船舶靜力學(xué)大題匯總

1、一、某船一水線半寬如下，站間距7米，試用梯形法列表計算水線面面積，漂心坐標(biāo)。答：由梯形法列表計算：站號水線半寬（米）面矩乘數(shù)慣矩乘數(shù) （）2面矩函數(shù) ()´()慣矩函數(shù) () ´ ()水線半寬立方（)300.5-525-2.512.50.12514.4-416-17.670.485.18424.85-39-14.5543.65114.08412535-24-102012545.2-11-5.25.2140.60855.20000140.60864.95114.954.95121.28737574.8249.619.2110.59284.353913.0539.1582.31

2、287593.1541612.650.431.255875100.75253.517.50.343總和，43.1-6.15282.95951.40025修正值0.60.5150.234修正后42.5-6.65267.95951.16625計算公式AW 2L×CWP AW/(LB)Xf= L×/IL= 2(L)3×-AW´Xf2 IT= 2/3×L×計算結(jié)果5951.63 -1.10 183099.904438.78 二、試述如何衡量初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性的優(yōu)劣，初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性之間有何異同。（10分）初穩(wěn)性初穩(wěn)性有效范圍015°

3、;橫傾角全傾角穩(wěn)心位置固定(近似假定)變化衡量物理量穩(wěn)心高靜穩(wěn)性臂，動穩(wěn)性臂應(yīng)用范圍小傾角靜穩(wěn)性靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性衡量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)心高的大小（唯一標(biāo)準(zhǔn)）最大靜穩(wěn)性臂，極限靜傾角，極限動穩(wěn)性臂，極限動傾角，穩(wěn)性消失角，原點處斜率（穩(wěn)心高）等多種參數(shù)二者的關(guān)聯(lián)：靜穩(wěn)性曲線在原點處斜率為穩(wěn)心高三、分別繪圖并說明如何應(yīng)用靜穩(wěn)性曲線及動穩(wěn)性曲線，確定船舶在風(fēng)浪聯(lián)合作用下，所達到的動橫傾角，以及船舶所能承受的最大風(fēng)傾力矩和極限動傾角。（20分）答：設(shè)艦艇受到的外力矩（如風(fēng)傾力矩）為，如圖3.19，在靜穩(wěn)性曲線上，作水平線AD，使，并移動垂線CD使，即可確定動橫傾角。但是，由于要湊得兩塊面積相等，實際操作比較麻

4、煩，故通常直接應(yīng)用動穩(wěn)性曲線來確定。圖1 靜、動穩(wěn)性曲線的應(yīng)用橫傾力矩所作的功為由于為常數(shù)，所以為一直線，其斜率為，故當(dāng)弧度53.3°時，。因此，在動穩(wěn)性曲線上的橫坐標(biāo)57.3°處作一垂線，并量取得N點，連接ON，則直線ON即為隨而變的規(guī)律。與TR兩曲線的交點C1表示橫傾力矩所作的功與復(fù)原力矩MR所作的功相等。與C1點相對應(yīng)的傾角即為。潛艇所能承受的最大風(fēng)傾力矩（或力臂）在靜穩(wěn)性曲線圖上，如圖1所示，如增大傾斜力矩，則垂線CD將向右移，當(dāng)D點達到下降段上的D位置時,如傾斜力矩再增大,復(fù)原力矩所作的功不能與傾斜力矩所作的功相等，所以，這時的傾斜力矩即為所求的最大傾斜力矩（或力

5、臂），D點相對應(yīng)的傾角稱為極限動橫傾角。在動穩(wěn)性曲線圖上，過O點作與動穩(wěn)性曲線相切的切線，此直線表示最大傾斜力矩所作的功，直線在57.3°處的縱坐標(biāo)便是所求的最大傾斜力矩（或力臂），切點D1對應(yīng)的傾角便是極限動橫傾角。四、某海船，L=125m， 。現(xiàn)將一個矩形艙破損進水，經(jīng)堵漏只淹進240t海水，進水重心位置在處，該艙長，寬，高，求淹水以后船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性。（20分）解：矩形艙進水后經(jīng)過堵漏處理，沒有完全進水，而且海水和艙內(nèi)水沒有聯(lián)通，因此可按第二類艙室處理，下面采用增加重量法計算。吃水增量：新的橫穩(wěn)性高，具有穩(wěn)定性。新的縱穩(wěn)性高由于增加重量的重心在中線面上，無橫傾發(fā)生?？v傾計算：五

6、、某貨船在A港內(nèi)吃水T5.35m，要進入B港，其吃水不能超過T14.60m，已知吃水T25.50m時，水線面面積AW1860m2，T34.50m時，AW1480m2，假設(shè)水線面面積隨吃水的變化是線性的，求船進入B港前必須卸下的貨物重量。（水的密度1.00 ton/m3）解：根據(jù)T2和T3時的吃水以及水線面面積隨吃水變化的線性假定可得T3<T<T2時船舶水線面面積的變化關(guān)系為了滿足吃水要求，船舶應(yīng)卸下的載荷為六、 證明題：(10分)在船體計算中通常采用梯形法和辛普生法計算曲線下面積，試證明：采用辛普生第一法計算右圖中曲線下的面積為l-lxy0 y1 y2第二題圖 A= (y0+4&#

7、180;y1+y2) ´l/3證明：假設(shè)曲線可以用拋物線近似代替y = ax2+bx+c （2分）當(dāng)x = l時，y0 = al2bl + c （1分） 2.1當(dāng)x = 0時，y1 = c （1分） 2.2當(dāng)x = l時，y2 = al2 + bl + c （1分） 2.3曲線下面積 （2分） 2.4若將面積A表示為坐標(biāo)值的函數(shù) （1分） 2.5將2.1,2.2,2.3代入2.5，并和2.4式比較可得 （2分）七、計算題(10分)某內(nèi)河駁船D1100 ton，平均吃水d2.0m，每厘米吃水噸數(shù)TPC6.50 ton/cm，六個同樣的艙內(nèi)裝石油，每個艙內(nèi)都有自由液面，油艙為長方形，其尺

8、度為l15.0m，b6.0m，這時船的初穩(wěn)性高為GM1.86m，若把右舷中間的一個艙中重量p120ton的油完全抽出，其重心垂向坐標(biāo)ZC0.80m，求船的橫傾角。已知石油的密度r0.9ton/m3。解：卸載后，船舶吃水變化量為 （2分）考慮到卸載以后船舶減少了一個自由液面，卸載后船舶的初穩(wěn)心高 （5分）船舶的橫傾角 （2分） （1分）船舶的橫傾角為左傾9.48°。八、計算題(15分)某船排水量D=4430ton，平均吃水T5.3m，重心G點距基線高度為3m，任意角度下浮力作用線至S點的距離試求：1 在靜力作用下的極限傾覆力矩；2 動穩(wěn)性曲線表達式；3 船在最大擺幅10度時的極限動傾角

9、和極限傾覆力矩；cdba4 若重心升高0.2m，求時的靜穩(wěn)性臂。解：1.在靜力作用下的極限傾覆力矩； 當(dāng)時ls有極大值 （2分）靜力作用下極限傾覆力矩 （2分）2.動穩(wěn)性曲線表達式； （4分）3.船在最大擺幅10度時的極限動傾角和極限傾覆力矩；設(shè)極限傾覆力矩為Mq10，則 （2分）即除外僅有唯一解（風(fēng)傾力矩功曲線和動穩(wěn)性曲線相切）。為了滿足這一條件，方程 有唯一解，則 ，極限動傾角 （2分）4.若重心升高0.2m，求時的靜穩(wěn)性臂。重心升高后，靜穩(wěn)心臂 （2分）當(dāng)時 （1分）九、某長方體船，L20m，B4m，T2m，現(xiàn)將船劃分為八個艙室A-H，如右圖所示。開始時處于正浮狀態(tài)，求G艙破損后長方體船

10、的漂心位置，縱、橫穩(wěn)性高及四個角點a,b,c,d的吃水。（假設(shè)重心高度zG = 2.0m）xyA BC DE FG H解：采用損失浮力法計算排水量： （w=1）G艙破損后漂心位置 (以上3分 )吃水改變量 新的吃水 （2分） 若船仍保持正浮狀態(tài)，由于水下部分為柱體，新的浮心位置； （2分）破損后船的水線面慣性矩 新的穩(wěn)心高（算出穩(wěn)心高得5分）橫傾角縱傾角（算出浮態(tài)得2分）a點吃水：b點吃水：c點吃水：d點吃水：（算出吃水得1分）十、某箱形雙體船橫剖面如圖所示，其重心在基線以上3.875m，吃水T2.0m，如果要求初穩(wěn)性高GM³2m，求兩單體中心線相隔的間距d的最小值。2m3md解：雙

11、體船的水線面慣性矩： （5分）排水體積 （8分） （2分）兩單體中心線相隔間距至少4m十一、已知某船的數(shù)據(jù)為：L=95m，B=12.4m，TF=5.8m，TA=6.3m，cB=0.7，cWP=0.78，xF=1.4m，GM0.42m，GML=125m。因船體損傷，雙層底艙淹水，該艙的體積v=60m3，形心坐標(biāo)x=20m，y=2.7m，z=0.4m。求該船損傷后的橫傾角和首尾吃水。解：根據(jù)題中所提供的數(shù)據(jù)可知，破損前，船舶的排水體積為 （1分）排水量為平均吃水 （1分）水線面面積 （1分）由于破損艙室為雙層底艙，因此可按第一類艙室進行計算。按照增加重量法，進水量轉(zhuǎn)換為重量的增加。增加的重量 ,重

12、心位置為破損艙室的形心位置。進水后吃水的增加量 （2分）（6分）橫傾角為： （1分）縱傾值為： （1分）首吃水為： （1分）尾吃水為： （1分）十二、計算題（10分）某船的水線面如圖所示，求該船的水線面面積AW，漂心xf及過漂心的慣性矩IT，IL。xy10m10m6m4m3m3m6m解：水線面可分為3個部分水線面面積m2 （2分）水線面關(guān)于y軸的靜矩：m3 （2分）水線面漂心m （2分）繞x軸的慣性矩m4 （2分）繞y軸的慣性矩m4m4 （2分）十三、計算作圖題（20分）長方體船，船長L30m，船舶的橫剖面為正方形，船寬B=6m，型深D6m，吃水T3m。重心高度xg=1.5m。求：1 該船的初

13、穩(wěn)心高。（2分）2 任意橫傾角時該船的浮心位置（5）。3 任意橫傾角時的靜穩(wěn)性臂，動穩(wěn)性臂。（5分）4 求該船具有25°初始橫傾角時的最大風(fēng)傾力矩和極限動傾角。（已給出如圖所示穩(wěn)性曲線）（4分）5 若在甲板上方中央開一艙口，求該船有25°初始橫傾角時的最大風(fēng)傾力矩及相應(yīng)的極限動傾角。（4分）（4，5采用圖解法應(yīng)在圖上反映求解過程及標(biāo)明相應(yīng)物理量，靜穩(wěn)性曲線見大圖）解：.1. 初穩(wěn)心高 （2分）23，由于橫剖面為正方形，任意傾角下的等體積水線都過正方形形心。甲板進水角對于如圖所示的梯形，abh形心計算如下，根據(jù)梯形形心公式可知當(dāng)q<45°，代入梯形形心公式可得

14、水下體積的型心為：， （5分）靜穩(wěn)性臂動穩(wěn)性臂：當(dāng)135°>q>45°時，同樣可以利用梯形形心公式得：，靜穩(wěn)性臂動穩(wěn)性臂：當(dāng)q>135°時，動穩(wěn)性臂：（5分）4，5為作圖題，區(qū)別在于5由于有甲板開口，極限動傾角不得大于90度。fd(4)=153°ld(4)=0.80ld(5)=0.6157.3°4題的作圖見圖中粗實線，5題作圖見粗點劃線。根據(jù)作圖可知，4題，極限動傾角為153度，最大動穩(wěn)性臂0.8m，因此，最大風(fēng)傾力矩噸.米5題由于有開口，極限動傾角為90度，最大動穩(wěn)性臂0.61m，最大風(fēng)傾力矩噸.米（8分，包括作圖）十四、某

15、船的水線面如圖所示，求該船的水線面面積AW，漂心xf及過漂心的慣性矩IT，IL。60m6m6m15m9m9m9m9m18mxy水線面面積： m2 （2分）水線面關(guān)于y軸的靜矩 m3（2分）漂心m（2分）關(guān)于y軸的慣性矩m4關(guān)于x軸的慣性矩m4橫傾慣性矩m4 （2分）縱傾慣性矩m4 （2分）十五、試推導(dǎo)（5，8，-1）法公式 l-lxyy0 y1 y2第二題圖ABC解： 假設(shè)曲線可以用拋物線近似代替y = ax2+bx+c （1分）當(dāng)x = l時，y0 = al2bl + c 2.1當(dāng)x = 0時，y1 = c 2.2當(dāng)x = l時，y2 = al2 + bl + c 2.3 （2分）曲線下面積

16、 2.4 （1分）若將面積A表示為坐標(biāo)值的函數(shù) 2.5 （1分） 將2.1,2.2,2.3代入2.5，可得 （1分）與2.4比較得 （2分）可得： （2分）十六、某艦艇360t，T=2.00 m，TPC=2.8 t/cm，L56 m，Xf-2.0 m，GM=0.66 m，GML120 m，艇出航后，首部原已裝滿淡水的水艙，用去淡水P=5.6 t，其重心在（8.0m，2.0 m，0.7 m）處，已知淡水艙水平截面為矩形，l=4.5 m，b=3.0 m，求此時艇的浮態(tài)和穩(wěn)性。答：1）艦艇的平均吃水增量：T-P/（×Aw）=-P/（100×TPC）=-5.6/(100×

17、2.8）=-0.02 m;2) 艦艇新的橫穩(wěn)心高： G1MGM+（P（+P）×（T +T/2Z GM) 0.66-（5.6（360-5.6）×（2.0-0.01-0.7-0.66）- 0.62 m；3）艦艇新的縱穩(wěn)心高： G1ML（+P）×GML （360（360-5.6）×120- 121.83 m；4）橫傾角： tan=P×y/(（+P）×G1M)=5.6×2.0/(360-5.6) ×0.62)=-0.05=-2.92°；5）縱傾角：tan=P×（x-xf）/(（+P）×G1ML

18、)=5.6×(8+2)/(360-5.6) ×121.83)=-0.0013=-0.074°；6）由縱傾引起的首尾吃水增量： TF（L/2-Xf）tan=(56/2+2) ×(-0.0013)=-0.039； TA（L/2+Xf）tan=-(56/2-2) ×(-0.0013)=0.034；7）首尾吃水TFT+TF2.00-0.0391.941 m；TAT+TA2.00+0.0342.034 m；該艦體用去淡水后產(chǎn)生尾傾。十七、某海船長Lpp=120米，首尾吃水均為T=7.40米，排水量10580噸，KB3.84米，BML125.64米，KG6

19、.56米，xF=0，當(dāng)船上有一重量p=100噸，從船尾移向船首，移動距離為60米，求此時船的首尾吃水為多少？解： 35m20m35m100m7m12mAB 0十八、某海洋平臺水下有兩個箱型浮體，單個箱型體的尺寸為：，每箱型浮體和平臺之間用4個的立柱連接，立柱和浮箱間為水密連接。平臺的詳細(xì)尺寸如圖所示。重心高度在基線以上19m處，海水密度取1.028噸/立方米。求：（1） 平臺的排水量和初穩(wěn)心高。（2） 若A立柱受浮冰碰撞而進水，求平臺在A立柱破損后的橫傾角和按損失浮力法得到的初穩(wěn)心高。（3） 若要將平臺浮正，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穩(wěn)心高。（共20分）解：排水體積

20、：排水量：噸浮心縱坐標(biāo)：水線面慣性矩：m4 初穩(wěn)心高：A支柱按第三類艙室破損后，可采用損失浮力法計算船的橫傾角和初穩(wěn)心高。損失排水體積及型心位置：；新的水線面面積：吃水增量：新的漂心橫坐標(biāo)：新的水線面慣性矩新的浮心縱坐標(biāo)：m浮心橫坐標(biāo)：新的橫穩(wěn)心高：橫傾角;若要將平臺扶正，在B樁的注水體積為v2，注水量的橫坐標(biāo)為y2=35，當(dāng)船扶正至正浮狀態(tài)時，船的橫傾力矩為零，重力，浮力的力矩平衡方程為m3吃水增量：注水深度 （相當(dāng)于AB立柱內(nèi)的水面齊平）注水量的重心高度為：扶正后的初穩(wěn)心高：在最后一步的初穩(wěn)心高計算結(jié)果，B支柱的注水量是作為增加重量計算的，若將B支柱的注水量也作為浮力的損失，則計算結(jié)果為1

21、.468m。十九、試述在船上增加小量載荷P時，加載的垂向位置對初穩(wěn)心高和復(fù)原力矩的影響答：由穩(wěn)性公式可得：（+P）×G1M×sin=×GM×sinP(Z(TT/2) ×sin (1分)（+P）×G1M=×GM -P(Z-(T-T/2) (1) （1分）可得G1M= GM （+P）×（T +T/2Z GM) (2) （1分）由(1)式可知，當(dāng)Z= T +T/2處時，（+P）×G1M=×GM，復(fù)原力矩MR不受影響，（2分）當(dāng)ZT +T/2處時，復(fù)原力矩MR減?。唬?分）當(dāng)ZT +T/2處時，復(fù)原力矩

22、MR增大。（2分）由(2)式可知，當(dāng)Z= T +T/2 GM時，為極限位置，初穩(wěn)心高不變；（2分）當(dāng)Z T +T/2 GM時，初穩(wěn)心高減??；（2分）當(dāng)Z T +T/2 GM時，初穩(wěn)心高增大。（2分）二十、某內(nèi)河船處于正浮狀態(tài)，已知L=70m，B=10.2m，T=2.3m，TPC=5.7ton/cm，CB=0.68,，zB=1.24m. 船殼破損后有一個長8.0m，寬5.1m的右舷艙淹水，淹水艙在原水線下的體積為90m3,形心坐標(biāo)為（9.0m,2.5m,1.2m）,破艙的水線面形心坐標(biāo)為（9.0m,2.55m）。求破艙后的浮態(tài)。解：淹水艙破損后，艙內(nèi)水面高度為90/8/5.1/2+1.2=2.3

23、029>2.3所以，艙內(nèi)水面與船外水面保持在同一水平面上，為第三類艙室，用增加重量法計算。1）（1分）平均吃水增量：Aw=100*TPC/=570a=8*5.1=40.8=v/(Aw-a)=90/(570-40.8)=0.172）（2分）剩余水線面漂心位置： =（570*（-0.8）-40.8*9）/(570-40.8) =-1.56 =(-40.8*2.55）/(570-40.8)=-0.1973）（2分）剩余水線面面積對通過其漂心的縱橫慣性矩：4) （2分）浮心位置的變化 =0.68*70*10.2*2.3=1116.696=90*(9+1.56)/ 1116.696=0.8511=

24、90*(2.5+0.197)/ 1116.696=0.2174=90*(1.2-(2.3+0.17/2)/ 1116.696=-0.09555）（3分）縱、橫穩(wěn)心半徑的變化=8.0*5.13/12=88.434=5.1*83/12=217.6= =(-(217.6+40.8*(9+0.8)2)-(570-40.8)*(-1.56+0.8)2)/1116.696=-0.82664= =(-(88.434+40.8*2.55*2.55)-(570-40.8)*(-0.197)2)/1116.696=-0.33526）（2分）縱橫穩(wěn)心高的變化=+=-0.0955-0.82664= -0.92214=

25、+=-0.0955-0.3352= -0.43077）（2分）新的縱橫穩(wěn)心高=+=141.5 -0.92214=140.57786=+=1.2-0.4307=0.76938）（1分）橫傾角=90*(2.5+0.197)/(1116.696*0.7693)= 0.2825 9）（1分） 縱傾角=90*(9+1.56)/(1116.696*140.57786)=0.00610）（2分）縱傾引起的吃水變化= =(70/2+1.56)*0.0.06=0.2194= =-(70/2-1.56)*0.006=-0.200611）(1分)船舶最后的吃水 =0.17+0.2194=0.3894=0.17-0.

26、20=-0.03二十一、某長方體起重船的主尺度為L×B×D（型深）15×9×2m，起重船主體重量為56噸，重心高度0.85m，上層建筑重量78噸，重心高度7.5m，水的重量密度為1.025噸/立方米，求：1 排水量和重心高度（5分）2 船的吃水和浮心高度(5分)3 船的初穩(wěn)心高和縱穩(wěn)心高(5分)解：1）平均吃水的變化（1分） 2）新的橫穩(wěn)心高（4分）3）新的縱穩(wěn)心高（2分） 4）橫傾角 （2分） 左傾5）縱傾角 （2分） 尾傾6）首尾吃水的增量 （2分）7）新的首尾吃水 （2分）二十二、某貨船在A港內(nèi)吃水T5.5m，要進入B港，其吃水不能超過T14.50

27、m，已知吃水T26m時，水線面面積AW1860m2，T34m時，AW1460m2，假設(shè)水線面面積隨吃水的變化是線性的，求船進入B港前必須卸下的貨物重量。（水的密度r1.00 ton/m3）（10分）解：水線面面積曲線為： （5分）卸貨量噸（5分）二十三、三棱柱的橫截面為正三角形，材質(zhì)密度均勻，當(dāng)三棱柱的密度載什么范圍時，三棱柱能以圖示狀態(tài)浮于水面并保持浮態(tài)的穩(wěn)定。（15分）第三題圖解：設(shè)三棱柱截面邊長為a，密度為r，當(dāng)三棱柱浮于水面并保持平衡時è并且 （3分）浮心高度 （2分）重心高度 （2分）橫穩(wěn)心半徑 （3分）橫穩(wěn)心高（3）若三棱柱能保持穩(wěn)定平衡，則（1分）即 è三棱柱

28、穩(wěn)定浮于水面的條件是（1分）二十四、（共17分）某船的靜穩(wěn)性臂和動穩(wěn)性臂如圖所示-10123-20020406080100f°第四題圖求：1. 該船的穩(wěn)性消失角（2分）2. 該船的最大恢復(fù)力臂（3分）3. 在靜水中，動傾角是對應(yīng)的風(fēng)傾力臂（6分）4. 該船在20度初始橫傾角時的極限風(fēng)傾力臂（6分）（3、4問需在答題紙上用草圖說明求解方法）解：1.穩(wěn)性消失角100度 （2分）2.最大恢復(fù)力臂 （在該范圍內(nèi)度視為正確答案） （3分）3. （答案正確的1分，作圖5分）4. （答案正確的1分，作圖5分）-10123-20020406080100f°lf57.3°57.3&

29、#176;lq二十五、（18分）某長方體船，m，某破艙水線首吃水，尾吃水。求：1該破艙水線下，任意船長位置處的吃水和水線以下部分的橫剖面(5分)2該破艙水線下排水體積和浮心縱坐標(biāo)（5分）3該破艙水線對應(yīng)的破艙體積和形心位置（5分）4該破艙水線對應(yīng)的可浸長度（假設(shè)破艙形心附近水線以下部分的橫剖面面積 為均勻分布）（3分）解：設(shè)計排水體積 (m3)，浮心縱坐標(biāo)極限破艙水線下的吃水 (m) (3分)橫剖面面積 (m2) (2分)破艙水線下排水體積(m3) (2分)浮心縱坐標(biāo) (m) (3分)破艙體積 (m3) (2分)形心縱坐標(biāo) (m) (3分)可浸長度(m) (3分)二十六、（15分）某船的水線面

30、如圖所示，該水線面的幾何要素為：L=30m,B=8.2m,l=12m,b=1.5m,l1=2m, l2=1.5m, b1=1.2m, b2=1.5m。求：改水線面面積Aw及型心坐標(biāo)xB , yB Bxyb2l2ll1b1bLo解：xyA BC DE FG H二十七、某長方體船，L20m，B4m，T2m，現(xiàn)將船劃分為八個艙室A-H，如右圖所示。求F艙破損后長方體船的殘余水線面面積，殘余水線面漂心位置，和縱、橫傾慣性矩。F艙破損后：殘余水線面的漂心： 殘余水線面的橫傾慣性矩：殘余水線面的縱傾慣性矩：二十八、計算題(15分)長方體船的設(shè)計狀態(tài)，某極限破艙水線的首尾吃水分別為，求該極限破艙水線對應(yīng)的破

31、艙長度和破艙水下部分型心縱坐標(biāo)，假設(shè)破艙水下部分橫剖面面積為常數(shù)，取破艙體積形心處的橫剖面面積。 解： 設(shè)計排水體積：浮性縱坐標(biāo)：破損后排水體積：浮性縱坐標(biāo)：進水艙室體積：進水艙室形心縱坐標(biāo)：進水艙室形心處的吃水為：形心處橫剖面水線面積：破艙長度：二十九 從計算依據(jù)、計算方法、計算步驟和相關(guān)公式等多方面談?wù)勅绾芜M行靜水力曲線圖的計算和繪制答：靜水力曲線包含：（1）水線面面積和漂心縱坐標(biāo)曲線，水線面計算的相關(guān)公式為：面積：；漂心：縱傾慣性矩：橫傾慣性矩：（2）排水體積和浮心位置曲線：相關(guān)計算公式為：排水體積：浮心縱坐標(biāo)：浮心垂向坐標(biāo)：（3）型排水量和總排水量曲線：型排水量：總排水量：（4）TPC

32、曲線，穩(wěn)心半徑曲線(BM)（或穩(wěn)心垂向坐標(biāo)曲線），MTC曲線（或縱穩(wěn)心半徑曲線）（5）船型系數(shù)曲線計算依據(jù)是型值表，采用數(shù)值積分方法列表計算。計算步驟按上述次序進行。三十、某江船L=58.0米，B=8.3米，T=1.2米，CB=0.65，CWP=0.78，XF=-0.85米， =148.0米，為了維修螺旋槳，必須使尾吃水減小 0.4米，現(xiàn)已從尾部卸去了載荷 p1=20噸，其重心坐標(biāo) x1=-16.0米，還要在首部 x2=26米處裝載多少載荷？解：尾部吃水改變量為卸載引起的平均吃水改變量和縱傾引起的為吃水改變量之和。由于縱穩(wěn)心高很大，鞋子對于縱穩(wěn)性高的影響很小，可以近似的認(rèn)為縱穩(wěn)心高不變。 將計

33、算結(jié)果代入上式得：解得：即首部還需加載24.15噸載荷三十一、某船一水線面半寬如下，站間距L7米，試用梯形法和辛普生第一法分別列表計算水線面面AW，漂心坐標(biāo)Xf，及慣性矩IT，IL。 站號012345678910Yi(m)0.504.404.855.005.205.204.954.804.353.150.70解：梯形法站距7m站號Yi(m)力臂靜矩函數(shù)f(IL)f(IT)IIIIIIIVVVIII*IIIIII*IVII300.5-5-2.500 12.500 0.125 14.4-4-17.600 70.400 85.184 24.85-3-14.550 43.650 114.084 35-

34、2-10.000 20.000 125.000 45.2-1-5.200 5.200 140.608 55.200.000 0.000 140.608 64.9514.950 4.950 121.287 74.829.600 19.200 110.592 84.35313.050 39.150 82.313 93.15412.600 50.400 31.256 100.753.500 17.500 0.343 求和43.1-6.150 282.950 951.400 修正量0.60.500 15.000 0.234 修正和42.5-6.650 267.950 951.166 水線面面積：Aw=

35、2*(Sy)'*l595m2水線面靜矩：Mox=2*(Sm)'*l2-651.7m3漂心總坐標(biāo)：Xf=Mox/Aw-1.09529m橫傾慣性矩：IT=2*(SIT)'*l/34438.776m4關(guān)于y軸的慣性矩：Iy=2*(SIy)'*l3183813.7m4縱傾慣性矩：IL=Iy-Aw*xf2183099.9m4辛普生法站距7m站號Yi(m)系數(shù)面積函數(shù)力臂靜矩函數(shù)f(IL)y3f(IT)IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXII*IIIIII*IVVIII*III00.510.5-5-2.500 12.500 0.1 0.1 14.4417.6-4-70.

36、400 281.600 85.2 340.7 24.8529.7-3-29.100 87.300 114.1 228.2 35420-2-40.000 80.000 125.0 500.0 45.2210.4-1-10.400 10.400 140.6 281.2 55.2420.800.000 0.000 140.6 562.4 64.9529.919.900 9.900 121.3 242.6 74.8419.2238.400 76.800 110.6 442.4 84.3528.7326.100 78.300 82.3 164.6 93.15412.6450.400 201.600 31

37、.3 125.0 100.710.753.500 17.500 0.3 0.3 求和130.1-24.100 855.900 2887.6 水線面面積：Aw=2(Sy)'*l/3607.1333m2水線面靜矩：Mox=2(Sm)'*l2/3-787.267m3漂心總坐標(biāo)：Xf=Mox/Aw-1.29669m橫傾慣性矩：IT=2*(SIT)'*l/3/34491.841m4關(guān)于y軸的慣性矩：Iy=2*(SIy)'*l3/3195715.8m4縱傾慣性矩：IL=Iy-Aw*xf2194695m4三十二計算題（18分） 某載體平臺由是個截面為正方體的柱體提供浮力，柱體

38、中心線的間距L=12m，柱體邊長為a，載體吃水T=3m，載體重心高度zg=3m，要求在160噸米力矩的作用下，載體的靜傾角不得超過10度，則柱體的邊長a至少是多少？（在估算時，可忽略單個柱體水線面對自身中和軸的慣性矩，以及其他支撐結(jié)構(gòu)的浮力）TLLL側(cè)視圖俯視圖第三十二題圖 解：排水體積：；浮心垂向坐標(biāo) 水線面慣性矩： 穩(wěn)心高：設(shè)計要求：柱體邊長至少要求2.7m三十三、計算題(17分)某船的排水量為5000噸，進水角fE=60°，大傾角穩(wěn)性曲線如下表所示：f05101520253035l0.000 0.200 0.400 0.574 0.720 0.832 0.934 1.024 l

39、d0.000 0.009 0.035 0.077 0.134 0.202 0.279 0.364 f4045505560657075l1.097 1.134 1.092 0.964 0.755 0.508 0.228 -0.072 ld0.4570.5540.6510.7410.8160.8710.9030.910若船舶的初始橫傾角為20度，環(huán)境的最大風(fēng)傾力矩為2500噸.米，求該船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)。解：由于進水角的存在，本題中的極限動傾角步大于，從圖解法來看，無進水角時，極限動傾角大于60度，取極限動傾角為60度，極限風(fēng)傾力臂：穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)該船不能抵抗極限風(fēng)載荷，穩(wěn)性不符合要求dc三十四 船舶型線

40、圖由那些視圖組成，完整的船舶型線圖應(yīng)包含那些元素？船體縱剖線應(yīng)如何繪制（如何取點）？（10分）答：船舶型線圖有半寬水線圖、橫剖線圖和縱剖線圖等組成； （3分）除了三個視圖外，一般還有主尺度和型值表及適當(dāng)?shù)臉?biāo)注、制圖、審圖等人員的名字。（3分）在繪制縱剖線時，需要根據(jù)半寬水線圖中對應(yīng)水線和縱剖線的交點位置確定縱剖線和水線在縱剖線圖中的交點位置，根據(jù)橫剖線圖中對應(yīng)站線和縱剖線的交點位置確定縱剖線和站線在縱剖線圖中的交點位置，然后對所有交點進行光順連接，若無法光順則應(yīng)調(diào)整相應(yīng)的型值。（4分）三十五 某船的排水量為3000噸，進水角fE=50°，大傾角穩(wěn)性曲線如下表所示：f051015202

41、53035l0.000 0.200 0.400 0.574 0.720 0.832 0.934 1.024 ld0.000 0.009 0.035 0.077 0.134 0.202 0.279 0.364 f4045505560657075l1.097 1.134 1.092 0.964 0.755 0.508 0.228 -0.072 ld0.4570.5540.6510.7410.8160.8710.9030.910試求：1船在最大擺幅10度時的極限動傾角和極限傾覆力矩；2. 若船舶受到的最大風(fēng)傾力矩為1000噸.米，求該船的穩(wěn)性橫準(zhǔn)數(shù)。3. 若重心升高0.2m，求時的靜穩(wěn)性臂。三十六

42、棱柱的橫截面為等腰梯形，兩個底邊長度分別為a和a/3，腰長2a/3。棱柱材質(zhì)密度均勻，問當(dāng)棱柱的密度在什么范圍時，棱柱能以圖示狀態(tài)浮于水面并保持浮態(tài)的穩(wěn)定。（15分）30°a/3a第三十六題圖答：棱柱重量：重心高度：排水體積隨吃水的變化關(guān)系曲線為： ，浮心高度隨吃水的變化關(guān)系曲線為：水線面慣性矩隨吃水的變化關(guān)系曲線為：穩(wěn)性高隨吃水變化曲線為：由于GM曲線為一個有理多項式，難以進行直接求解，可采用圖解法進行近似計算tzB/aDisp/a2LIT/a3LBM/aGM/aro00.000 0.000 0.0031 0.000 0.040 0.037 0.014 0.0046 0.320 0

43、.019 0.037 0.050 0.045 0.018 0.0050 0.275 -0.017 0.047 0.100 0.083 0.039 0.0075 0.193 -0.061 0.102 0.150 0.116 0.063 0.0108 0.172 -0.049 0.164 0.200 0.145 0.090 0.0150 0.167 -0.025 0.233 0.250 0.173 0.119 0.0201 0.168 0.004 0.310 0.300 0.198 0.152 0.0262 0.172 0.034 0.395 0.350 0.222 0.187 0.0334 0.

44、178 0.064 0.487 0.400 0.245 0.226 0.0419 0.186 0.094 0.586 0.450 0.267 0.267 0.0517 0.194 0.124 0.693 0.500 0.289 0.311 0.0629 0.202 0.154 0.808 0.550 0.310 0.358 0.0757 0.211 0.184 0.930 0.577 0.321 0.385 0.0833 0.217 0.200 1.000 如上表所示，在GM>0的區(qū)域是棱柱可以正浮的位置。從表中的計算結(jié)果來看存在兩個臨界吃水，在區(qū)間之外的區(qū)域，棱柱可以穩(wěn)定正浮。假設(shè)在兩

45、個計算點之間，GM是線性變化的，通過線性插值可以得到：，對應(yīng)的密度分別為：，。保證正浮的密度范圍為：或。三十七、某船排水量D=6000ton，平均吃水T5.3m，重心G點距基線高度為3m，船舶的進水角為50度。任意角度下浮力作用線至G點的距離上式中，橫傾角的單位為度。試求：1 該船的初穩(wěn)心高；（3分）2 該船的最大回復(fù)力矩；（3分）3 動穩(wěn)性曲線表達式；（3分）4 根據(jù)規(guī)范要求，風(fēng)浪中船的初始橫搖角為10度，極限風(fēng)速下該船的風(fēng)傾力矩為1500噸米，求該船的穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)；（6分）5 若重心升高0.2m，求時的靜穩(wěn)性臂。（3分）答：(1) 初穩(wěn)性高：(2) 當(dāng)度時，靜穩(wěn)性臂達到最大值，為：(3) (4) 做出ld vs. f曲線，從,處做動穩(wěn)性臂曲線的切線，節(jié)點近似在60度左右，極限動傾力臂：穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)： (5) 若重心升高0.2m，時的靜穩(wěn)性臂為：三十八、半潛平臺水線面由六個等間距正方形組成圓柱體半徑r=3m，形心橫向間距為B=40m，縱向間距為L=30m，平臺排水量為，求水線面面積、橫傾慣性矩和縱傾慣性矩。，已知圓關(guān)于自身中和軸的慣性矩為：xyBLL第二題圖【答】：水線面面