船舶静力学习题.docx
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船舶静力学习题
船舶静力学习题
第一部分船体形状及近似计算
1-1已知某船的吃水为,该吃水处的水线沿船长分为10等分,其坐标间距自首向尾的纵坐标值分别为:
0、、、、、l=,
、、、、和。
试分别用梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m时所围的面积。
并比较两种近似法求其水线面积和漂心坐标。
1-2某计算曲线的被积函数为y=x+2x+3x+4,取横坐标分别为x1=0、x2=1、x3=2、x4=3、x5=4m。
试分别用定积分、梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m之间所围成的面积。
并比较两种近似法则的相对误差。
1-3某船中横剖面的半宽坐标,自基线起向上分别为0、、、、、和。
两半宽坐标间的垂向间距为1m。
试用辛普生法求中横剖面的面积。
1-45000t货船各水线面面积如表1所示。
表1水线基线 水线面积0980112311651200122512402Aw水 线水线面积1280129313051320138513501360Aw试分别用梯形法和辛普生法求水线以下的排水体积。
1-5沿海客货船各水线的水线面积如表2所示。
表2水线基线 水线面0495605670725积(m2)试用辛普生法求水线以下的排水体积。
1
5
4
3
1258138012681400773820870第二部分浮性
2-1计算如图所示浮船坞水线面的有效面积对倾斜轴xx和yy之惯性矩。
已知坞长L=,坞宽B=,b=
2-2某挖泥船的水线面如图所示,该水线面的几何要素为:
L=30m,B=,l=12m,b=,l1=2m,l2=,b1=,b2=。
求该水线面面积Aw及形心坐标xB,yB。
2-3某船水线长L=100m,在正浮状态时,各站号的横剖面面积如下表所列:
站号横剖面面积
2
0123456789100 0以适当比例画出该船的横剖面面积曲线;
用梯形法和辛氏第一法按表格计算排水体积▽,用梯形法和辛氏第一法按表格计算浮心纵向坐标Xb;求纵向棱形系数Cp。
2-4某海船中横剖面是长方形。
各水线长均为128m,最大宽度为,每隔上而下各水线面面积系数是:
,,,和。
试列表计算:
各水线的每厘米吃水吨数;
最高水线下地排水量和浮心垂向坐标;
自上而下第二水线下的排水量和浮心垂向坐标;最高水线下的方形系数;最高水线下的棱形系数。
2-5某船长为60m,其水线下横剖面为半圆形),从尾垂线起其半宽坐标为:
,,,,,,试求水线面漂心位置xF;排水体积▽;浮心坐标xB,zB;方形系数CB。
2-6某船长为60m,其水线面下横剖面均为等边三角形,从尾垂线起各站的宽度值为:
,,,,,,试求水线面漂心位置xF;排水体积▽;浮心坐标xB,Zb;方形系数CB。
并与习题2-5的计算结果做一比较。
2-7某船的一个煤舱长为24m,自尾至首各横剖面面积,,,,这些剖面的形心在基线以上的高度分别为,,,,。
剖面之间的间距为6m。
设煤舱的积载因数为/t,试列表计算:
该舱载煤吨数;该舱的重心位置。
2-8某海船各水线的排水量为10804,8621,6511,4550,2810,1331,263,各水线间距为,求在吃水为时船的浮心垂向坐标zB。
2-9某海船各水线面面积为200,185,160,125,30,试求该水线面的每厘米吃水吨数TPC,并按一定的比例绘制TPC=f曲线。
若设其水线间距
3
2
为,试求船在各水线下的排水体积,并按比例绘制▽=f曲线。
2-10某海船具有下列数据:
水线号水线面面积吃水吨数曲线。
2-11某货船在A港内吃水T=要进入B港,其吃水不能超过d1=,船在d2=时,(TCP)2=/cm,在吃水d3=时,(TCP)3=/cm,假定每厘米吃水吨数对于吃水的变化是一直线,求船进入B港前必须卸下的货物重量。
2-12某船船长L=164m,船宽B=,方形系数CB=,水线面系数CWP=,在海水中平均吃水d=,求船进入淡水中的平均吃水。
2-13某船淡水进入海水,必须加载荷p=175t,才能使其在海水中的吃水和淡水中的吃水相等。
求增加载重后的排水量。
2-14某船在海水中的正常吃水d=,排水量Δ=930t,水线面面积Aw=606m,型深D=,在甲板处的水线面面积Aw1=658m,假定船的水上部分舷侧是直线形状,求储备浮力占排水量的百分比。
2-15某内河客货船的尺度的要素如下:
吃水d=,方形系数CB=,水线面系数Cwp=,假定卸下货物重量p=8%排水量。
求船的平均吃水。
2-16船舶的平衡条件是什么?
船舶的漂浮状态通常有哪几种情况?
表征各种浮态的参数有哪几个?
根据静力平衡条件,列出各种浮态的平衡方程。
2-17船舶的重量W和重心位置G(xG,yG,zG)如何计算?
2-18民用船舶的空载排水量和满载排水量的含义如何?
军用舰艇的排水量有哪
4
2
2
06301810293631024411045116461220水线间距δd=,按梯形法列表计算并绘制:
排水量曲线;每厘米
几种?
其含义如何?
2-19按垂向计算系统和纵向计算系统叙述船舶的排水体积▽和浮心位置B的计算原理及具体步骤。
并分别写出其积分基本公式和数值积分公式,同时熟悉表格计算形式。
2-20垂向和纵向计算系统通常应用于哪种浮态?
2-21以水线面面积曲线为例说明定上限积分和变上限积分的含义。
并用梯形法写出两者的数值积分公式。
2-22何谓每厘米吃水吨数TPC?
其吃水吨数TPC=ωAw/100是如何导出的?
它有什么用途?
试举例说明。
2-23分别叙述水线面面积曲线Aw=f(z)和横剖面面积曲线AS=f(x)的特性。
2-24排水体积曲线的特性如何?
分别说明型排水体积,总排水体积和储备浮力的含义是什么?
2-25浮心垂向坐标zB和纵向坐标xB如何计算?
2-26何谓邦戎曲线?
如何绘制?
它有什么用途?
2-27如何应用邦戎曲线计算船舶具有纵倾浮态下的排水体积▽和浮心坐标B?
2-28当船舶从淡水驶入海水,吃水有什么变化?
其相应的浮心和浮态又发生了什么变化?
2-29某船某航次离港时船舶重量为W=19503t,重心距基线高为Zg=。
到港时油和淡水共消耗,其重心距基线高为。
试求到港时船舶重心距基线高?
又以上算出的船舶重心偏高,为保证船舶在到港前的安全,在第三和第四压载舱内加装压载水,其重量和重心见下表。
试求压载到港后船舶重心距基线高。
5
3-26某船排水量D=17006t,初稳心高度GM=。
试求船内甲板上还有50t重量水平横移15m后,船舶的横倾角?
3-27某船排水量D=5150t,初稳心高度GM=,船舶初始向左横倾3°。
为使船舶恢复正浮,需将船内甲板货物水平横移,若水平横距为5m,试求应移货的重量和方向?
3-28某船建造完成后做倾斜试验。
试验时船舶排水量D=6145t,其初稳心距基线高zm=。
试验重量P=40t,水平横移距离ly=,悬距b=8m,测得摆距a=。
试验时多余重量为952t,其重心距基线高为。
求空船重心距基线高?
3-29已知某船初步配载计划做好后,排水量D=17006t,初稳心高度GM=,若要求GM达到1m,需从甲板间舱向底舱移动货物,设垂移距离lz=8m,问应该移动多少吨货物?
3-30已知某船排水量D=14193t,初稳心高度GM=,若要求GM下降到到1m,需从底舱向甲板间舱移动货物,设垂移距离lz=8m,问应该移动多少吨货物?
3-31已知某船排水量D=19004t,平均吃水dM=9m,初稳心高度GM=船内有一双层底舱未装满燃油,舱的首尾向长度lx=,左右向宽度ly=9m。
,燃油的密度ρ=/m。
问其自液面使GM改变了多少?
并求自液面修正后的初稳心高度?
11
第四部分大倾角稳性
4-1某船正浮时浮心垂向坐标zB0?
重心垂向坐标zg?
横倾角?
?
40?
时的浮心横向、纵向坐标分别为yB40?
和zB40?
。
求此时的静稳性臂l40。
4-2某船重心垂向坐标zg?
,在横倾角?
?
40?
时浮心坐标为yB40?
,
zB40?
,求静稳性臂。
4-3某内河船的排水量△=750t,当横倾角?
?
15?
时船的浮心初始位置移动到
yB15?
,zB15?
zB0?
。
正浮时,重心在浮心之上的高度a=。
问移动力矩为多大时,才能使船正浮?
4-4某船在横倾角?
?
45?
时,动稳性臂ld?
,这时浮心横向坐标yB?
?
求船在该横倾角时的复原力臂,船正浮时重心在浮心之上的距离a?
。
4-5某船在横倾角?
?
30?
时的复原力臂l?
,动稳性臂ld?
,重心在龙骨以上高度zg?
正浮时重心在浮心以上的高度a?
,求?
?
30?
时浮心在龙骨以上的高度。
4-6一艘排水量△=1000t的干货船之静稳性曲线如下:
?
l00153045607590-求:
?
?
55?
时的动稳性臂ld55;
当船的重心升高后损失的稳性范围。
4-7某船的排水量△=4430t,平均吃水d=,其静稳性曲线如下图所示,
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求:
极限静倾角;
在静力作用下的极限倾覆力矩;
应用梯形法进行动稳性曲线的计算,并以适当的比例绘制动稳性曲线;船在正浮时的极限动倾角及极限倾覆力矩;
船在最大摆幅?
0?
15?
时的极限动倾角及极限倾覆力矩。
4-8自液面对静稳性曲线的修正计算时,与初稳性高度的修正有何不同?
说明其原理。
4-9何谓“静稳性曲线”?
静稳性曲线有哪几个特征参数?
4-10何谓“形状稳性臂”?
何谓“重量稳性臂”?
4-11何谓“静稳性”?
何谓“动稳性”?
4-12动稳性曲线和静稳性曲线有何相互关系?
4-13何谓“极限重心高度”?
何谓“极限重心高度曲线”?
它是根据哪些条件推导出来的?
它有何实际应用?
4-14已知某内河船的排水量△=573t。
在横倾角?
?
30度时的浮心坐标
yc30?
米和zc30?
米。
船舶正浮时的浮心坐标zc0?
米,重心竖坐标zG?
米。
求船在横倾角?
?
30度时的回复力矩。
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第五部分破舱稳性
5-1已知某船的数据为:
L=95米,B=米,Tf=米,Ta=米,Cb=,Cwp=,Xp=米,GM=米,GML=125米。
因船体损伤,双层底舱淹水,该舱的体积v?
60m3,形心坐标x=20米,y=米,z=米。
求该船损伤后的横倾角和首尾吃水。
5-2某内河船的数据为:
Δ=800吨,T=米,TPC=吨/厘米,GM=米,求该船破损后的浮态和稳心高。
已知淹水舱的进水体积v=90米,形心坐标x=xF,y=米,z=米,自液面面积为l×b=×米。
5-3某内河船原处于正浮状态,已知数据:
L=70米,B=米,T=米,TPC=吨/厘米,cB=,xF=-米,xG=米,GM=米,GML=米,zB=米。
船壳破损后有一长l=米,宽b=米的右舷舱淹水,淹水舱在原水平线下的体积v=90米3,形心坐标为x=米,y=米,z=米,破舱的水线面形心坐标为Xa?
米,Ya=米。
求该船破损后的浮态。
5-4请给出下列名词的定义,并以简图加以说明:
舱壁甲板限界线渗透率可浸长度分舱因数许用舱长
5-5应用损失浮力法和增加重量法计算破损舱稳性的主要差别是什么?
5-6根据这两种方法计算一长方形浮箱在正中部舱破损时的GM和MR。
浮箱在未破损时的主尺度为L=60米,B=12米,MRTF?
TA?
4米,KG=米,
23
?
=10吨/米3。
破损舱室的舱长l=20米,舱宽为浮箱宽,外板的
排水体积忽略不计。
14
第六部分船舶下水计算
6-1某船的下水重量是2000吨,滑道坡度为1/18,静摩擦系数fs=。
问当支闩开启时船体能否滑动?
如不能滑动应采取什么措施?
6-2某船的下水重量Wc=2850吨,重心xG=-米,下水架前端在船中前米外,在滑行时浮力与浮心位置如下表所列船中在滑道末端后浮力浮心距滑道末端01130313306155091800122060152350绘制下水曲线,并求尾浮位置;前支架支承压力;
为使不发生尾落现象,滑道长度是否充分?
6-3某船下水时采用两条滑道,滑板与滑道接触长度为163米,每条滑板宽米,下水重量Wc=9600吨,重心距滑板前端之距离为米。
求:
滑道的平均支承压力;
滑道前端及后端处滑道所受之压力。
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第一部分船体形状及近似计算
1-1已知某船的吃水为,该吃水处的水线沿船长分为10等分,其坐标间距自首向尾的纵坐标值分别为:
0、、、、、l=,
、、、、和。
试分别用梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m时所围的面积。
并比较两种近似法求其水线面积和漂心坐标。
1-2某计算曲线的被积函数为y=x+2x+3x+4,取横坐标分别为x1=0、x2=1、x3=2、x4=3、x5=4m。
试分别用定积分、梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m之间所围成的面积。
并比较两种近似法则的相对误差。
1-3某船中横剖面的半宽坐标,自基线起向上分别为0、、、、、和。
两半宽坐标间的垂向间距为1m。
试用辛普生法求中横剖面的面积。
1-45000t货船各水线面面积如表1所示。
表1水线基线 水线面积0980112311651200122512402Aw水 线水线面积1280129313051320138513501360Aw试分别用梯形法和辛普生法求水线以下的排水体积。
1-5沿海客货船各水线的水线面积如表2所示。
表2水线基线 水线面0495605670725积(m2)试用辛普生法求水线以下的排水体积。
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1258138012681400773820870第二部分浮性
2-1计算如图所示浮船坞水线面的有效面积对倾斜轴xx和yy之惯性矩。
已知坞长L=,坞宽B=,b=
2-2某挖泥船的水线面如图所示,该水线面的几何要素为:
L=30m,B=,l=12m,b=,l1=2m,l2=,b1=,b2=。
求该水线面面积Aw及形心坐标xB,yB。
2-3某船水线长L=100m,在正浮状态时,各站号的横剖面面积如下表所列:
站号横剖面面积
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0123456789100 0以适当比例画出该船的横剖面面积曲线;
用梯形法和辛氏第一法按表格计算排水体积▽,用梯形法和辛氏第一法按表格计算浮心纵向坐标Xb;求纵向棱形系数Cp。
2-4某海船中横剖面是长方形。
各水线长均为128m,最大宽度为,每隔上而下各水线面面积系数是:
,,,和。
试列表计算:
各水线的每厘米吃水吨数;
最高水线下地排水量和浮心垂向坐标;
自上而下第二水线下的排水量和浮心垂向坐标;最高水线下的方形系数;最高水线下的棱形系数。
2-5某船长为60m,其水线下横剖面为半圆形),从尾垂线起其半宽坐标为:
,,,,,,试求水线面漂心位置xF;排水体积▽;浮心坐标xB,zB;方形系数CB。
2-6某船长为60m,其水线面下横剖面均为等边三角形,从尾垂线起各站的宽度值为:
,,,,,,试求水线面漂心位置xF;排水体积▽;浮心坐标xB,Zb;方形系数CB。
并与习题2-5的计算结果做一比较。
2-7某船的一个煤舱长为24m,自尾至首各横剖面面积,,,,这些剖面的形心在基线以上的高度分别为,,,,。
剖面之间的间距为6m。
设煤舱的积载因数为/t,试列表计算:
该舱载煤吨数;该舱的重心位置。
2-8某海船各水线的排水量为10804,8621,6511,4550,2810,1331,263,各水线间距为,求在吃水为时船的浮心垂向坐标zB。
2-9某海船各水线面面积为200,185,160,125,30,试求该水线面的每厘米吃水吨数TPC,并按一定的比例绘制TPC=f曲线。
若设其水线间距
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为,试求船在各水线下的排水体积,并按比例绘制▽=f曲线。
2-10某海船具有下列数据:
水线号水线面面积吃水吨数曲线。
2-11某货船在A港内吃水T=要进入B港,其吃水不能超过d1=,船在d2=时,(TCP)2=/cm,在吃水d3=时,(TCP)3=/cm,假定每厘米吃水吨数对于吃水的变化是一直线,求船进入B港前必须卸下的货物重量。
2-12某船船长L=164m,船宽B=,方形系数CB=,水线面系数CWP=,在海水中平均吃水d=,求船进入淡水中的平均吃水。
2-13某船淡水进入海水,必须加载荷p=175t,才能使其在海水中的吃水和淡水中的吃水相等。
求增加载重后的排水量。
2-14某船在海水中的正常吃水d=,排水量Δ=930t,水线面面积Aw=606m,型深D=,在甲板处的水线面面积Aw1=658m,假定船的水上部分舷侧是直线形状,求储备浮力占排水量的百分比。
2-15某内河客货船的尺度的要素如下:
吃水d=,方形系数CB=,水线面系数Cwp=,假定卸下货物重量p=8%排水量。
求船的平均吃水。
2-16船舶的平衡条件是什么?
船舶的漂浮状态通常有哪几种情况?
表征各种浮态的参数有哪几个?
根据静力平衡条件,列出各种浮态的平衡方程。
2-17船舶的重量W和重心位置G(xG,yG,zG)如何计算?
2-18民用船舶的空载排水量和满载排水量的含义如何?
军用舰艇的排水量有哪
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06301810293631024411045116461220水线间距δd=,按梯形法列表计算并绘制:
排水量曲线;每厘米
几种?
其含义如何?
2-19按垂向计算系统和纵向计算系统叙述船舶的排水体积▽和浮心位置B的计算原理及具体步骤。
并分别写出其积分基本公式和数值积分公式,同时熟悉表格计算形式。
2-20垂向和纵向计算系统通常应用于哪种浮态?
2-21以水线面面积曲线为例说明定上限积分和变上限积分的含义。
并用梯形法写出两者的数值积分公式。
2-22何谓每厘米吃水吨数TPC?
其吃水吨数TPC=ωAw/100是如何导出的?
它有什么用途?
试举例说明。
2-23分别叙述水线面面积曲线Aw=f(z)和横剖面面积曲线AS=f(x)的特性。
2-24排水体积曲线的特性如何?
分别说明型排水体积,总排水体积和储备浮力的含义是什么?
2-25浮心垂向坐标zB和纵向坐标xB如何计算?
2-26何谓邦戎曲线?
如何绘制?
它有什么用途?
2-27如何应用邦戎曲线计算船舶具有纵倾浮态下的排水体积▽和浮心坐标B?
2-28当船舶从淡水驶入海水,吃水有什么变化?
其相应的浮心和浮态又发生了什么变化?
2-29某船某航次离港时船舶重量为W=19503t,重心距基线高为Zg=。
到港时油和淡水共消耗,其重心距基线高为。
试求到港时船舶重心距基线高?
又以上算出的船舶重心偏高,为保证船舶在到港前的安全,在第三和第四压载舱内加装压载水,其重量和重心见下表。
试求压载到港后船舶重心距基线高。
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