一是忽視了散裝貨物自然堆積會形成自然堆積角，不可能與貨艙形狀完全契合；二是忽略了貨艙底部及首尾端的非梯形形狀。這種算法將貨艙的形狀簡單等效為一個截面為等腰梯形的柱體，認為梯形截面的形心高度就是整個貨艙的形心高度，進而確定貨物的重心高度也在此位置上，存在很大的不合理性，必然導致貨物的計算重心高度與實際重心高度存在很大的偏差。

(2)第二種傳統算法。采用此種算法的人考慮到了散貨堆裝時會形成底角為37°的自然堆積角，認為貨物的截面形狀是下面為等腰梯形上面為等腰三角形的疊加。這種算法采用的貨物截面形狀雖然與實際情況比較接近，但依然忽略了貨艙底部及貨艙首尾的特殊形狀，存在一定的偏差。同時采用這種算法的人認為貨物是先填滿貨斗梯形部分后才會形成自然堆積，從實際情況上來看并非如此，自然堆積的起點是由貨物的多少及貨斗的形狀共同決定的，將堆積角起點簡單認定為貨斗頂緣存在很大的偏差。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種自卸砂船散裝貨物重量重心精準計算實現方法，比較真實地反映了自卸砂船的貨艙貨物實際裝載情況，計算結果接近真實情況，可以為此類船舶的設計和建造提供一定的指導和借鑒。

為此，本發明采用了以下技術方案：

一種自卸砂船散裝貨物重量重心精準計算實現方法，考慮自卸砂船的實際裝載狀況，將整體貨艙分解為三個部分，一是貨艙底部的擬柱體部分，二是梯形部分(包含第一部分)，三是上部的自然堆積部分；在貨物密度是定值的條件下，自卸砂船散裝貨物的重心高度即為貨物的形心高度，貨物的形心為上述三部分形心高度的綜合；自卸砂船散裝貨物的重量即為上述三部分貨物重量的綜合；分別計算三個部分的體積和形心，綜合后得到自卸砂船散裝貨物的重量重心。