【精品】船舶原理与结构_习题之四

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1、习题及参考答案(邹早建教授提供)一・船舶静力学部分1.已知某海洋客货船的船长L=155m,船宽5=18m,吃水J=7.1m,排水体积N=10900m3,中横剖面面积AM=U5m2,水线面面积/lw=1980m2o求该船的方形系数Cb、水线面系数Cw、中横剖面系数Cm、纵向棱形系数Cp及垂向棱形系数Cvpo解：10900V……Cr===0.550BLxBxd155x18x7.1仏1980°…一LxB一155x18—-几115Bxd18x7.1~V10900一115x155-V10900Awxd—1980x7.10.6120.7752.已知某船方形系数Cb=0.50水线

2、面系数Cw=0.73在海水中平均吃水tZ=8.20m,求船进人淡水中的平均吃水(已知在水温15°C时，淡水的密度为999.1kg/m3,海水的密度为1025.9kg/m3解：记海水的重度为Y1=PlXg,淡水的重度为Y2="2Xg,船进人淡水屮的平均吃水为d2o在海水小的排水体积为Vi=CbxZx5xc/,排水量为A

3、=Y1XV

4、=YixCbxZxBM其屮厶为船长，B为船宽。假设船舶从海水中进入淡水中时水线面面积保持不变，则船舶在淡水中的排水量为A2=y?(Vi4-CwxZx5x<5t/)，其中引为船舶从海水中进入淡水中的吃水变化。由于船舶从海水中进入淡水中时排水

5、量保持不变，所以有YixCbxZxSx^=丫2(Vi+C^xLxBx^d)=y2(CbxLxBxJ+C^xLxBxScl)解得：“2由上式可知，当Yi>Y2吋，^>0,即吃水增加；当Yi

6、^=0.57mA10000记重物横向移动后产生的横倾角为0,可求得0=arctapx(y2-y^△xGM'=arctan100x1010000x0.57=arctan(0.1754)=9.95°2.已知某拖轮的排水量A=350t,吃水d=1.3m,初稳性高GM=0.8m。拖钩上的拖力F=5t,拖钩位于水线以上2.4m,拖索和中纵剖面之间的夹角(p=40°,假定拖轮在横向移动时的水阻力作用点位于基线之上d/2处。求拖轮的横倾角。如图所示，横向拖力分量为F2=Fxsin^=5xsin40°=5x0.6428=3.214t该横向拖力和拖轮横向移动时受到的水阻力D大小相等、

7、方向相反，形成一个使拖轮产生横倾的横倾力矩，其值为Mh=F2x/2=F2x(2.4+°)=3.214x(2.4+0.65)=9.80271m由于横倾力矩和船舶横倾吋产生的回复力矩Mr相等，有Mh=Mr=AxGMxsin/所以冇sin0=9,8027350x0.8=0.035由此求得拖轮的横倾角为0=arcsin(0.035)=T1.已知某船的排水量A=8000t重心垂向坐标zG=6.70m浮心垂向坐标zB=3.30mo各横倾角下的形状稳性力臂lh=BR如下表：0（。）102030405060708090/的）0.701.402.223.033.553.853.703

8、.603.25计算并绘制静稳性曲线和动稳性曲线，并求当船舶受到突风吹袭，风压引起的动倾力矩为1600t-m时的动倾角。解：静稳性力臂其小重量稳性力臂为/g=（zG-zB）sin^=3.4sin^o而动稳性力臂仃等于静稳性曲线下的面积，可用梯形法近似计算，即乙=MlrO+lr+-2+…++lrno+lrn），o/=iL2」L2」式中△0=10。。回复力矩作的功为T产==W列表计算如下：000(°)102030405060708090的）0.701.402.223.033.553.853.703.603.250.5901.1631.7002.1852.6052.944

9、3.1953.3483.400<•(m)0.1100.2370.520.8450.9450.9060.5050.252-0.1500.5502.2856.07012.89521.84531.10038.15541.94042.450Td(rm°)4.40xlO318.28X1034&56X103103」6xlO3174.76xlO3248.80xlO3305.24X1()'335.52xlO3339.60xlO3根据表中的数据可绘制静稳性曲线〜0和另一种形式的动稳性曲线7；〜0：静稳性1川线动稳性1川线动倾力矩作的功为3=冏x0=16OO0（t・m）。在动稳性曲