全国海船船员考试（船舶管理-轮机专业）模拟试题：船舶结构与适航性控制.doc

更多资料参考：全国海船船员考试（船舶管理-轮机专业）模拟试题：船舶结构与适航性控制一、问答题1.船体结构构件中主要构件有哪些？次要构件有哪些？横向构件有哪些？纵向构件有哪些？答：在结构构件中支撑着其他构件的大型组合构件，称为主要构件，如甲板纵桁、舷侧纵桁、强横梁、强肋骨等。在结构构件中，作为甲板、外板、舱壁板等板材的扶强材的这类构件称为次要构件，如肋骨、横梁、纵骨、舱壁扶强材等。横向构件是能承担横向强度的构件，属于这类构件的有：横舱壁、横梁、强横梁、肋板、横梁肘板、舭肘板等。纵向构件是指这类构件参与总纵弯曲，即承担总纵弯曲强度的构件。属于纵向构件的有甲板、甲板纵桁、甲板纵骨、船底纵桁、船底纵骨、内底板、纵向舱壁、船体外板等。2.何谓强力甲板？甲板边板和舱口之间的甲板有何特点？答：在船体总纵弯曲时承担着最大抵抗力的甲板称为强力甲板（一般是上甲板）。一般船舶的上甲板均为强力甲板。若有多层甲板，因强力甲板（或上甲板）距中和轴最远，是承担总纵弯曲应力作用的主要甲板，所以强力甲板板是各层甲板中最厚的甲板。由于最大的总纵弯曲力矩作用在船体中部0.4 L船长区域内，因此在该段区域内的强力甲板板最厚，并向两端逐渐减薄。在强力甲板中，沿着舷边的一列钢板称为甲板边板，它是强力甲板中最厚的一列板，这是由于甲板边板位于舷边折角处，易引起应力集中，舷边又经常积水锈蚀严重的缘故。在舱口之间的甲板板，因被舱口切断不连续，不能参与总纵弯曲，故该处甲板板较其他处的甲板板薄。3.船舶主尺度有哪几种？其各自的含义是什么？答：(1)船长L。是沿设计夏季载重水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度；对无舵柱的船舶，由首柱前缘量至舵杆中心线的长度，即首尾垂线间的长度。但均不得小于设计夏季载重水线总长的96%，且不必大于97%。对于箱形船体，船长L为沿设计夏季载重水线自船首端壁前缘量至船尾端后缘的长度。通常所称的船长是用垂线间长LBP代表。船长用符号"L"表示，并以米(m)为单位。在同样的排水量情况下，般长的不同，对船体重量、船舶阻力、总纵弯曲强度及船舶布置等有不同的影响。(2)型宽B。在船体的最宽处，由一舷的肋骨外缘量至另一舷的肋骨外缘之间的水平距离。通常所称的船宽即为型宽，以符号"B"表示。并以米(m)为单位。船宽的大小，对船舶稳性、快速性、耐波性以及甲板面积等有较大的影响。(3)型深D。在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离；对甲板转角为圆弧形的船舶，则由平板龙骨上缘量至横梁上缘延伸线与肋骨外缘延伸线的交点。型深用符号"D"表示，单位为米(m)。型深的大小对船舶干舷、舱容、稳性、抗沉性以及空船重量等有较大的影响。(4)总长LOA。包括两端上层建筑在内的船体型表面最前端与最后端之间的水平距离。总长以符号"L()A"表示。在船舶总布置设计和纵倾调整等方面要用到它。(5)设计水线长LwL。设计夏季载重水线面与船体型表面首尾端交点之间的水平距离，通常满载水线的长度即为设计水线长。设计水线长以符号“LWL”表示。船舶的许多航行性能计算都是用设计水线长。(6)型吃水d。在船长中点处，沿着船舷由平板龙骨上缘量至夏季载重水线的垂直距离。型吃水以符号"d"表示，以米(m)为单位。在船舶设计中，各种船舶性能的计算均用型吃水。它对船舶稳性、抗沉性、船体强度、船舶阻力和操纵性等都有较大的影响。4.何谓船舶的浮性?船舶的浮态有哪几种？答：船舶在各种载重情况下，能保持一定浮态的性能称为船舶浮性，是船舶的基本性能之一。船舶在静水中的漂浮状态称为浮态。由于船舶载重的大小和漂浮状态的不同，船舶的浮态主要有正浮、横倾、纵倾、横倾加纵倾（任意状态）四种形式。'表征船舶不同浮态的参数主要有船舶的吃水d、横倾角、纵倾角或首尾吃水差t。5.按用途分类船舶可分为哪几种？答：(1)军用船。用于从事作战或辅助作战的各种舰艇。(2)民用船。包括运输船、工程作业船、渔业船、工作船舶等。其中：运输船，又称商船，是指从事水上客货运输的船舶。工程作业船，是指在港口、航道等水域从事各种工程作业的船舶。主要有挖泥船、打捞船、测量船、起重船、打桩船、钻探船等。渔业船，是指从事捕鱼和渔业加工的船舶。工作船舶，又称为特殊用途船舶，是指为航行进行服务工作或其他专业工作的船舶，诸如破冰船、引航船、供应船、消防船、航标船、科学调查船、航道测量船等。6.专用运输船舶集装箱船的主要特点是什么？答：(1)要求集装箱船的货舱尽可能方整，具有较大的型深。固定集装箱用的蜂窝状格。栅，根据舱的大小可堆放49层同一规格的集装箱。在集装箱船的甲板上，一般设有固定集装箱用的专用设施，可堆放多层集装箱。(2)由于集装箱货物的特点，集装箱船都是单甲板船，舱口总宽度可达0. 7-0.8倍船宽，舱口长度为舱长的0.750.8倍。(3)甲板开口大，对于总纵强度和扭转强度不利，全集装箱船一般为双层船壳，可提高船体的抗扭强度，在两层船壳之间作为压载水舱。(4)货舱尽可能方整，便于甲板堆放集装箱，一般均是尾机型或中尾机型船。(5)除了个别集装箱船在船上装设集装箱的专用起货设备以外，一般船上均不设起货设备，而是使用岸上的集装箱专用起吊设备。(6)集装箱船的主机功率大，航速高，有的船有两部主机，双螺旋桨。船型较瘦，远洋高速集装箱船的方形系数CB小于0.6。(7)由于甲板上堆放集装箱，所以集装箱船的受风面积大，重心高度也大，对于稳性、防摇、压载等一系列问题要采取相应的措施。7.何谓中垂和中拱？发生中垂和中拱时甲板和船底板的受力情况是怎样的？答：若船体中部所受的浮力大而首尾端所受的浮力小，重力在中部小而在首尾端大，此时船体将发生中部上拱而首尾两端下垂的总纵弯曲变形，这种船体的弯曲变形称为中拱。相反，若船体中部所受的浮力小而首尾端所受的浮力大，重力在中部大而在首尾端小，此时船体将发生中部下垂而首尾两端上翘的总纵弯曲变形，这种船体的弯曲变形称为中垂。船体发生中拱还是中垂，决定于船舶的重力和浮力沿着船长方向的分布。发生中拱时，甲板受到拉伸，船底板受到压缩；发生中垂时，甲板受到压缩，船底板受到拉伸。8.总纵弯曲力矩和剪力沿着船长方向的分布有哪些特点？答：总纵弯曲力矩和剪力沿着船长方向的分布特点是：由于船舶浮于水上，首尾两端无支持是自由的，所以在船的首尾两端的弯曲力矩和剪力总是等于零。总纵弯曲力矩值，从首尾两断向船中逐渐增大，最大弯曲力矩一般位于船中0.4 L范围内。最大的剪力位于距船首尾两端1/4 L附近。根据梁的弯曲理论可知，最大弯曲力矩处，其剪力值等于零。对于营运船舶来讲，每一条船舶有一个可以确定的最大弯曲力矩值和剪力值。9.影响船体总纵弯曲力矩和剪力的因素有哪些？答：总纵弯曲力矩和剪力的大小及沿船长分布的规律，与船舶的大小、船舶重量和浮力的大小及沿着船长方向的分布有关。(1)浮力的大小和分布。浮力的大小和沿着船长方向的分布，与船体水线下的几何形状和大小有关。具体地讲，当船体的几何形状和大小一定时，浮力与船舶吃水，船在海上所遇到的波浪形状、大小以及船与波的相对位置有关。而且，船在航行过程中，当船遇到波浪时，浮力沿着船长方向的分布是在不断地变化的。(2)重力的大小和分布。营运船舶重力的大小与沿船长的分布，主要决定于船舶的装载状态。研究表明，在载重分布合理的情况下，船舶满载出港、满载到港、压载出港和压载到港的装载状态，船舶重力的分布对船体总纵弯曲力矩和剪力是最不利的分布。若船舶在上述的装载状态下遇到了标准波，则作用在船体上的弯曲力矩和剪力有可能达到最大值。10.何谓横骨架式结构，有何特点，适用于什么类型的船？答：当船体甲板板和外板里面的支撑骨材横向布置较密，而纵向布置较稀时，这种形式的船体结构称为横骨架式船体结构。横骨架式船体结构型式是造船中应用最早的一种结构型式。其优点是：船体结构强度可靠，结构简单，建造容易。另外，舱内肋骨和甲板下横梁尺寸较小，结构整齐，不影响装卸货物。缺点是：船体的纵向强度主要是由甲板板和船体外板来承担。为了承担较大的纵向强度，必须把甲板板和外板做得较厚，增加了船体重量。故横骨架式船体结构适用于纵向强度要求不大的中小型船舶。11.何谓纵骨架式结构，有何特点，适用于什么类型的船？答：纵骨架式船体结构，是在甲板和外板里面的支撑骨材纵向布置得较密、横向布置得较稀的一种骨架形式。由于纵骨架式船体结构的骨材大部分是沿着船的纵向布置，因此其优点是：船体的纵向强度大，甲板板和船体外板可以做得薄些，船体重量轻。但是，由于货舱内布置着大型肋骨框架，有碍货物的装卸，所以纵骨架式船体结构，主要用在纵向强度要求较高的大型油船上。12.何谓混合骨架式结构，有何特点，适用于什么类型的船？答：混合骨架式船体结构，在主船体中段的强力甲板和船底采用纵骨架式结构，而在舷侧和下甲板上采用横骨架式结构，首尾端采用横骨架式结构。混合骨架式船体结构吸取了横骨架式结构与纵骨架式船体结构的优点，船体纵向强度大并有足够的横向强度，建造也容易，货舱内突出的大型构件少，不妨碍货物装卸，目前在大、中型干货船上广泛采用。13.何谓船舶的稳性？船舶的稳性分为哪几类？答：船舶受外力作用发生倾斜，当外力消失后，船舶恢复到原来平衡位置的能力称为船舶稳性。为了讨论问题方便，在研究船舶的稳性时，常将稳性按其倾斜方向、倾角大小和作用力的性质等进行如下分类：(1)按船舶倾斜方向的不同可将船舶稳性分为：横稳性，是指船舶在横倾状态下所具有的稳性；纵稳性，是指船舶在纵倾状态下所具有的稳性。(2)按船舶倾斜角度的大小可将船舶稳性分为：初稳性，是指船舶小角度倾斜（倾斜角度不超过1015°）时所具有的稳性；大倾角稳性，是指船舶大角度倾斜(倾斜角度超过1015°)时所具有的稳性。(3)按作用力性质的不同可将船舶稳性分为：静稳性，是指船舶受静力作用发生倾斜后所具有的稳性；动稳性，是指船舶受动力的作用发生倾斜后所具有的稳性。(4)按船舶破损与否可将船舶稳性分为：完整稳性，是指船舶完整无破损浸水时的船舶稳性；破舱稳性，是指船舱破损浸水后的船舶稳性。14.提高船舶稳性的措施有哪些？答：(1)降低船舶的重心高度Zg，这无论是对提高初稳性或大倾角稳性均是最有效的办法。(2)增加船宽，可以提高船舶初稳性。(3)加大型深，可以提高船舶大倾角稳性。(4)在液舱内设置纵向舱壁，可减小自由液面的影响。(5)要防止船内货物的移动。(6)减小受风面，可使作用在船上的横倾力矩减小。15.何谓船舶的抗沉性？船舶满足什么条件才能达到抗沉性要求？答：船舶抗沉性，是指船舱破损浸水后船舶仍能保持一定的浮性和稳性的性能。船舱破损浸水后，船舶最终平衡状态的浮性和稳性，满足如下条件就认为船舶是不沉的，或船舶达到抗沉性要求。 (1)浮态，在任何情况下，船舶浸水的终了阶段不得淹没安全限界线，即船体破损浸水后，的最终平衡水线，沿船舷距舱壁甲板的上边缘至少要有76 mm的干舷高度。(2)稳性，在对称浸水情况下，当采用固定排水量法计算时，最终平衡状态的剩余稳性高度GM50 mm;在不对称浸水情况下其总横倾角不得超过7。，但在特殊情况下，可允许横倾角大于7°，不过在任何情况下其最终横倾角不应超过15°。16.船体破损浸水有哪几种情况，其对船舶浮态和稳性的影响如何？答：船体破损浸水可分3种情况：(1)舱室顶部是水密的且位于水线以下，船体破损后整个舱室内充满水，由于舱顶未破损，所以浸水量不随浸水后的舷外水线位置而变化，浸水量为一个定值，没有自由液面的影响，浸水的计算可作为装载固体重量来处理。此类浸水对船舶的浮态和稳性影响较小，如双层底等的浸水属于这一类。(2)舱室的顶部在水线以上，舱内水与舷外水不相通，水未充满整个舱室，浸水量根据具体情况而定，存在自由液面的影响，浸水的计算可作为装载液体重量计算。此类浸水对船舶的稳性影响较大。如船体破损口被堵住，而舱内的浸水未被抽干，或因甲板开口漏水引起的舱内浸水等属于这一类。(3)舱室的顶部在水线以上，舱内水与舷外水相通，其浸水量是随着船舶的下沉及倾斜而变化，舱内水面与舷外水面一致，且存在自由液面影响。这种浸水计算比较麻烦，需要进行逐次近似计算。通常水线以下的舷侧破损浸水属于这一类，它是船体破损最常见的情况，对船的危害最大，在抗沉性中所研究的主要是这种破舱浸水情况。17.影响船舶操纵性的因素有哪些：答：(1)船型和浮态，船体形状和大小对船舶操纵性能的好坏有着重要的影响：船舶的长宽比L/B越大，航向的稳定性越好，而回转性较差；方形系数CB越小的船，航向的稳定性越好，而船舶回转性较差；水线下的船体侧面形状和船舶的浮态：尾倾的船航向稳定性较好，首倾的船则航向稳定性较差。装设尾鳍可提高航向稳定性。(2)船舶水线以上及其上层建筑侧面形状、大小和分布，风力作用中心位置等对船舶操纵性能有重要影响。(3)船舶速度越快，舵效高，航向稳定性越好。(4)舵与桨的作用：舵的位置要对称于船体中纵剖面或在中纵剖面内，才能保持良好的航向稳定性；舵叶面积比越大，则船舶操纵性越好。螺旋桨的推力作用线要在中纵剖面内，推力的大小及桨的数目等对操纵性都有很大影响。18.何谓初稳性高度GM?有何意义？影响GM的因素有哪些？答：稳心M在船舶重心G之上的高度，称为船舶初稳性高度，并以符号"GM"表示，且当稳心M在重心G之上，规定GM>.O，初稳性高度为正值；当稳心M在重心G之下，GM<0，初稳性高度为负值；当稳心M与重心G重合，GM=0，初稳性高度为0。利用初稳性高度可以简单地判断出船舶是否具有稳性。当稳心M在重心G之上，GM>0，船舶为稳定平衡状态，船舶具有稳性；当稳心M在重心G之下，GM<0，船舶为不稳定平衡状态，船舶不具有稳性；当稳心M与重心G重合，GM=0，船舶为随遇平衡状态（或称中性平衡状态），船舶不具有稳性。船舶是否具有稳性，是与船舶所处的初始平衡状态的重心G与稳心M的相对位置有关。对于船体几何形状一定的船舶，船舶稳心M距基线的高度ZM是与船舶的吃水有关，吃水一定，稳心距基线高度就是一定的。船舶重心G距基线的高度Zg是与船舶装载状态有关，即与船舶装载货物的重心位置有关。在同一吃水下，由于货物等重量装载位置高低不同，船舶重心高度就不同。在同一航次中，由于航行中燃料、淡水等消耗，在出港、航行中途和到港时，船舶的重心高度都不会完全相同，因此初稳性高度GM也不会完全相同，船舶的稳性也不会相同。19.何谓自由液面？其对稳性有何影响？减小其影响采取的措施有哪些？答：船上装载油、水等液体的舱柜，若液体未装满舱柜，当船舶横倾时，舱柜内液体会随着船舶的倾斜而移动，且保持与舷外水面平行。这种能够随船一起自由倾斜的液面称为自由液面。舱柜内液体的重心亦将向倾斜的一侧移动，相当于船内有一重物移动。这种由于液体自由移动产生的对船舶稳性的影响，称为自由液面影响，或称自由液面修正。当船舶受外力矩作用发生倾斜时，船内液体重心将随之产生移动，移动方向与船舶倾斜方向相同，并且向上移动了一定的高度。液体重心移动后，与原来状态相比，相当于产生了一个附加力矩。该力矩与稳性力矩方向相反而与船舶倾斜方向相同，所以它将降低船舶的稳性，也就是减小了初稳性高度。自由液面影响的大小，与舱内液体的密度、自由液面的面积惯性矩i成正比，即与自由液面的形状和大小有关；横倾时与液舱宽度6的三次方成正比，而与舱内液体的体积或重量无关，与排水量D成反比，GM=·iD。减小自由液面影响的最有效方法是减小液体舱柜的宽度6。设舱宽为b、舱长为l的矩形舱，自由液面的惯性矩为：。20.影响船舶稳性的因素有哪些?答：(1)船体几何形状对稳性的影响：船舶宽度；干舷高度。(2)船舶装载状态对稳性的影响。(3)船内重物移动对稳性的影响。(4)自由液面对船舶稳性的影响。(5)悬挂重物对稳性的影响。(6)散货的装载对稳性的影响。二、案例分析题案例1:DHH轮No.3舱左舱盖失控脱轨事故事故经过：2002年1月17日0800，DHH轮从西班牙LAS PALMAS港开航，船舶左右摇晃，最大摇摆角达到左右5。1500船员自己洗舱开舱时，No.3货舱左舱盖失控脱轨，四分之一的舱盖滑出弦外，造成轨道部分变形，一只滚轮破碎，舱盖胶条部分变形损坏，开舱轨道STOP装置一个撞飞、一个变形，被脱轨滑出的舱盖压住的栏杆全部变形。事故发生后，DHH轮返回LAS PALMAS，委托监护代理联系当地厂家，联系CCS验船师做损坏和修理检验。全部修理工作于19日2343结束后开航。问题提出：造成No.3左舱盖失控脱轨的原因是什么？教训是什么？事故原因：DHH轮在航行中开舱时，船舶左右摇晃，最大摇摆角度达到左右5°，超出舱盖设计允许的左右最大3°的极限（纵倾2°）。晃动时产生的冲击负荷，使开舱油马达有关接头焊接处脱开，造成油马达失控，舱盖在轨道上左右自由滑动，最后撞掉STOP并滑出弦外，卡死在两开舱轨道之间。事故教训：(1)船舶所有人应注意教育船舶领导掌握好"安全和效益"的辩证关系。船舶领导要牢记自己肩负的对船舶所有人负责和对广大船员生命、公司财产负责的一致性。(2)强化、提高船舶领导班子的安全意识，是杜绝违章指挥、违章操作，确保船舶安全生产的首要因素。(3)船舶摇摆接近安全极限，严禁开启舱盖！案例2:STH轮锚机刹车失灵，右锚和11节锚链丢失事故经过：STH轮是1973年由南斯拉夫里耶卡船厂建造的一艘7万多吨的散货船。1997年12月离美国新奥尔良港，12月26日1315抵英国PORTBURY港锚地。船长控制好船速，用对讲机指令船头的大副准备右锚、抛锚，大副听到命令，指挥木匠抛右锚。当右锚两节入水后，锚不吃力，木匠刹车时锚机刹车带两边挤出一条条刹车带碎片。因刹车带打滑、刹不住，发出了"哗！哗！"的声音，锚链快速下滑，火星四溅，响声惊人，右锚及11节锚链全部丢进海里。问题提出：为何锚机刹车带刹不住？教训是什么？事故原因：该轮航修时更换的两台锚机刹车带，使用时间不长。从损坏的情况来看，与旧的刹车带相比，刹车带中缺少金属丝，强度较差，使用几次已有较大磨损，因未及时检查发现，致使这次抛锚时，刹不住，造成锚和锚链丢失。事故教训：(1)木匠作为养护负责人应该：在更换锚机刹车带前，要检查新刹车带的质量是否符合要求；换上新刹车带后，要注意检查验收；使用中要定期（每航次）检查刹车带的刹车性能。如刹车带收紧余量较小，应及时调整松紧度，满足刹车使用要求。(2)万吨以上吨位的船舶，起锚拉力是三节锚链重量加上锚的自身重量。船长选择锚地，要充分考虑水深情况，并要控制好船速。案例3：TL轮丢锚事故事故经过：TL轮于2002年7月25日2300自南通姚港起锚开航后，至2349时，全船突然失电，主机停车。船上紧急抛下左锚，由于船速太快导致左锚丢失。随后船上再抛右锚将船稳住。问题提出：试分析TL轮丢锚事故的原因。教训是什么？事故原因：(1)开航前备车放残水不充分，轻油日用柜中有水，使运行中的副机停车、断电，主机停车，造成危险局面。(2)在船速快、惯性大的情况下紧急抛锚，造成锚链断裂，左锚丢失。事故教训：(1)加强值班船员的责任心，严格执行操作规程中各项规定，认真做好备车规定的各项工作。(2)船舶进出港出现突发情况，船长要头脑冷静，沉着应对，及时提醒在船引水采取严谨措施，确保船舶安全。案例4:SBS轮No.3克令吊滚筒损坏事故经过：2001年12月26日，SBS轮在张家港使用No.3克令吊卸货过程中，吊货滚筒丧失功能，操作不运转。打开检查，发现油马达功能正常，但齿轮损坏，连带滚轮端部滚针轴承损坏。问题提出：吊货滚筒丧失功能的原因是什么？教训是什么？事故原因：该轮每次装原木货时，工人粗暴操作现象严重。在对装入大舱内的原木进行整理时，工人经常采用拖、砸、槌击等方法，滚筒长期受异常震动的影响，致使滚筒内部齿轮松动，继而造成齿轮损坏。事故教训：按甲板机械的预防检修保养要求，定期检查吊货滚筒的磨损、锈蚀情况，及时做好除锈、补漆和对活动部件加油活络等维护保养工作，每半年对滚筒齿轮的啮合情况进行一次检查，发现异常及时纠正。6