2023年哈尔滨工程大学试卷船舶静力学7月级B卷标准超详细解析超详细解析答案.pdf

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1、 -1-哈尔滨工程大学试卷 共 6 页;第 1 页（B 卷）考试科目:船舶静力学（2000 级）一、名词解释(40 分)1.船型系数 答：船型系数是表示船体部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数，包括水线面系数、中横剖面系数、方形系数和菱形系数等。2.设计水线 答：设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线，设计水线和船舶的性能具有密切的关系。3.纵倾值 答：船舶首尾吃水之差，常用来表示船舶的纵倾。4.设计排水量：答：对于民船，设计排水量是指满载排水量，军船的设计排水量指正常排水量。5.初稳心高 答：当船舶的横倾角很小时，任意倾角下的浮力作用线都通过稳心，中心到稳心的距离称为稳心高（初稳

2、心高）。初稳心高是用来衡量船舶初稳心的主要参数。6.每厘米纵倾力矩 答：使船舶纵倾值改变1 厘米所需要的力矩。7.稳性消失角 答：船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点（复原力矩从正值变为负值的临界点）所对应的横倾角。8.稳性衡准数 答：船舶最小倾覆力矩和风压力矩的比值，是衡量船舶稳性的重要基本参数之一。9.分舱因数 答：为了满足不同船舶抗沉性的要求，规范规定采用分舱因素来决定许用舱长，分舱因素是一个小于 1 的系数。N 舱制船的分舱因素 F 为 1/(N+1)F 1/N 10.可浸长度 答：为了保证船舶（一舱）破损后的的水线不超过规定的界限线（甲板边线 76mm），船舱的最大许可长度。

3、题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 装 订 线 姓名：学号：班级：-2-共 6 页;第 2 页 二、证明题：(10 分)在船体计算中通常采用梯形法和辛普生法计算曲线下面积，试证明：采用辛普生第一法计算右图中曲线下的面积为 A=(y0+4 y1+y2)l/3 证明：假设曲线可以用抛物线近似 代替 y=ax2+bx+c 当 x=l 时，y0=al2bl+c 当 x=0 时，y1=c 当 x=l 时，y2=al2+bl+c 曲线下面积 claldxcbxaxAll232)(32 若将面积 A 表示为坐标值的函数 210yyyA 比较两式可得)4(3210yyylA 三、计算题(10 分)某货船

4、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 1.00 ton/m3）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 230380)5.4(5.45.5148018601480)(332323TTTTTTAAAAWWWW 为了满足吃水要求，船舶应卸下的载荷为 tondTTdTApTTW375.1245)230380(

5、35.56.411 四、计算题(10 分)某内河驳船 1100 ton，平均吃水 d2.0m，每厘米吃水吨数 TPC6.50 ton/cm，六个同样的舱内装石油，每个舱内都有自由液面，油舱为长方形，其尺度为 l15.0m，b6.0m，这时船的初稳性高为 GM1.86m，若把右舷中间的一个舱中重量 p120ton的油完全抽出，其重心垂向坐标 ZC0.80m，求船的横倾角。已知石油的密度 0.9ton/m3。l-l x y y0 y1 y2 第二题图 和菱形系数等设计水线答设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线设计水线和船舶的性能具有密切的设计排水量指正常排水量初稳心高答当船舶的横倾

6、角很小时任意倾角下的浮力作用线都通过稳心中心到稳心的距离力矩稳性消失角答船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点复原力矩从正值变为负值的临界点所对应的横倾 -3-共 6 页;第 3 页 解：卸载后，船舶吃水变化量为 mTPCpT1846.05.6100120100 考虑到卸载以后船舶减少了一个自由液面，卸载后船舶的初稳心高 mplbGMzTTppGMMG2.2)1201100(126159.0)86.180.021846.00.2(120110012086.1)(12)2(33 船舶的横倾角 167.02.2)1201100(3120)(2/tanMGppb 48.9 船舶的横倾角为左倾9

7、.48。五、计算题(15 分)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 20004.003.0)(sl 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；4、若重心升高 0.2m，求 30时的静稳性臂。解：1、在静力作用下的极限倾覆力矩；5625.0)275(0004.0)(2sl 当5.37时 ls有极大值mls5625.0 静力作用下极限倾覆力矩mtonlMsH875.24915625.04430max 2、动稳性曲线表达式；432320201

8、0)02327.0618.2()30004.0203.0(180)0004.003.0(180)(180ddllsd 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 和菱形系数等设计水线答设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线设计水线和船舶的性能具有密切的设计排水量指正常排水量初稳心高答当船舶的横倾角很小时任意倾角下的浮力作用线都通过稳心中心到稳心的距离力矩稳性消失角答船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点复原力矩从正值变为负值的临界点所对应的横倾 -4-共 6 页;第 4 页 01001030004.010203.0180)10()18

9、0)10(210qqddMMll 即除10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 0)36875.0()25.61(30004.01001030004.010203.022qqMM 有唯一解，则 036875.0qM mton149236875.0qM，极限动倾角25.61d 1、若重心升高 0.2m，求 30时的静稳性臂。重心升高后，静稳心臂 sin2.00004.003.0)(2gl 当 30时 mlg44.030sin2.09000004.03003.0)30(六、计算题(15 分)某长方体船，L20m，B4m，T2m，现将船划分为八个舱室 A-H，如右图

10、所示。开始时处于正浮状态，求 G 舱破损后长方体船的漂心位置，纵、横稳性高及四个角点 a,b,c,d 的吃水。（假设重心高度 zG=2.0m）x y A B C D E F G H a b c d 和菱形系数等设计水线答设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线设计水线和船舶的性能具有密切的设计排水量指正常排水量初稳心高答当船舶的横倾角很小时任意倾角下的浮力作用线都通过稳心中心到稳心的距离力矩稳性消失角答船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点复原力矩从正值变为负值的临界点所对应的横倾 -5-共 6 页;第 5 页 解：采用损失浮力法计算 排水量：LBT G 舱破损后漂心位置 m

11、BLBBLBymLLBLLBxff143.0284288/7)4/(8/07.1562035638/7)8/3(8/吃水改变量 78/8/TLBLBLBTT 新的吃水 78TTTT 若船仍保持正浮状态，由于水下部分为柱体，新的浮心位置 742TTzB；fBxx；fByy 破损后船的水线面惯性矩 32233220718.0)28(87)4(812)2/(4/(12)(LBBLBBLBBLLByAayiIIfaxTT BLLLBLLBBLBLyAayiIIfaxLL3223322062593.0)563(87)83(812)2/()4/(12)(新的稳心高 mTBTzIzMGgTB7173.010

12、718.0742 mTLTzIzMGgLBL661.121062593.0742 横倾角 2.07173.0143.0tanMGyB 纵倾角 0845.0661.1207.1tanLBMGx a 点吃水：和菱形系数等设计水线答设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线设计水线和船舶的性能具有密切的设计排水量指正常排水量初稳心高答当船舶的横倾角很小时任意倾角下的浮力作用线都通过稳心中心到稳心的距离力矩稳性消失角答船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点复原力矩从正值变为负值的临界点所对应的横倾 -6-共 6 页;第 6 页 myBxLTTffa960.1)2.0()143.02()

13、0845.0()07.110(286.2tan)2(tan)2(b 点吃水：myBxLTTffb160.1)2.0()143.02()0845.0()07.110(286.2tan)2(tan)2(c 点吃水：myBxLTTffc650.3)2.0()143.02()0845.0()07.110(286.2tan)2(tan)2(d 点吃水：myBxLTTffd850.2)2.0()143.02()0845.0()07.110(286.2tan)2(tan)2(和菱形系数等设计水线答设计水线是指船舶处于设计状态时船体型表面和水面的交线设计水线和船舶的性能具有密切的设计排水量指正常排水量初稳心高答当船舶的横倾角很小时任意倾角下的浮力作用线都通过稳心中心到稳心的距离力矩稳性消失角答船舶静稳性曲线上除原点以外复原力矩等于零的点复原力矩从正值变为负值的临界点所对应的横倾