傅健

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

船舶在海浪中受到环境载荷的影响，作用在船舶的计算载荷主要由船舶的重力、船舶摇荡时产生的惯性力、所受的风力及舷外水压力四部分组成。

结构分析中各项载荷、重力和风力很容易计算和加载，但是摇摆时所引起的惯性力由于跟质量分布和船舶在波浪中的运动状态有关，较为复杂，有必要进行研究探讨[2]。

本文中假定在船舶甲板上方放置一定重量的货物，船舶在波浪中运动状态下，对货物的惯性力计算方法进行了较为深入系统的研究，得出了一套较为简洁的理论计算公式，并应用到实际工程项目中，确保了工程实施的安全性。

1 船舶在波浪中运动的概述

船舶在随机的、波浪方向紊乱的海上航行和作业时，必然会受海浪的扰动产生振荡运动。如果把船作为刚体，则这种运动一般应有六个自由度。图1给出船舶振荡运动的定义。如取o-xyz为固定在船上的右手坐标系；相对于振荡运动的船为固定的右手坐标系O-XYZ[3]。这时船（即o-xyz坐标系）相对于O-XYZ坐标系的六个自由度运动是：

（1）沿三个坐标轴的往复振荡。

X-进退运动； Y-横荡运动；

Z-升沉（或垂荡）运动。

（2）绕三个坐标轴的旋转振荡。

Φ-横摇，绕x轴的旋转振荡；

θ-纵摇，绕y轴的旋转振荡；

Ψ-首尾摇，绕z轴的旋转振荡。

图1 船舶在波浪中振荡运动的定义

上述运动按照图1中所示的箭头方向取正值，与箭头方向相反的取负值。

2 惯性力计算

当船舶在波浪中运动时，固定在甲板上方的货物将随着船舶运动产生很大的加速度，而加速度本身由角加速度和线加速度两部分组成。……