船舶静力学试题

00船舶与海洋工程专业《船舶静力学》试题A姓名： 学号：_______一、 名词解释（每题2分 共10分）1、浮性：浮性是船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面（或浸没在水中）保持平衡位置的能力；2、抗沉性：抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力。

3、方形系数：船体水线以下的型排水体积与由船长、型宽、吃水所构成的长方体体积之比称方形系数。

4、横倾：船舶自正浮位置向右舷或左舷方向倾斜的浮态。

5、型深：在甲板边线最低处，自龙骨板上表面至上甲板边线的垂直距离。

6、干舷：是自水线至上甲板边板上表面的垂直距离。

7、纵倾：船舶自正浮位置向船首或船尾方向倾斜的浮态。

8、稳性：船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来位置的能力称为稳性；9、邦戎曲线：在船纵向每个站号处以吃水为纵坐标,横剖面面积为横坐标,画出相应的A S =f(z)曲线,这样的一组曲线称为邦戎曲线.邦戎曲线用于计算船舶在任意纵倾水线下的排水体积和浮心位置.10、可浸长度：满足船舶抗沉性要求时船舱的最大许可长度称可浸长度。

11、垂线间长：首垂线和尾垂线之间的水平距离。

12、储备浮力：指满载水线以上主体水密部分的体积，它对船舶的稳性、抗沉性和淹湿性有很大影响。

二、 综合填空题（每题2分 共20分）1．水线面系数表达式为（ C WP =A W /LB ），含义是（ 与基平面平行的任一水线面的面积与由船长、型宽构成的长方形面积之比 ）；1．辛浦生第二法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（8），而各坐标值前的系数是（1），（3），（3），（1）。

辛浦生第一法的一个计算单元的辛氏系数∑.M.等于（6），各坐标值前系数是（1），（4），（1）。

2．辛浦生第一法的辛氏乘数为 （ 1，4，1 ），第二法的辛氏乘数为（ 1，3，3，1 ）；3．写出三心（浮心、重心和稳心的垂向坐标之间的关系，即稳性高GM 等于（GM=BM+KB-KG ）；4．LGM MTC L 100⋅∆=称为（引起纵倾1cm 的纵倾力矩），其中L 为（船长），∆为（排水量），GM L 为（ 纵稳性高 ）；5、船舶处于任意状态时，用参数（ 平均吃水 ）、（ 纵倾角 ）和（ 横倾角 ）表示其浮态；5．船舶处于横倾状态时，用参数（ 吃水d ）和（ 横倾角φ ）表示该浮态；6．水线面面积曲线是以（各吃水处水线面面积）为横坐标，以（吃水）为纵坐标所绘制的一条曲线，它与纵轴所围成的面积表示（某一吃水下的排水体积）的大小，其形状反映了（船舶排水体积）沿（吃水方向）的分布情况；6．横剖面面积曲线是以（船长L ）为横坐标，以（横剖面面积A 0）为纵坐标所绘制的一条曲线，它与横轴所围成的面积表示（该吃水时的排水体积）的大小，它的形状表示（船舶排水体积）沿（船长方向）的分布；7．船舶的初稳心半径与初稳性高是不同的概念，初稳性高表示的是（稳心和重心）之间的距离，而初稳心半径表示的是（稳心和浮心）之间的距离；8．∇=T I BM 称为（初稳心半径），它表示的是（横稳心和浮心）两点之间的距离，其中I T 为（水线面积对于纵向中心轴线的横向惯性矩），∇为（排水体积）；8．∇=L L I BM 称为（纵稳心半径），它表示的是（纵稳心M 与浮心B ）两点之间的距离，其中I L 为（水线面积对过漂心横轴的纵向惯性矩），∇为（排水体积）。

9．储备浮力是指（满载水线以上主体水密部分的体积）；它对船舶的（稳性、抗沉性和淹湿性）有很大影响；10．大倾角静稳性臂公式l = l b - l g 中l b 称为 形状稳性臂 l g 称为 重量稳性臂 。

1．梯形法计算公式为（⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≈=A ∑⎰=n i i dy n L x y 00d ε），其中修正项是（ ε = 20n y y +）； 2．梯形法、高斯法、辛浦生法和乞贝雪夫法在纵坐标数目相同的情况下，计算精度由高到低依次为 （高斯法）、(乞贝雪夫法)、(辛浦生法)、 (梯形法)；4．100WA TPC ⋅=ω称为（每厘米吃水吨数），其中A W 为（吃水处水线面面积），ω为（水密度）。

5．船舶的平衡条件是（1）：（重力与浮力的大小相等方向相反，即W=ω∇）,（2）：（重力G 与浮力B 作用在同一铅垂线上）；9．排水量为∇的船上有一重量为p 的重物，重物的横向移动距离为l ，船的初稳性高为 GM ，船的横倾角正切tg φ为等于（GMΔl p ⨯⨯=φtg ）； 9．排水量为∇的船上有一重量为p 的重物，重物的纵向移动距离为l ，船的纵稳性高为 GM L ，船的纵倾角正切tg θ为等于（pl /（∆ ·GM L ））。

10．当船舶发生小角度横倾时，倾斜水线面与正浮时水线面相交于通过（原水线面漂心）的纵轴。

三、简答题（每题8分共40分）1、下列静稳性曲线示意图，标注指出稳定平衡段，不稳定平衡段，稳性消失角，稳距及最大静稳性臂。

2、抗沉性计算中，根据船舱进水情况可将船舱分为三类舱，分别作出简略介绍。

3、什么是船舶的浮性、稳性和抗沉性。

4、说明为什么当船舶搁浅时的稳性会变得很差，会导致船舶有倾覆的危险？5、概括说明几种提高船舶稳性的措施。

1．绘出静稳性曲线的示意图，并说明什么是动横倾角？什么是静横倾角？2．什么是稳性横截曲线？绘出曲线的示意图并标出和说明曲线的纵坐标和横坐标。

3．什么叫邦戎曲线？它有何用途？4．M Q应用图示的船舶动稳性曲线，如何作图求出：①船突然受到某一横倾力矩M Q（其值大小如图示）作用下的动倾角φd，②该船允许的极限倾覆力矩M Qmax和极限倾角φdmax？5、写出五种船形系数的名称、公式并用文字解释。

5．已知船长为L，正浮时的吃水为d，纵倾值为t，写出该船发生纵倾时的首尾吃水表达式。

6．对下列曲线进行端点修正。

1、从稳心和重心的相对位置判断船舶原平衡状态的稳定性能。

(1)重心G在稳心M之下，复原力矩的方向与横倾方向相反，当外力消失后，它能使船舶回复至原来的平衡状态，具有这种稳性的船舶，对于它的原平衡状态来说是稳定的，称为稳定平衡。

(2)重心G在稳心M之上，复原力矩的方向与横倾方向相同，它使船舶继续倾斜，对于它的原平衡状态来说是不稳定的，称为不稳定平衡。

(3)重心G和稳心M重合，初稳性高和复原力矩均为0，当外力消失后，船不会回复到原来位置，也不会继续倾斜，对于它的原平衡位置来说是中性的，称为中性平衡，或称随遇平衡。

答:1、略2、在抗沉性计算中，根据船舱进水情况，．可将船舱分为下列三类。

第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面．双层底和顶盖在水线以下的舱柜等属于这种情况。

第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相联通，有自由液面。

为调整船舶浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这类情况。

第三类舱，舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。

这在船体破损时较为普遍，也是最典型的情况。

3、浮性是船舶在一定装载情况下具有漂浮在水面（或浸没在水中）保持平衡位置的能力；船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后，能自行回复到原来位置的能力称为稳性；抗沉性是指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力。

4、当船搁浅时,搁浅处有反作用力作用在船体上,可看成在搁浅处卸下一部分载荷,使船舶的吃水变小,重心升高,可能还带有横倾和纵倾,稳性高减小,造成稳性变得很差,导致船舶有倾覆的危险.5、提高船舶稳性,可从两方面着手:一.提高船舶的最小倾覆力矩(力臂);二.减小船舶所受到的风压倾斜力矩(力臂).措施:一.降低船的重心;增加干舷;增加船宽;增加水线面系数;减小自由液面和悬挂重量;注意船舶水线以上的开口和水密性,提高船舶的进水角.二.减小船的受风面积,即减小上层建筑的长度和高度.四、计算题（每题15分共30分）1、某船正浮时初稳性高GM=0.6米，排水量△=10000t，把船内100t货物向上移动3m，再向右舷横向移动10m，求货物移动后船的横倾角φ。

解：1、GM1 = 0.6 - 100*3 /10000 =0.57mtgφ=100*10/10000 /0.57 = 0.175radφ= 9.95°向右舷倾斜2、某船长L=100m，首吃水dF=4.2m，尾吃水dA=4.8m，每厘米吃水吨数TPC=80t／cm，每厘米纵倾力矩MTC=75t·m，漂心纵向坐标xF=4.0m。

今在船上装载120t的货物。

问货物装在何处才能使船的首吃水和尾吃水相等。

2、d = (4.2+4.8) /2 = 4.5md ’ = 120 /80 /100 + 4.5 = 4.515mtg θ=(4.8-4.2) /100 = 0.006 rad设货物置于纵坐标x 处，有120 * (x - 4.0) /75 = 60解得：x = 41.5m1． 已知某内河船船长L =75m ，船宽B =9.6m 、首吃水d F =1.0m ，尾吃水d A =1.3m ，方形系数C B =0.72，纵稳性高GM L =65m ，为了通过浅水航道，必须移动船内的某些货物，使船处于平浮状态，假定货物从尾至首的最大移动距离为l =28.0m ，求必须移动的货物重量p 。

1、解法一：L GM Δl p L 0.13.1tg -=⨯⨯=θ 120.13.1⨯⨯+⨯=⨯⨯=B B C BL C BLT Δω L Δp 3.06528= 9488.7272.03.26.9=⨯⨯=L Δ T L p 54.5289488.7*5.19285.19≈=∆= 解法二：平均吃水d =0.5×(d F +d A )=1.15m船舶的排体积∇=C B ×L ×B ×d =0.72×75×9.6×1.15=596.16 m 3移动货物后船舶纵倾角的正切tg θ=(d F －d A )/L=(1.0－1.3)/75=0.004tg θ=pl /(∇GM L ) ，p = tg θ··(∇GM L )/l=5.536 t2．某船船长L =164m ，船宽B=19.7m ，方形系数C B =0.50，水线面积系数 C WP =0.73，在海水中的平均吃水d=8.20，求船进入淡水中的平均吃水。

2解法一： 0167.0025.1025.073.05.0d d ≈⨯=⨯-=ωωWP B C C d dd 淡=8.2*（1+0.0167）=8.34m解法二：船舶的排水量：∆=ω×C B ×L ×B ×d =1.025×0.5×174×19.7×8.2= 14405.3295 t水线面面积：A W = C WP ×L ×B =0.73×174×19.7= 2502.294m 2船进入淡水中的平均吃水变化：d d =d ω·∆/(ω2×A W )=0.025×13577.437/(1.0252×2358.484)= 0.136986 m船进入淡水中的平均吃水d =8.2+0.136986=8.336986m1、 某船船长L =170m ，首尾吃水均为d F = d A =10.40m ，排水量△=21580t ，KB=5.96m ，.BML=175.38m,KG=9.60m,xF=0m 把船内250t 货物从船尾移向船首，移动距离为70m ，求此时船的首尾吃水。