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2008年度船舶静力学复习题
1、某海洋平台水下有两个箱型浮体,单个箱型体的尺寸为,每箱型浮体和平台之间用4个的立柱连接,立柱和浮箱间为水密连接平台的详细尺寸如图所示重心高度在基线以上19m处,海水密度取
1.028吨/立方米求
(1)平台的排水量和初稳心高
(2)若A立柱受浮冰碰撞而进水,求平台在A立柱破损后的横倾角和按损失浮力法得到的初稳心高
(3)若要将平台浮正,需要向B立柱注水,求需要注入B立柱的水量以及扶正后的初稳心高答案排水量吨浮心纵坐标水线面惯性矩m4初稳心高A支柱按第三类舱室破损后,可采用损失浮力法计算船的横倾角和初稳心高损失排水体积及型心位置;;新的水线面面积吃水增量新的漂心横坐标新的水线面惯性矩新的浮心纵坐标m浮心横坐标新的横稳心高横倾角;若要将平台扶正,在B桩的注水体积为v2,注水量的横坐标为y2=35,当船扶正至正浮状态时,船的横倾力矩为零,重力,浮力的力矩平衡方程为m3吃水增量注水深度(相当于AB立柱内的水面齐平)注水量的重心高度为扶正后的初稳心高在最后一步的初稳心高计算结果,B支柱的注水量是作为增加重量计算的,若将B支柱的注水量也作为浮力的损失,则计算结果为
1.468m
二、某海船,L=125m,,,,,,现将一个矩形舱破损进水,经堵漏只淹进240t海水,进水重心位置在处,该舱长,宽,高,求淹水以后船舶的浮态和稳性答案矩形舱进水后经过堵漏处理,没有完全进水,而且海水和舱内水没有联通,因此可按第二类舱室处理,下面采用增加重量法计算1分吃水增量2分新的横稳性高7分,具有稳定性新的纵稳性高3分由于增加重量的重心在中线面上,无横倾发生1分纵倾计算2分2分2分
三、某船排水量D=4430ton,平均吃水T=
5.3m,重心G点距基线高度为3m,任意角度下浮力作用线至S点的距离试求1.在静力作用下的极限倾覆力矩;2.动稳性曲线表达式;3.船在最大摆幅10度时的极限动倾角和极限倾覆力矩;4.若重心升高
0.2m,求时的静稳性臂答案1.在静力作用下的极限倾覆力矩;当时ls有极大值(2分)静力作用下极限倾覆力矩(2分)2.动稳性曲线表达式;(4分)3.船在最大摆幅10度时的极限动倾角和极限倾覆力矩;设极限倾覆力矩为Mq10,则(2分)即除外仅有唯一解(风倾力矩功曲线和动稳性曲线相切)为了满足这一条件,方程有唯一解,则,极限动倾角(2分)4.若重心升高
0.2m,求时的静稳性臂重心升高后,静稳心臂(2分)当时(1分)
四、某货船在A港内吃水T=
5.35m,要进入B港,其吃水不能超过T1=
4.60m,已知吃水T2=
5.50m时,水线面面积AW=1860m2,T3=
4.50m时,AW=1480m2,假设水线面面积随吃水的变化是线性的,求船进入B港前必须卸下的货物重量(水的密度=
1.00ton/m3)答案、解根据T2和T3时的吃水以及水线面面积随吃水变化的线性假定可得T3TT2时船舶水线面面积的变化关系(4分)为了满足吃水要求,船舶应卸下的载荷为(6分)
五、分别绘图并说明如何应用静稳性曲线及动稳性曲线,确定船舶在风浪联合作用下,所达到的动横倾角,以及船舶所能承受的最大风倾力矩和极限动倾角答案设舰艇受到的外力矩(如风倾力矩)为,如图
3.19,在静稳性曲线上,作水平线AD,使,并移动垂线CD使,即可确定动横倾角但是,由于要凑得两块面积相等,实际操作比较麻烦,故通常直接应用动稳性曲线来确定图1静、动稳性曲线的应用横倾力矩所作的功为由于为常数,所以为一直线,其斜率为,故当弧度=
53.3°时,因此,在动稳性曲线上的横坐标
57.3°处作一垂线,并量取得N点,连接ON,则直线ON即为随而变的规律与TR两曲线的交点C1表示横倾力矩所作的功与复原力矩MR所作的功相等与C1点相对应的倾角即为潜艇所能承受的最大风倾力矩(或力臂)在静稳性曲线图上,如图1所示,如增大倾斜力矩,则垂线CD将向右移,当D点达到下降段上的D‘位置时如倾斜力矩再增大复原力矩所作的功不能与倾斜力矩所作的功相等,所以,这时的倾斜力矩即为所求的最大倾斜力矩(或力臂),D‘点相对应的倾角称为极限动横倾角在动稳性曲线图上,过O点作与动稳性曲线相切的切线,此直线表示最大倾斜力矩所作的功,直线在
57.3°处的纵坐标便是所求的最大倾斜力矩(或力臂),切点D1对应的倾角便是极限动横倾角
六、概念题
1、船舶的抗沉形式如何来保证的?
2、写出船舶的初稳性公式
3、何谓MTC,如何计算?
4、通常船舶的重心、浮心和稳心间有什么样的关系?
5、船舶共有几个船型系数,各是如何定义的?
6、船舶的静稳性和动稳性?
7、什么是船舶的储备浮力?
8、船舶的浮性和稳性各研究船舶的什么问题?
9、考虑船舶的初稳性问题时,如何计入自由液面的影响?
10、倾斜试验的目的是什么?
11、在船舶静力学中,有那些常用的近似积分计算方法?
12、是如何定义的?它表示什么?
13、何谓TPC,如何计算?
14、如何计算初稳心高?
15、试述改善稳性的措施?
16、何为船舶的可浸长度?
17、静水力曲线图由哪些曲线组成?
18、K1的物理意思是什么?
19、悬挂重量对船舶的初稳性有什么影响?
20、设计水线
21、纵倾值
22、设计排水量
23、什么是初稳心高
24、稳性消失角
25、稳性衡准数
26、分舱因数
27、某水线面分成3站,站距为2m,各站型值依次为
0.2,
0.6,
0.7,
0.3,用梯形法计算水线面面积
28、写出横倾状态时重量、重心和排水量,浮心之间的关系式
29、什么是设计排水量?
30、自由液面对船舶的稳性有什么影响?某船排水量为10吨,某自由液面惯性矩为,面积为20m2,若将该自由液面从左舷移至右舷,自由液面的形状保持不变,移动距离为6m,求该船稳心高的变化量
31、船舶从淡水进入海水,其浮态会发生怎样的变化?
32、若某船的重心提高
0.5m,求该船横倾角为30时的静稳性臂的改变量
33、采用增加重量法和损失浮力法计算破舱稳性,其计算结果有何差异
34、某二舱制船,可浸长度为30m,求许用舱长的最大值
35、若船的水线面面积为150m2,中横剖面面积为10m2,排水体积为300m33,船长为40m,船宽为5m,吃水为3m,试求船的方形系数CB
36、将一段曲线底边6等分,纵坐标值为y
0、y
1、y
2、y
3、y
4、y
5、y6,用辛浦生法第一法求其面积
37、写出当船平衡于任意状态时的平衡方程
38、若船的水下部分为长方体,船长×船宽×吃水=100×20×5,船的重心高度为3m,求船的初稳心高
39、已知静稳性臂曲线后如何计算船舶的动稳性臂曲线
40、如何减小自由液面对横稳性的影响
41、若船的可浸长度为50m,许用舱长取16m,该船是几舱制船35m20m35m100m7m12mAB0cdba。