[发明专利]一种自卸砂船散装货物重量重心精准计算实现方法

说明书

本发明公开了一种自卸砂船散装货物重量重心精准计算实现方法，考虑自卸砂船的实际装载状况，将整体货舱分解为三个部分，一是货舱底部的拟柱体部分，二是中间的梯形部分，三是上部的自然堆积部分；在货物密度是定值的条件下，自卸砂船散装货物的重心高度即为货物的形心高度，货物的形心为上述三部分形心高度的综合；自卸砂船散装货物的重量即为上述三部分货物重量的综合；分别计算三个部分的体积和形心，综合后得到自卸砂船散装货物的重量重心。本发明比较真实地反映了自卸砂船的货舱货物实际装载情况，计算结果接近真实情况，可以为此类船舶的设计和建造提供一定的指导和借鉴。

技术领域

本发明属于船舶设计技术领域，设计到船舶重量重心计算，具体涉及一种自卸砂船散装货物重量重心精准计算实现方法。

背景技术

近年来，内河自卸砂船由于装卸效率高、操作方便、经济效益好等因素受到广大船主的欢迎，人们争相购买、改建、新建了一大批此类船舶。但由于此类船舶的货舱形状比较特殊，准确计算货物的重量重心比较困难，传统上都是把货舱的截面简单地视作梯形，梯形的形心即为货物的重心。从实际情况来看，把货舱截面简单视为梯形是不正确的，会带来一系列问题。

现有技术中，传统计算方法主要有两种，一是将货舱截面简单等效为一个等腰梯形，梯形的形心高度即为货物的重心高度；二是考虑货物自然堆积的形状，将货舱截面等效为一个等腰梯形及一个等腰三角形的叠加。这两种计算方法存在的问题如下：

(1)第一种传统算法。采用此种算法的人认为货舱的形状就是货物的形状，货舱的形心高度就是货物的重心高度。这种算法一是忽视了散装货物自然堆积会形成自然堆积角，不可能与货舱形状完全契合；二是忽略了货舱底部及首尾端的非梯形形状。这种算法将货舱的形状简单等效为一个截面为等腰梯形的柱体，认为梯形截面的形心高度就是整个货舱的形心高度，进而确定货物的重心高度也在此位置上，存在很大的不合理性，必然导致货物的计算重心高度与实际重心高度存在很大的偏差。

(2)第二种传统算法。采用此种算法的人考虑到了散货堆装时会形成底角为37°的自然堆积角，认为货物的截面形状是下面为等腰梯形上面为等腰三角形的叠加。这种算法采用的货物截面形状虽然与实际情况比较接近，但依然忽略了货舱底部及货舱首尾的特殊形状，存在一定的偏差。同时采用这种算法的人认为货物是先填满货斗梯形部分后才会形成自然堆积，从实际情况上来看并非如此，自然堆积的起点是由货物的多少及货斗的形状共同决定的，将堆积角起点简单认定为货斗顶缘存在很大的偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种自卸砂船散装货物重量重心精准计算实现方法，比较真实地反映了自卸砂船的货舱货物实际装载情况，计算结果接近真实情况，可以为此类船舶的设计和建造提供一定的指导和借鉴。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种自卸砂船散装货物重量重心精准计算实现方法，考虑自卸砂船的实际装载状况，将整体货舱分解为三个部分，一是货舱底部的拟柱体部分，二是梯形部分(包含第一部分)，三是上部的自然堆积部分；在货物密度是定值的条件下，自卸砂船散装货物的重心高度即为货物的形心高度，货物的形心为上述三部分形心高度的综合；自卸砂船散装货物的重量即为上述三部分货物重量的综合；分别计算三个部分的体积和形心，综合后得到自卸砂船散装货物的重量重心。