船舶静力学复习题08.doc

2008年度船舶静力学复习题35m20m35m100m7m12mAB0一、 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T5.3m，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；cdba4 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T5.35m，要进入B港，其吃水不能超过T14.60m，已知吃水T25.50m时，水线面面积AW1860m2，T34.50m时，AW1480m2，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r1.00 ton/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y0 、y1 、y2 、y3、 y4 、y5、 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100205，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。