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文檔簡介
1、 船舶設計原理名詞解釋1. 試航航速Vt:一般指滿載試航速度,即主機在最大持續(xù)功率的情況下,靜止在水中(不超過三級風二級浪)的新船滿載試航所測得的速度。服務航速VS是指船平時營運時所使用的速度,一般是平均值。2. 續(xù)航力:一般指在規(guī)定的航速或主機功率情下,船上一次裝足的燃料可供船連續(xù)航行的距離。3. 自持力:亦稱自給力,指船上所帶淡水和食品在海上所能維持的天數。4. 船級(船舶入級):是指新船準備入哪個船級社,要求取得什么船級標志,確定設計滿足的規(guī)范。5. 積載因數C:對于干貨船,通常用其表征貨物所需的容積,即每噸貨所要求的貨艙容積數,單位是T/m3。6. 船型:是指船的建筑特征,包括上層建筑
2、形式,機艙位置,貨艙劃分,甲板層數,甲板間高等。7. 載重量系數DW=DW0/0:它表示DW0占0的百分數,對同樣的船來說,DW大者,LW小,表示其載重多。而對同一使用任務要求,即DW和其他要求相同時,DW 大者,說明小些也能滿足要求。 8. 平方模數法:假定Wh比例于船體結構部件的總面積(用L,B,D的某種組合)如Wh=ChL(aB+bD)。該方法對總縱強度問題不突出的的船,計算結果比較準確,適用于小船尤其是內河船。9. 立方模數法:假定Wh比例于船的內部總體積(用LBD反映)則有Wh=ChLBD。該方法以船主體的內部體積為模數進行換算,Ch值隨L增加而減少的趨勢比較穩(wěn)定。對大、中型船較為適
3、用。缺點:沒有考慮船體的肥瘦程度,把LBD各要素對Wh的影響看成是等同的。10. 諾曼系數N:,表示的是增加1Tdw時船所要增加的浮力。11. 載重型船:指船的載重量占船的排水量比例較大的船舶。12. 布置地位型船:又稱容積型船,是指為布置各種用途的艙室,設備等需要較大的艙容及甲板面積的一類船舶。13. 失速:風浪失速是指船舶在海上航行,由于受風和浪的擾動,航行的速度較靜水條件時的減少量,這種速度損失有時是相當大的。14. 甲板淹濕性:是指在波浪中的縱搖和垂蕩異常激烈時,在船首柱處,船與波浪相對運動的幅值大于船首柱處的干舷,波浪涌上甲板的現(xiàn)象。15. 最小干舷:對海船來說,就是根據海船載重線規(guī)
4、范的有關規(guī)定計算得的Fmin值,它是從保證船的安全性出發(fā),為限制船舶在營運過程中的最大吃水而提出的要求,是從減小甲板上浪和保證儲備浮力兩方面考慮的。16. A型船舶:載運液體貨物的船舶(如油船)。這類船舶具有貨艙口小且封閉性好,露天甲板的完整性高,再如油船甲板上設備少,較易排水,貨物的滲透率低,抗沉的安全程度較高的特點等,稱為A型船。B型船舶:不符合A型船舶特點的其他船舶,他們的干舷應大些。17. 載重線標志:表示船在不同航區(qū),不同季節(jié),允許的最小干舷,以此規(guī)定船舶安全航行的最大吃水,便于港監(jiān)部門監(jiān)督。18. 登記噸位Rt:是指按船舶噸位丈量規(guī)范的有關規(guī)定計算得到的船內部容積,1登記噸位=2.
5、832m3=100立方英尺19. 總噸位Gt:登記噸位的一種,是計量除“免除處所”以外的全船所有“圍蔽處所”而得到的登記噸位。20. 結構吃水T:對于富裕干舷船,在設計時根據規(guī)范核算最小干弦,求得最大裝載吃水Tmax,并使船體結構實際符合Tmax的要求,此時Tmax又稱結構吃水。21. 最小干舷船:對于貨船,如運載積載因數?。–小于1.3)的重貨(煤、礦石等),可按載重線規(guī)范來決定最小干舷,從而可確定船的型深D,這種船稱為最小干舷船,其D即符合最小干弦的要求,也滿足容積的要求。22. 富裕干舷船:當設計C較大的貨船時,按載重線規(guī)范求得的最小干舷Fx所決定的D,不能滿足貨艙容積的要求。型深D需根
6、據艙容確定,船的實際干舷大于最小干舷,這種船稱為富裕干舷船。23. 變吃水船:在一般情況下,裝載至滿載吃水(設計吃水);又可在載重貨物時,吃水達到Tmax,根據這種要求設計的船就稱變吃水船。24載重線標志 :表示船在不同航區(qū),不同季節(jié)允許的最小干舷,以此規(guī)定船舶安全航行的最大吃水,便于港監(jiān)部門監(jiān)督。船舶設計原理簡答題第三章4、我國船舶的航區(qū)、航線是如何劃分的?答: 海船航區(qū)常分為沿海,近洋,遠洋等。按海船穩(wěn)定性規(guī)范分為、及三類航區(qū),其中類航區(qū)稱為無限航區(qū)。內河船常按水系名稱來分,如我國長江水域根據風浪及水流情況分為A,B,C級航段。不固定航線的船通常提出主要航行的航線或航區(qū)。定航線船通常給出停
7、靠的港口等等。7、何謂船舶入級?答:航行于國際航線的船舶依照國際慣例辦理船舶入級業(yè)務,應按海船入級章程申請入級,經檢驗合格后,發(fā)給相應的船級證書后,才能進行國際航行。8、試航速度Vt與服務航速Vs有什么不同?答:試航速度一般指滿載試航速度,即主機在最大持續(xù)功率情況下,靜止深水中的新船滿載試航所測得的航速。而服務航速是指船平時營運所使用的速度,一般是一個平均值。通常Vs較Vt慢0.51.0kn。9、什么叫船的續(xù)航力和自持力?續(xù)航力一般是指在規(guī)定航速或主機功率下,船上一次裝足的燃料可供船連續(xù)航行的距離。自持力有時也叫自給力,指船上所帶淡水、食品等能在海上維持的天數。10、任務書中對建筑特征、結構、
8、性能等的要求主要包括那些內容?答:建筑特征:包括上層建筑形式、機艙位置、貨艙劃分、甲板層數、甲板間高等;結構:指船體與上層建筑的材料、船體結構形式、甲板負載、特殊加強等的要求;性能:穩(wěn)性指采用什么規(guī)范、哪類航區(qū);浮性指首尾吃水的要求;抗沉性明確能滿足幾艙破損進水的要求;耐波性、抗沉性等等。11、舉例說明設計船的尺度受限制的原因船長L,因泊位短,港域小,河道曲折而調頭困難及通過船閘、船塢等原因,而使船長或最大長度有所限制。吃水T,如上海港不趕潮水只能是6m;而趕潮水,則船的最大吃水也只能是9.09.5m。世界上不少港口限制船的吃水在9.14m以下。內河船吃水受限制的情況更為突出。船寬B,如美國的
9、圣勞倫斯海港要求B不大于23.16m。船的水上高度部分,如南京長江大橋為28m,珠江大橋為8m等。12、船舶主要要素一般是指哪些?通常是指排水量,載重量DW,船廠L,船型B,吃水T,型深D,方形系數Cb,航速V及主機功率P等。13、什么是設計螺旋線?設計螺旋線表示的意思是:如任務書已給定載重量DW及主機類型(包括功率及轉速),此時可首先參考型船及有關資料,初估得一個排水量,并據此初估船長、型寬、吃水及型深,初選一個方形系數,并使其滿足浮性方程,即=Ka LBTC b 。然后,根據這套主尺度,參考型船及有關資料,估計空船重量,求出船的排水量,看其是否與第一步初估得的排水量相吻合,如有差別,再進行
10、主尺度及系數調整,直至排水量符合要求為止。這就是船的重量與浮力平衡的過程。根據已滿足重量與浮力平衡后的一套主尺度進行航速估算、總布置、容量估算、干舷檢驗、穩(wěn)性及其他性能校檢等,即校核船的各個主要性能是否滿足使用要求。在校核中,如發(fā)現(xiàn)某一項或幾項性能不符合要求,則必須調整船的主尺度及系數,再重復一次上述的循環(huán),直至設計者認為滿意為止。14、船舶設計分為幾個階段?各階段的作用、內容如何?(1)、初步設計作用:初步設計有進一步論證新船設計任務書合理程度的作用。內容:這階段只要求提供新船方案的主要技術文件,船體方面包括:船體說明書;型線圖;總布置草圖;中剖面結構圖及結構強度計算書;航速、穩(wěn)性、艙容等估
11、算書;主要設備、材料規(guī)格明細表等。(2)、技術設計作用:作為施工設計或簽訂合同的依據。內容:在這階段要求船體方面完成的技術文件有:船體設計說明書;較詳細的總布置圖;正式的型線圖;中橫剖面結構圖,基本結構圖,外板展開圖,肋骨型線圖,首、尾部及艙壁等結構圖;錨泊、起貨、操舵等結構圖;各系統(tǒng)的原理圖;重量及重心計算書;各項性能的詳細計算及有關說明書;詳細的設備、材料規(guī)格明細表等。(3)、施工設計內容:在船體方面主要為分段結構的施工圖和工藝規(guī)程,以及設備、舾裝的零件圖等(4)、完工文件內容:應根據建造期間對原設計圖紙所作的改動,繪出完工圖紙,根據實船傾斜試驗結果,修改原來的有關計算書,完成各項試驗并寫
12、出報告書。15船舶設計中要遵循哪些基本原則?1) 要密切結合我國的國情;2) 遵守國家和國際上的有關規(guī)范和法規(guī);3) 要樹立系統(tǒng)工程的思想;4) 要滿足安全、適用、經濟與美觀的要求。5) 要有正確的工作態(tài)度。16船舶主要要素一般是指哪些?各涉及到哪些基本問題?船舶主要要素一般是指排水量、載重量DW、船長L、型寬B、吃水T、型深D、方形系數Cb,航速V及主機功率P等。選擇與確定船舶主要要素所涉及的基本問題,可歸納為以下四個方面: 重量與浮力的平衡; 滿足船對容量與甲板面積的需要; 保證船的各種技術及經濟性能; 考慮使用、工藝等條件。第四章1、船舶平浮在預定吃水的條件是什么? 根據浮性原理,船舶平
13、衡于靜水中的條件是:浮力等于重量,重力與浮力的作用線在同一鉛垂線上。2、 船的典型排水量與載況有幾種?為什么說他們是典型的?民船的典型排水量通常稱為空船排水量和滿載排水量;對于貨船,設計中通常取四種典型載況:滿載出港,滿載到港,空載出港,空載到港。船舶在營運及航行過程中,載重量如貨,油,水等都是變化的。隨著載重量的變化,排水量也不同,因而船的各種性能也就不同,在這變化的無數排水量中,取出若干個典型的排水量,掌握了這些典型情況就掌握了船在使用過程中各種載況的性能。3、 如何理解準確估算空船重量的重要性?民船空船重量有哪幾個部分組成?重量估算是影響后續(xù)設計的基本工作,從某種意義上講,空船重量的準確
14、與否是船舶設計能否成功的關鍵之一。這是因為空船重量LW占整個排水量的很大一部分,且影響因素多,不容易估算準確。民船的空船重量LW分成船體鋼料重量Wh,木料西裝重量Wt和機電設備重量Wm三大部分。4、 估算Wb選取船型時應注意哪些問題?設計某海船時,找到各方面都相近的內河船,能 不能直接用作型船估算Wh值,為什么?影響船體鋼料重量的因素較多,大致有以下幾個方面:1)主尺度及系數;2)布置特征3)船級,規(guī)范,航區(qū)4)結構材料不能 航區(qū)不同5.船體鋼料Wh與哪些因素有關?同樣排水量的甲乙兩艘船,B、T基本相同,甲船的L大Cb小,乙船L小Cb大,問哪艘船的Wh大,為什么? 船體鋼料Wh與以下因素有關:
15、主尺度系數,包括L、B、D、T、Cb等,布置特征,包括甲板數、艙壁數、上層建筑大小,船級、規(guī)范、航區(qū),結構材料等。甲船的Wh大,因為船長L比Cb對Wh影響大。7、 Wh=ChLBD的估算方法有什么不足,是如何改進的?立方模數法的缺點是:沒有考慮船體的肥瘦程度,把L、B、D、各要素對Wh的影響看成是同等的。為了提高估算的準確性,將此式改為 Wh=ChLBD1(L/D)1/2(1+1/2CbD) 式1 式(1)中 增加(1+1/2CbD)項是考慮船體肥瘦的影響,其中C bD 為計算到型深處的方形系數,可近似的按下式估算: C b D=C b+(1C b)(D-T)/3T 式(1)中 增加(L/D)
16、1/2項,是從強度出發(fā)考慮的修正,反映L、D對Wh的不同影響。 此外,新船與型船的甲板層數不同,估算時也要對Ch值進行修正,通常認為增加一層甲板,Ch值增大56%。8、 木作舾裝部分重量Wt的特點是什么?與船的和主尺度有關的是哪些重量?與船上人員有關的有哪些重量?木作西裝部分重量Wt的特點是:名目繁多,各自獨立,規(guī)律性差。在設計船舶時最難 估準的就是這部分重量。特別是有舾裝件,如家具、防火隔熱材料等隨著時代的前進變化很大:且同一類船要求標準不同,該項重量差別也往往很大。因此對Wt來說,按型船估算的相似性差,造成估算工作難度大。與船的和主尺度有關的重量如船舶設備與系統(tǒng),包括錨、舵、系泊、消防、管
17、系、油漆等。 與船上人員有關的重量如艙室木作(里子板即內圍壁、天花板、地板敷料)家具、衛(wèi)生設備、救生設備等。11、 船舶設計初始階段為什么通常都要加排水量裕度?在什么情況下有的船需要加固定壓載?在一般貨船上加固定壓載是否合理?設計時在估算的重量中,通常要加一定的排水量裕度,其原因大致有以下這3個方面1:估算誤差 從前面講的 Wh Wt Wm的估算公式可以知道,方法是近似的,其結果有誤差往往是不能避免的。2:設備增加 在設計過程中船東提出增加設備是常有的事。3:采用代用品 在建造過程中,常常由于材料和設備規(guī)格的短缺,需采用代用品而造成的重量增加。在設計過程中加固定壓載有時是不可避免的,有時則是由
18、設計失誤造成。如通常在漁船、拖船、客船、集裝箱船等船上要加一定數量的固定壓載,對一般貨船來說設計成加固定壓載是極不合理的。12、載重量包括哪些部分?它們分別是怎樣估算的?(1)人員及行李、食品、淡水人員重量:65kg/人;船員行李4065kg,人員攜帶的行李:長途旅客4065kg,短途旅客1535kg;食品、淡水分別根據人數、自給力天數及有關定量標準按下式計算:總儲備量=自給力(天)人員數定量(kg/人),自給力(天)= R/(Vs24),R續(xù)航力,Vs服務航速,人員數為船員和旅客兩者標準不同,應分別計算,食品定量2.54.5kg/人天,淡水在全帶足情況下50100kg/人天,內河船可以少些。
19、(2)燃油燃油儲備量W0=0.001g0P*R*k/Vs。g0油耗率,通常為主機常用持續(xù)功率P時耗油率gr的1.101.15倍;k考慮風浪影響所增加系數;通常取1.151.20;R續(xù)航力,Vs服務航速,P主機持續(xù)常用功率。(3)滑油取燃油總儲量某一百分數W1=W0 ,一般柴油機 35%,汽輪機 1%。(4)爐水爐水儲備主要考慮蒸汽漏失量,具體數量為:W=每小時蒸汽耗量G漏失率連續(xù)航行時間t。G據主機要求和輔鍋爐參數;汽輪機23%,輔鍋爐56%;t=R/Vs。遠洋船有制淡水裝置補充淡水,故只需少量爐水儲備。(5)備品、供應品備品:備用零部件、設備與裝置。供應品即零星物品,國外又是放在空船重量內,
20、我國歸在載重量內,通常取0.51%LW。13、 選取主要要素涉及哪些基本問題?選擇與確定船舶主要要素所涉及的基本問題,可歸納為以下四個方面。1 重量與浮力的平衡2 滿足船對容量與甲板面積的需要3 保證船的各種技術和經濟性能4 考慮使用、工藝等條件14在什么情況下有的船需加固定壓載?在一般貨船上加固定壓載是否合理? 加固定壓載的情況是,需要降低重心以提高穩(wěn)性,增加重量以加大吃水,或者需要調整浮態(tài)時。 不合理,貨船加固定壓載會影響船的載貨量,影響經濟效益。 15、 載重型船舶與容積型船舶各自的特點是什么?載重型船的載重量占排水量比例較大,設計時確定主尺度首先要從重力與浮力平衡入手。容積型船需要較大
21、的倉容以及甲板面積。設計時主尺度主要取決于船主體容積及甲板面積的需要。16、載重量系數dw的物理意義是什么,為什么可用公式=DWdw來粗估載重型船的,而容積型船則不適用?統(tǒng)計資料表明,排水量大的船,dw要大些,因為大的船,Ch、Ct、Cm的值相對較小。也就是LW在排水量中所占的比例要小些,DW所占的比例大些。對一般貨船或油船等,dw隨變化有相對穩(wěn)定的范圍,因此可用dw來粗估。17、諾曼系數N的物理意義是什么?它有什么特點?概括的說諾曼系數N的物理意義是增加1tDW時船舶要增加的浮力。諾曼系數N的特點1 必有N1 載重量每增加1t排水量必須增加1t以上2 N的大小取決于LW/的大小。3 N的數值
22、還隨Wh、Wt和Wm估算公式中的指數不同而變化。4對設計船來說,為達到平衡所改變的主尺度不同,N也是不同的。18船舶重量重心估算的重要性?它們與船的哪些性能有關?(1)保證船舶重量與重心相等。(2)縱向重心坐標Xg影響船沿船長方向的布置,且影響船的縱傾;橫向重心坐標Yg影響船的橫傾;垂向重心坐標影響穩(wěn)性,橫搖周期Td。19為什么設計時對及重心高度要留有儲備?設計時如何考慮?加排水量裕度原因有三個:估算誤差,設備增加,采用代用品。重心高度影響船的穩(wěn)性。一般是將儲備排水量的重心高度取在空船的重心處。有時考慮到重心估算的誤差及將來可能發(fā)生的重量變化,從提高船的安全性考慮,往往將整個空船的重心提高0.
23、050.15m,作為新船重心高度的儲備,也可以根據Wh、Wf及Wm重心估算的結果,分別取各自的重心儲備。第五章1. 載重型船與容積型船所需的布置地位有什么區(qū)別?載重型船通常第一步是解決重量與浮心平衡問題,第二步就是校核艙容。所謂校核艙容,一方面是估算按任務要求所需容積,另一方面是估算出新船所能提供的容積,通過比較來校核原先選擇的船主尺度及系數等是否合適。容積型船往往是從艙容與甲板面積入手,即參考型船大體確定一組尺度后,從核算是否滿足艙容與甲板面積的需要出發(fā),確定合適的主尺度,繼而進行重量與浮心的平衡,并確定有關系數和排水量,在核算各項性能。2. 載重型船的主尺度確定以后如何校核其是否滿足艙容的
24、需要?在初步確定出主尺度,并參考相近的型船定出lm、lf、la及l(fā)c以后,可用式Vc=kclcB(D-hd)=kcLpp-(la+lf+lm)B(D-hd)估算出主船體所能提供的貨艙容積Vc值,與用式Vc=WcC/ kc計算得的Vc進行比較,則能判斷出所選主尺度的合適程度。3、為什么說設計要求的積載因數C1.4的新船時,應特別注意艙容問題?輕質貨物的積載因數大,對船舶的貨艙艙容要求高,對船舶主要要素起控制的因素是容積,此類船的型深按最小干舷確定對其貨艙艙容不能滿足貨物對容積的要求。輕質貨物船的干舷要大于最小干舷,屬于“容積型”的富裕干舷船。4、新船載貨所需的艙容Vc如何估算?貨艙型容積 Vc=
25、WcC/Kc。Wc載貨量,任務書給出,有時給DW,則計算出DW中各項重量后 可得Wc=DW-Wi ;C積載因數,具體數字參見表3-2及設計手冊。如果C1.4,則對容積問題特別注意。對液貨,常用密度c,此時C改為1/ c; Kc型容積利用系數,表示艙容利用率的高低。5.載重型船的主尺度確定以后如何校核其是否滿足艙容的需要? 在初步確定出主尺度,并參考相近的型船定出lm、lf、la及l(fā)c以后,可用式Vc=kclcB(D-hd)=kcLpp-(la+lf+lm)B(D-hd)估算出主船體所能提供的貨艙容積Vc值,與用式Vc=WcC/ kc計算得的Vc進行比較,則能判斷出所選主尺度的合適程度。 9、初
26、步確定主要要素后,如何估算船主體所能提供的總型容積?主尺度確定后,可用下式估算出船主體所能提供的型Vh=CbDLppBD1。Lpp垂線間長,B 型寬,D1 只記入首尾船弧積梁拱影響的相當型深D1=D+A/Lpp,CbD 計算到型深D的方型系數CbD=Cb+(1-Cb)(D-T)/(3T)。根據Vh=V,其中V=Vc+Vow+Vb+Vm+Va-Vu,核算新船所需艙容,其結果應是Vh=V 或Vh略大于V。如果Vh0.30的高速船,在 、L基本不變的情況下,結合減小Cb以增加B,對阻力性能是有利的,特別是原設計的Cb偏大時更是這樣。如果是保持一定的B,減小Cb并增加T,則不僅對減小剩余阻力有利,且對
27、增大螺旋槳直徑、提高推進效率也有好處通常設計中,選取B主要是從穩(wěn)性、總布置的需要出發(fā)考慮。而吃水T的數值則希望能取大些。但T的選取往往受到航道、港口水深的限制;同時T的過分加大又要影響到L、B、Cb等值的大小,使艙容、浮力、穩(wěn)性等都會發(fā)生變化,這就要求權衡考慮加以確定。設計開始階段,一般可以參考相近的船型,初定B/T值,或者根據T及B的限制條件,結合、L、Cb值,把B與T初步確定下來。7船長與阻力的關系怎樣?由于船體摩擦阻力Rf與濕面積S成正比關系,而S與L也是正比關系,增大L將使S增大,這一影響將比增加L導致摩擦阻力系數Cf的下降更明顯,因此增加L 將使Rf增加。對興波阻抗里Rw來說,增加L
28、 ,將使整個船變得瘦長RwRv都將減小,因而剩余阻力隨船長L增加而減小。增加L的結果對Rf和Rr產生相反的效果,因此一般Fn較低的運輸船,通常對應于最小總阻力Rtmin的最佳船長Lopt,,同時一般也可以找到對應于總阻力并不過高時的最短船長Lk,即當LLk,總阻力顯著增大,Lk為船長臨界值。同時隨著航速的提高,摩擦阻力比重減小,總阻力Rt隨船長L增大而減小。但當L增大到某一數值時,總阻力的減小將會不顯著。12、船舶設計中通常遇到的快速性計算的情況有哪兩種?怎樣使船的快速性符合要求?(1)載重量DW與主機已定,初估排水量 ,選擇主尺度與系數,校核航速 1、vvk較多,如果船東不需要這么高的航速,
29、則V過高意義不大,說明主機的功率選大了。這是要根據具體情況進行分析加以處理,如果限于種種條件或者選用該主機不只是船的造價過分增加,則可考慮在實際使用時減速航行,使用小于主機最大持續(xù)功率的某一工礦運行,這樣對油耗的降低和主機壽命的增加,以及在大風浪中保持所要求的航速都是有好處的。當然,這樣處理也是迫不得已。最理想的情況還是選擇更合適的主機,以便使得航速符合設計要求。(2)載重量DW及航速v已定,出估 ,選擇主尺度,估算所需的主機功率,選擇主機 從設計角度看,這樣作比較合理。但條件是主機的系列齊全,對達到要求航速所需的主機功率,有合適的主機機型可選,及主機的功率、轉速、重量、尺度、價格等方面都比較
30、合適。13. 影響航速的因素有哪些?設計中通常是如何考慮的?a 排水量:由于排水量減少可以使船的阻力降低,所以船舶設計中應盡量降低排水量,這樣做對于高速小船的快速性更為明顯和有利。b 主尺度及船型系數:一般來說, L較大,Cb較小,對減小阻力有明顯作用,而T較大,對減小Cb或其它尺度,提高推進效率等都有好處。C 船體型線:選擇型線(特別是首尾形狀)不僅要看其靜水快速性能,還應顧及到在波浪中的失速及其他運動性能,尤其是對客船和其他對耐波性要求較高的船。D 動力裝置:對于中、高速船舶,通常選用中高速機,由于管理要求高,壽命短、價格貴等,需要征求使用者的意見,但在主機的重量、外形尺寸等方面,一般對船
31、體尺度及布置有利。E 縱傾:中低速運輸船設計排水量時通常為正浮狀態(tài),其他的裝載情況設計成略有尾傾是合理的,而拖船等為了取得更大的推力,常有較大的設計尾傾。F 淺水影響:試航時不產生淺水影響的水深h為:h3BT或h2.75v2/g。G 污底:一般可近似地按每年增加總阻力的2%計算。H 風及洶濤阻力:對于一般的中低速船,風阻力可用下式估算:Raa=k*Caa*0.5*pgAvVt*9.8;航行中為了保持航向穩(wěn)定性進行操舵引起的阻力增加一般為水阻力的1%左右。第七章1. 什么是船舶穩(wěn)性?船舶設計中的穩(wěn)性問題包括哪些方面?船舶穩(wěn)性是指船舶受外力作用離開平衡位置而傾斜,當外力消除后能自行回復到原來平衡位
32、置的能力。A外力和內力,以及它們的計算方法;B穩(wěn)性衡準,即判斷船舶安全與否的一種度量;C影響穩(wěn)性的因素分析,如何保證船舶有足夠的穩(wěn)性。3. 選取GM應考慮的因素有哪些?為什么GM值不能太小,也不宜過大?A初穩(wěn)性的下限值G-安全性與使用要求B初穩(wěn)性上限值GMmax-緩和搖擺從安全角度考慮,GM太小很可能使大傾角穩(wěn)性不符合規(guī)范的要求,而且,船受外力作用后回復很慢,小船稍遇外力便傾斜;從使用要求考慮,GM太小將影響船的正常使用,如浮吊起吊時傾斜角要求不大于3。GM過大,會使船在波浪中的自搖周期短,搖擺大,不僅影響船的安全性;也使船上作業(yè)困難,儀表易出故障,貨物易受損,更易使乘員暈船或感到不舒服。5.
33、 影響GM的主要因素有哪些?各自的作用如何?A型寬B及比值B/T:GM隨B及B/T的加大而迅速增加。B方形系數Cb:減小Cb對增加GM有一定好處。C水線面系數Cwp:加大Cwp對提高Zb和BM都有好處。D型深D:減少D對增加GM有好處8、如何初估船的大傾角穩(wěn)性?一般船舶穩(wěn)性衡準數:K=Me/Mw1。K 穩(wěn)性衡準數,Mc最小傾覆力矩,Mw風壓側傾力矩。其中風壓傾側力矩的計算公式為:Mw=0.001PAvZ(kNm),式中Av為船側向受風面積,Z為受風面積中心距實際水線的垂直距離,Av包括的滿實面積和非滿實面積對實際水線的靜距處以Av則得Z,P為單位計算風壓,根據Z和航區(qū)查得。最小傾覆力矩Mc的計
34、算,Mc表示船本身所能抵抗的最大風壓傾側力矩,可用作圖的方法求的。校核結果,在任一裝載情況下,K值都不小于1.0,則船的大傾角穩(wěn)性符合要求。10. 設計中控制GM的主要措施是什么?選取合適的型寬B及比值B/T,方形系數Cb,水線面系數Cwp和型深D等參數。在設計初始階段,GM值主要參考相近的型船選取B/T,或者把GM值作為選取B的主要參考因素。 11.船的靜穩(wěn)性曲線有些什么特征?它們與哪些要素有關? 靜穩(wěn)性曲線全面反映了靜水中船在不同傾角下具有的復原力臂。保證靜穩(wěn)性曲線包圍的面積并使其有良好的形狀特征,是提高船抗風能力的關鍵所在。在面積相同時,GM值適中(靜穩(wěn)性曲線原點處的斜率較?。?、最大靜穩(wěn)
35、性力臂Gzmax所對應的角度較大,以及消失角v較大的穩(wěn)性曲線有較好的動穩(wěn)性,抗風能力也較強。因素:型寬B、吃水T、干舷F、脊弧h、外飄、重心高Zg 。12為什么B/T特別大的船較難滿足我國海船穩(wěn)性規(guī)范關于穩(wěn)性曲線特征要素的要求?B/T特別大的船舶,甲板邊緣入水角減小,因而lmax對應橫傾角max減小。13在設計初始階段初穩(wěn)性不滿足要求如何解決?l 適當增加壓在水數量l 調整各艙裝載重量l 調整總布置l 調整B或B/T第八章1.什么是船舶抗沉性?船舶破損進水后是否會沉沒或傾覆取決于哪些因素? 抗沉性是指船舶在一艙或數艙破損浸水后仍能保持一定浮性和穩(wěn)性的能力,它是船舶的一項重要技術性能。 船舶破損
36、進水后是否會沉沒或傾覆取決于以下因素:船舶設計時對抗沉性問題考慮的合理、周密程度;船艙破損的位置、尺寸和進水量;發(fā)生海損時的環(huán)境條件海況;海損后船員所采取的損管措施。3.分艙載重線、最深分艙載重線各自的含義是什么? 分艙載重線:決定船舶分艙時所用的水線,對具有連續(xù)艙壁甲板且無交替裝載旅客或貨物艙室的船舶,通常為相應于設計(滿載)吃水的水線。最深分艙載重線:相當于分艙要求所允許的最大吃水的水線,對具有連續(xù)艙壁甲板的船舶,通常為相當于最大設計吃水(如結構吃水)的水線。5.什么是限界線? 限界線是指在船側該甲板上表面以下不小于76mm處所繪的線。7.為什么說分艙因數F體現(xiàn)了對船舶抗沉性要求的高低?通
37、常所說的一艙制、二艙制、三艙制是指什么? 許可艙長=可浸長度分艙因數F0.5 F1 稱為一艙制船0.33F0.5 稱為二艙制船0.25F0.33 稱為三艙制船11,船舶主要要素于抗沉性的關系如何? 答:1,船長L 。一般說船長的增加對抗沉性是有利的。然而通常船長是從全局考慮,而不從抗沉性角度來選取。 2,船寬B。隨著B的增大,初穩(wěn)心高GM增大。如GM一定時從破艙穩(wěn)性角度出發(fā),隨著B的增加,破艙穩(wěn)性的損失也隨之增加,因此對B大的船,破艙穩(wěn)性要特別注意。 3,型深D。型深決定了儲備浮力的大小,因此增加型深D(吃水不變)是提高船舶抗沉能力最有效 但也應考慮到D的過分增加將導致重心高度Zg有較大提高,
38、使GM下降,影響破艙穩(wěn)性的滿足。 4,吃水T。當型深一定時,減少吃水可增加儲備浮力而有利于抗沉性,但對船舶的其他尺度影響大因而在設計中并不采取改變吃水的措施。 5,方型系數Cb 。方型系數雖然于抗沉性又關(小則有利),但影響不大,而且也不是選取Cb時所考慮的主要因素。 6,水線面系數Cwp 。水線面系數增加時,可浸長度增加而破艙穩(wěn)性損失也增大。 7,舷弧。舷弧增加時首、尾端的可浸長度于破損后的殘余干舷增加,因而往往稱為提高抗沉性的有力措施。14,初始設計階段對船舶抗沉性問題應考慮哪些問題?答:1,D或D/T 。型深對船舶的抗沉性有重大影響,因此對有抗沉性要求的船舶,特別是客船在初始設計階段可參
39、照船長L和旅客數相近的型船選取D/T值(D為至分艙甲板型深), 然后結合總布置草圖對可浸長度及破艙穩(wěn)性進行計算。 2,GM 。在確定GM值時就應顧及到破艙穩(wěn)性的要求,對客船,GM的最低值要考慮到破艙穩(wěn)性的要求,小型客船常因破艙穩(wěn)性的要求而使橫搖性能大大惡化。為保證必要的破艙穩(wěn)性,通過增大船寬B,而或得最夠的GM值時,應注意B不宜過大,否則引起破艙穩(wěn)性損失的增加,反而不利;最有效的措施是降低重心高度Zg 。 3,注意合理布置。 在總布置設計中應注意合理分艙,且減少不對稱淹水艙的布置。在確定機艙長度(特別是中機型船)時要注意對稱浸水后的破艙穩(wěn)性。為減少破艙后水線面慣性矩的損失,有時可將機艙分為主機
40、艙和輔機艙。第九章1,什么是船舶耐波性?設計中對耐波性通常是從哪幾方面進行考慮的?答:船舶耐波性是指船舶在風浪中遭受外力擾動而產生各種搖擺運動以及抨擊、上浪、失速、飛車、和波浪彎矩等,仍能維持一定航速在水面上安全航行的性能。 船舶耐波性,一般可從適居性、使用性及安全性三個方面加以考慮。2,船舶橫搖性能于哪些因素有關?設計中應如何考慮于控制?答:初穩(wěn)性。船舶的GM值應在滿足穩(wěn)性要求時盡可能取得小些。 船寬B、吃水T、垂向菱形系數Cvp 。隨著Cvp ,T/,B/的增加,修正系數kT ,kB將減小,因而波浪的擾動力矩亦將減 小,從而可減小船舶搖擺的擺幅。但應注意,B的增大雖有利于擾動力矩之減小,但
41、B的增大將導致GM的提高,從而使橫搖周期減小而搖擺加大。 橫剖面形狀及附體。船舶橫剖面的舭部愈尖,則橫搖阻尼愈大,在一定的Cm值時,通常把舭部升高加大而使舭部半徑減小。但應注意,過分尖的舭部會使船舶的橫搖不均勻。船寬B增大,從橫搖阻尼來看有利,但B的確定常不從這方面來入手的。附體如豎龍骨、舭龍骨、呆木等的存在都會增加橫搖阻尼。雙螺旋槳及附加的軸、軸包架(或軸支架)都有增加橫搖阻尼的作用。減搖裝置。重力式減搖裝置如U型、平面-槽型及可控被動式減搖水艙等等; 流體動力式減搖裝置如舭龍骨、主動式減搖鰭等等。6,什么是甲板淹濕性?它與哪些因素有關?設計中應如何加以考慮?答:甲板淹濕性是指當船舶在波浪中
42、的縱搖和垂蕩異常激烈時,在船首柱處,船與波浪相對運動的幅值大于船首柱處的干舷,波浪涌上甲板的現(xiàn)象。 當船首干舷一定時,甲板淹濕概率隨船廠的增加而減??;隨航速的增加而增加;隨方型系數Cb的增大而減小。 為了減小甲板淹濕,對F/L(干舷船長比)值提出如下一些最小建議值。首柱處水線到首樓甲板的距離不應小于 有表格和公式,見課本第117頁7、自然失速與被迫減速有什么不同?設計中應如何減少船舶在波浪中的失速?答:自然減速是指推進動力裝置的功率調定后,船在風浪中航行時,由于船的搖擺等運動引起的阻力增加,風引起的附加阻力和推進效率降低等所造成的減速。被迫減速則指在惡劣的氣候條件下,船舶不僅會因為激烈運動使阻
43、力與推進性能變壞而造成很大的失速,還會因為出現(xiàn)甲板嚴重上浪、抨擊及螺旋槳飛車等現(xiàn)象時,被迫人為地降低其航速。在設計中,除了改善船舶的運動性能外,通常在滿載時考慮有充分的干舷,在空載時保持有必要的首尾吃水以減少船在波浪中的失速。第十章1、什么是船舶的操縱性?船舶設計中操縱性通常包括那幾方面的內容?答:船舶操縱性是指船舶能保持或改變航向、航速、位置的性能。即船舶按駕駛員的指令要求改變或保持其運動的性能。根據船舶運動的特點,操縱性可分為下述三方面的內容:1.航向穩(wěn)定性,2.回轉性,3.應舵性。7、影響船舶操縱性的主要內容有哪些?設計中應如何根據不同類型船舶的特點進行考慮?答:1.船型(a.修長度,b
44、.寬度吃水比,c.縱中平面面積F及其形心位置,d.首尾肋骨形狀,e.重心位置,f.水上受風面積,g.航速,h.吃水水深比),2.附體面積及位置(加大尾鰭,假裝穩(wěn)定鰭),3.舵(a.舵面積,b.舵的數量,c.特種舵)。第十一章1、什么是船的最小干舷、,海船載重線規(guī)范等為什么要規(guī)定船的最小干舷?答:所謂最小干舷,對海船來說,就是根據海船載重線規(guī)范的有關規(guī)定計算得的Fmtn值,它是從保證船的安全性出發(fā),為限制船舶在營運過程中的最大吃水而提出的要求。 1.減小甲板上浪,2.保證一定的儲備浮力。2、船的最小干舷大小取決于那些因素?答:取決于船長L、型深D、方形系數Cb、季節(jié)區(qū)、上層建筑、舷弧等。3、什么
45、叫干舷甲板?船舶設計中最小干舷的計算是如何進行的?夏季最小干舷與其他季節(jié)最小干舷有什么不同?干舷甲板,用于計算干舷的甲板,通常為上甲板,即為最高一層全通甲板,該甲板上有露天開口的永久性的封閉裝置,甲板下船側開口有永久水密封閉裝置。露天甲板的最低線及其平行于部分升高甲板的延伸線作為干舷甲板(對不連續(xù)甲板的船)。國際航行的夏季區(qū)最小干舷計算:(mm)=+ 其中 “標準船”的夏季最小干舷,標準船特征:平甲板,Cb=0.68 L/Ds=15,標準舷弧 對L100m且封閉的上層建筑有效長度35%L的B型船舶的干舷修正值。 對船舶的計算方形系數0.68的干舷修正值 對船舶L/Ds15時的干舷修正值 考慮船
46、舶上層建筑和圍壁室影響的干舷修正值 船的實際舷弧與標準舷弧不同的修正值。 對于無限航區(qū)的船舶,其余季節(jié)航區(qū)的最小干舷都是以夏季最小干舷為基礎而計算得的。5.最小干舷船與富裕干舷船有什么區(qū)別? 答:最小干舷船 對于貨船,如運載積載因數?。╟1.3)重貨(煤、礦石),可按載重線規(guī)范來決定最小干舷,從而可確定船的型深D,這種船稱為最小干舷船,其D既符合最小干舷的要求,也滿足容積要求。富裕干舷船 當設計C較大的貨船時,按載重線規(guī)范求得的最小干舷Fx所決定的D,不能滿足貨艙容積的要求。型深D需根據艙容確定,船的實際干舷大于最小干舷,這種船稱為富裕干舷船。6.什么是船舶登記噸位?其主要作用有哪些?答:所謂
47、船舶登記噸位RT是指按船舶噸位丈量規(guī)范的有關規(guī)定計算得到的船內部的容積,1登記噸位=2.832m3(100英尺3).主要作用:表示運輸船的大?。唤y(tǒng)計世界或一個公司的船舶擁有量;造船或租船費用,以及有些國家用作造船補助金、航海津貼以至船員工資等的計算標準;在某些公約和船舶法規(guī)中,如作為公約生效的條件、區(qū)分船舶等級、船員配備、技術管理及某些船舶設備(如安全設施)的配置要求等的標準;船舶檢驗、船舶登記、丈量的收費標準;其它收費標準,如引水費、拖駁費、浮筒費和進塢費等。3.設計時對登記噸位應如何加以考慮?l1)對于同樣載重量的船舶,其登記噸位小者經濟性能好些;l2)GT與收費標準相連,注意控制GT;l
48、3)船舶等級、艙室標準、設備配置都與GT有關。第十三章1、為什么說船體型線設計是關系全局的項目之一? 答:當新船的排水量和主尺度確定以后,在船體型線設計時又要注意與總布置設計相配合、協(xié)調。船舶設計的許多工作只有在型線圖確定以后,才能正式進行下去,如總布置設計、結構設計、艙容及性能計算等等。 船體型線設計的成功與否,還直接影響到船的技術經濟性能,如性能、總布置、結構與工藝。2、常用的船體型線的生成方法有哪幾種? 答:(1)優(yōu)秀母型改造 (2)船模系列資料 (3)電子計算機生成型線3、表征船體外形的特征與參數有哪些?答:1、主尺度與船型系數包括LBDTCb等;2、橫剖面面積曲線形狀3、設計水線形狀
49、4、橫剖面形狀5、首尾輪廓以及甲板邊線(脊弧線、舷弧線)的形狀。4、橫剖面面積曲線有哪些特征?1、 曲線面積等于船體水下部分體積2、 曲線的形狀表示排水體積沿船長的分布情況3、 曲線面積的豐滿度系數也就是船的菱形系數Cp。4、 面積型心的縱向位置等于船浮心的縱向位置Xb。5、 曲線的形狀對摩擦阻力的影響不大,但對剩余阻力的影響相當大。5.選擇棱形系數Cp應考慮哪些因素?為什么低速運輸船不是從阻力上最佳出發(fā)考慮C的選取?(1)阻力方面。(2)經濟性。(3)總布置。(4)建造工藝。(5)與Cb,Cm的配合。低速船一般屬于民用船,我們主要 從考慮使用性和經濟性考慮,兼顧快速性,因為取CP較大時,阻力
50、增加不大,但是可以得到較大的排水量,提高船舶的經濟效益。一般我們都有一個經濟方型系數Ce。6.浮心縱向位置Xb與哪些因素?設計如何選???(1)阻力性能。(2)縱傾調整。(3)特殊要求。設計選取時,通常主要是從阻力出發(fā),顧及縱傾調整的需要來確定的。同時考慮到其它方面的要求。7、什么樣的船舶具有平行中體?平行中體有哪些好處?如何確定平行中體的相對長度及適宜位置?沒有平行中體船舶的最大橫剖面的位置如何確定?(1) 低速、較胖的船舶具有平行中體。(2) 平行中體Lp加長可削瘦船兩端,對Fn低的船舶減小阻力有利:平行中體Lp加長可使船的中部方整,對裝貨有利;有利于施工建造。(3) 平行中體的位置與浮心的
51、縱向位置Xb有關。平行中體的相對長度可以通過lp=Lp/Lpp隨Cb的變化曲線查找。(4) 對航速較低而沒有平行中體的船,其Amax位置在船舯處。隨著Fn提高到一定數值以后,Amax向后移動,可以使進流段尖瘦,從而使Rw減小。此外,對L/B較小的小型船舶,有時考慮去流段水流和順,Amax還要設在船舯前3%Lpp左右范圍內。8、如何選取橫剖面面積曲線的首尾形狀?首端形狀大致隨Fn的變化而變化,著眼點從興波阻力考慮。低速船應該是凹形或者微凹形較好,隨著Fn的增大,通常采用微凹形或者直線形狀較為適宜。一般Fn=0.22-0.28隨著可由直線過渡到凹形,F(xiàn)n0.28以后,則有凹形過渡到微凹,以致直線型
52、。 尾端形狀,主要考慮避免水流分離造成漩渦,使尾端形線盡可能和順,通常設計成直線或者微凹形。9.為什么型線設計中選擇適宜的滿載水線形狀有重要意義?設計水線的一些特征是如何確定的? 1、DWL形狀對阻力R的影響較大,船航行時興起波浪就在水面附近,所謂船體設計水線的形狀也即船體在水面處的形狀,對興波阻力有重要影響,對Vb較高的船更是這樣。2、DWL對應于設計出水Td,船的各項性能往往以設計狀態(tài)來衡準,使用中的吃水TtTd,如果在Td時有較好的性能,一般也渴望其他裝載情況下能較好滿足要求。3、從型線光順的角度,設計水線處于水下部分與水上部分的分界線,控制設計水線形狀對對水上過渡和順有重要作用。設計水線的特征包括:水線面系數Cwp、首部形狀與半進流角ie、尾部形狀。 、水線面系數Cwp與穩(wěn)性、快速性、耐波性、總布置、型線協(xié)調有關 、首端形狀取決于船的Fn,半進流角在很大程度上決定著首部水線的形狀,對興波阻力的影響很大。 尾端形狀從阻力與推進方面考慮,為使曲線平順過渡,以避免水流分離,減少漩渦阻力,改善螺旋槳的工作條件,取直線或微凹過渡為宜;從布置考慮,一是尾部甲板面積的需要,直接影響到尾端形狀及半
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