2013年船舶与海洋结构物静力学B卷参考答案及评分标准1

2013年船舶与海洋结构物静力学B卷参考答案及评分标准一、（共40分）回答下列问题1.船舶平衡的条件？（2分）答：（1）重力与浮力大小相等，方向相反；（2）重心G和浮心B在同一铅垂线上。评分标准：每答对一点给一分。2.简述辛普生法的基本原理?（3分）答：是采用等分间距，以若干段二次或三次抛物线近似代替实际曲线的一种近似计算方法。评分标准：答对给3分。3.储备浮力的含义？（3分）答：所谓储备浮力是指满载水线以上主体水密部分的体积，通常以满载排水量的百分数来表示。评分标准：答对给3分。4.怎样衡量船的初稳性？？（3分）答：初稳心高GM是衡量船舶初稳性的主要指标。评分标准：答对给3分。5.船舶的重心、浮心和稳心间有什么样的关系？（3分）答：GMBMKBKG，LLGMBMKBKG（或LLGMBMBG）评分标准：答对给3分。6.静稳性曲线有什么特性？（3分）答：（1）静稳性曲线在原点处的斜率等于初稳心高0GM；（2）静稳性曲线上升段是稳定平衡段，下降段是不稳定平衡段；(3)船舶倾斜后所具有的位能等于静稳性曲线下的面积，静稳性曲线下的面积愈大，船舶的稳性愈好。评分标准：答对给3分。7.垂向棱型系数的定义及意义？（3分）答：垂向棱型系数BvpwwpCCATC，其大小表示排水体积沿吃水方向的分布情况。评分标准：答对给3分。8.许用舱长？（3分）答：为体现各类船舶在抗沉性要求上的不同，采用了一个分舱因素F来决定许用舱长，许用舱长=可浸长度l分舱因素F评分标准：答对给3分。9.何谓MTC，如何计算？（3分）答：MTC表示引起纵倾1厘米的纵倾力矩，100LGMMTCL评分标准：答对给3分。10.型线图有哪几个视图组成？（3分）答：（1）横剖线图，（2）半宽水线图，（3）纵剖线图评分标准：每答对一点给一分。11.船舶的抗沉形式如何来保证的？（3分）答：船舶的抗沉性是用水密舱壁将船体分割成适当数量的舱室来保证的。评分标准：答对给3分。12.如果船舶稳性不满足规范要求，宜采用何种措施？（3分）答：（1）增加船宽，（2）增加干舷，（3）降低船的重心，（4）减小风压倾斜力矩（或答减小上层建筑的长度和高度）评分标准：答任意3种方法均可，每答对一点给一分。13.船舶进水舱可分为几类，各有什么特点？渗透率0.9表示什么意思？（5分）答：可分为3类（1分）；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，舱内无自由液面。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。第三类舱，舱的顶盖在水线以上，舱内的水与海水相通。（4分）渗透率0.9表示实际进水体积与该舱室空舱时型体积比为0.9。（5分）二、计算题（10分）某船水线长为47米，在某吃水下各站半宽如下表所示，求该水线面的面积、水线面系数，漂心坐标及TI，LI。站号012345半宽（米）2.8503.0253.1623.2853.3953.493站号678910半宽（米）3.5693.6213.653.653.592站号1112131415半宽（米）3.4823.2913.0412.7242.343站号1617181920半宽（米）1.9131.4480.9640.4860.046答：该船47/202.35L米，采用梯形法列表计算如下：(列表正确5分，每一项计算正确得1分)横剖面站号水线半宽（米）面矩乘数惯性矩乘数面矩函数Ⅱ×Ⅲ惯性矩函数Ⅱ×Ⅳ水线半宽立方（米3）ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ02.850-10100-28.500285.00023.14913.025-981-27.225245.02527.68123.162-864-25.296202.36831.61433.285-749-22.995160.96535.44943.395-636-20.370122.22039.13153.493-525-17.46587.32542.61863.569-416-14.27657.10445.46173.621-39-10.86332.58947.47783.650-24-7.30014.60048.62793.650-11-3.6503.65048.627103.592000.0000.00046.346113.482113.4823.48242.217123.291246.58213.16435.644133.041399.12327.36928.122142.72441610.89643.58420.213152.34352511.71558.57512.862161.91363611.47868.8687.001171.44874910.13670.9523.036180.9648647.71261.6960.896190.4869814.37439.3660.115200.046101000.4604.6000.000总和∑'57.030-101.9821602.502586.286修正值ε1.448-14.020144.80011.575修正后∑55.582-87.9621457.702574.711计算公式计算结果261.240.69-3.72-3613.18900.38三、计算题(10分)某船的船长L=122m，首吃水为6.0m，尾吃水为6.4m，每厘米吃水吨数TPC为24，每厘米纵倾力矩MTC为100t·m，漂心位置在舯后2m处。现将重量为240t的货物装在该船舯前10m处，试计算装载货物后该船的首尾吃水。答：增加载荷后平均吃水的增加2400.110024100pTmTPC（2分）增加载荷后产生的纵倾力矩240[10(2)]2880TMpltm（4分）由此引起的纵倾28800.288100TMtmMTC（首倾）（6分）船的首尾吃水为60.10.1446.2442FNFtTTTm（8分）6.40.10.1446.3562ANAtTTTm（10分）四、计算题（10分）有一艘海船，原来排水量为13100吨，重心距基线距离KG为9.3米，初稳心距基线距离KM为10.3米(假设在装卸少量货物后此值不变)。到达某一港口，卸掉一定的货物（KG为2.5米处700吨货物；KG为10.8米处600吨货物）后，再在该船如下位置装载一定重量的货物：重量(吨)距基线KG(m)4003.03006.150010.58008.5试计算该船横倾7ｏ时的复原力矩。答：装卸货物后重心高度11131009.37002.560010.84003.03006.150010.58008.513100700600400300500800128680138009.325niiiNniiWZKGWm（5分）初稳心高10.39.3250.975GMKMKGm（8分）横倾7ｏ时的复原力矩0sin138000.975sin71693.75RMGMtmV（10分）五、计算题(15分)某海船7800t，船长L=125m，船宽14.5Bm，吃水6.0Tm，型深9.0Dm。初稳心高1.04GMm，每厘米吃水吨数15/TPCtcm，船内右舷某边舱长10lm，4.5bm，深与型深相同，若该舱渗透率0.8，试求：（1）舱内灌水占全舱体积一半时该船的横倾角；（2）当与舷外水相同时该船可能产生的最大横倾角。答：（1）可用增加重量法来计算。增加的液体载荷：11.025104.590.81662pVt（1分）增加载荷后平均吃水的增加1660.1110015100pTmTPC（2分）自由液面对其自身纵轴的惯性矩33411104.50.8611212xilbm（3分）初稳心高的变化()21660.11961(61.04)78001662478001660.05xipThTzGMppm（5分）新的初稳心高11.040.051.09GMGMhm横倾角14.51662tan0.043(7800166)1.09()pypGM（7分）02.46（2）根据题意，此时为第三类舱，可采用损失浮力法来计算。水线面面积21001001514631.025wTPCAm（8分）损失的浮力1.025104.560.8221pVt（9分）损失的水线面面积2104.50.836albm（10分）平均吃水的增加104.560.80.15146336wVTmAa（11分）浮心竖向坐标的变化2210.15()(36)0.087278002BpTZzTm（12分）稳心半径的变化21()[(1)]0.032xawaBMiaymAa（13分）新的稳心高度11.040.0870.0321.095GMGMhm（14分）横倾角11tan(1)0.0597BwYpyaAaGMGM03.42（15分）六、（共15分）某船的静稳性臂和动稳性臂如图所示求：1.该船的稳性消失角（2分）2.该船的最大恢复力臂（3分）3.在静水中，动倾角60d是对应的风倾力臂（5分）4.该船在20度初始横倾角时的极限风倾力臂（5分）（3、4问需在答题纸上用草图说明求解方法）解：1.稳性消失角＝100度（2分）2.最大恢复力臂ml1.05.2max（在该范围内度视为正确答案）（3分）3.mlf1.03.1（答案正确的1分，作图4分）4.mlq1.02.120（答案正确的1分，作图4分）-10123-20020406080100lf57.357.3lq