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《船体结构》简答题

《船体结构》简答题

1.旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有哪几种连接方式?各有何优缺点

答:旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有三种连接方式:(1)单独加肘板;(2)纵桁腹板升高;(3)腹板不升高而面板加宽。

各自的优缺点分别是:第一种工艺性好,影响舱容;第二种强度较好,也影响舱容;第三种不影响舱容,但工艺性较差。

2、尾尖舱内的结构采用哪些加强措施?

答:尾尖舱内的加强措施有:(1)肋骨间距≤600mm,且板厚增加;(2)底部设升高肋板;(3)设强胸横梁和舷侧纵桁;(4)中线面处设制荡舱壁。

3、中型货船货舱区的结构一般采用混合骨架式,请问哪些部位采用纵骨架式,哪些部位采用横骨架式?

答:中型货船货舱区一般采用混合骨架式结构。船底和上甲板采用纵骨架式结构,舷侧和下甲板采用横骨架式结构

4、油船油舱区为什么设高腹板的纵向桁材?

答:油船油舱内都设高腹板的纵向桁材(底纵桁,甲板纵桁),这是因为:①加强纵向强度;②当船舶横摇时,高复板对舱内液体起制荡作用,减少液体摇荡,从而减少船舶横摇;③对于液舱而言,高腹板不影响舱容。

5、舷墙的作用有哪些?海船的舷墙高度不小于多少?

答:舷墙的作用是:保障人员安全,减少甲板上浪,防止甲板上的物品滚落海中。海船的舷墙高度不小于1.0m。

6、试述船体静水总纵弯曲的产生。

答:船舶在静水中受到的外力有船舶及其装载的重力和水的浮力。重力包括船体本身结构的重量和机器、装备、燃料、水、供应品、船上人员及行李和载货的重量等。重力的方向向下,浮力的方向向上。当重力和浮力的大小相等、重心和浮心作用在同一条铅垂线上时,船舶处于平衡状态。但由于船体的各段重力和浮力的大小并不相等。船舶装载情况及船体浸水部分形状总是变化,因而船体各段重力和浮力的不平衡总是存在。重力大的一段有下移的趋势,浮力大的一段有上移的趋势。然而,船体是一整体结构,各段不可能让它们自由上下移动,在船体结构内部必然有内力产生,这就使船体发生弯曲变形,即总纵弯曲。

7、集装箱船在结构上常采取哪些加强措施,为什么?

答:集装箱船的货舱口宽度几乎与货舱宽度一样大,对船体的抗弯、抗扭和横向强度很不利,在结构上应采取补偿措施。

A.采用双层底和双层舷侧结构,且在双层舷侧的顶部设置抗扭箱结构;

B.在船的顶部和底部的强力部分采用纵骨架式;

C.增加甲板边板和舷顶列板的厚度;

D.加强两个货舱口之间的舱口端梁和甲板横梁等。

8、大型集装箱船的货舱区的舷侧采用什么结构形式?为什么?

答:大型集装箱船的货舱区的舷侧采用双壳结构。采用双壳结构的目的是由于大型集装箱船甲板开口很大,占舱室的80%左右,甲板面积损失太大,用双壳结构一是可以增加总纵强度;二是补偿甲板强度;三是增加甲板部位的抗扭强度;同时采用双壳结构增加了船舶航行安全性。

9、双层底内底边板的形状有哪几种?各有何优缺点?

答:双层底内底边板的形状有三种:水平形、下倾形、上斜形。水平形制造工艺简单,不影响舱容;下倾形便于排水,但航行安全性较差,工艺复杂;上斜形航行安全性较好,但工艺性较差,占舱容较多。

10、双层底向单底过渡采用什么方式?为什么?

答:双层底向单底过渡采用舌形面板,将双层底逐渐过渡到单底结构。这样过渡的目的是减少应力集中的影响。

11、船体底部结构中参与总纵弯曲的构件有哪些?

答:船体底部结构中参与总纵弯曲的构件主要有:单底船主要有外底板,底纵桁(中内龙骨、旁内龙骨),纵舱壁以及底纵骨(纵骨架式结构)。双层底船主要有:内外底板,底纵桁,纵舱壁以及内外底纵骨(纵骨架式船舶)。

12、简述船体外板厚度沿船长方向的变化情况,为什么这样变化?

答:船体外板沿船长方向的变化,一般说来,在船中0.4L区域内的外板厚度较大,离首尾端0.075L区域内的外板较薄,在两者之间的过渡区域,其板厚可由中部逐渐向两端过渡。这是因为当船舶总纵弯曲时,弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L的区域内,向首、尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。

为了保证船舶进坞或搁浅时的局部强度,以及考虑锈蚀、磨损等因素,平板龙骨的宽度和厚度从首至尾应保持不变。

13、说说杂货船、散货船,各自的特点。

答:杂货船的特点:杂货船是干货船的一种,用来载运包装、袋装、桶装和箱装的货物。国际上杂货船的载货量,通常在10000~20000t。

杂货船一般都有两层或两层以上甲板,4~6个货舱,为了缩短装卸时间,杂货船甲板上的货舱口特别大,并配备如吊货杆、起重绞车或回转式起重机等起货设备。

散货船的特点:散货船是专门用来运送煤炭、矿砂、谷物、化肥、水泥等散装货物的船舶。散装船都是单甲板和双层船底,货舱口较大,装卸速度快。内底边板上倾与舷侧下部构成底边舱。舷顶设顶边舱,可以限制货物在航行时向两边移动,提高船的稳性。

14、中小型油船的油舱区一般采用混合骨架式,请问什么部位用纵骨架式?什么部位用横骨架式?

答:中小型油船油舱区域一般采用混合骨架式结构,采用纵骨架式结构的部位主要有船底部和上甲板及纵舱壁。舷侧采用横骨架式结构。

15、首尖舱内的结构采用哪些加强措施?

答:首尖舱内的结构采用下列加强措施:(1)肋骨间距≤600mm,且钢板加厚2-4mm;(2)底部设升高肋板与肋骨连接;(3)设强胸横梁和舷侧纵桁;(4)中线面处设制荡舱壁。

16、简述外板厚度沿肋骨围长的变化是什么?

答:船体外板厚度沿肋骨围长分布规律是:平板龙骨最厚,依次是舷顶列板,船底板,舭列板及舷侧外板(从下向上)。

17、船体甲板结构中参与总纵弯曲的有哪些构件?

答:船体甲板结构中参与总纵弯曲的构件主要有:甲板边板、甲板纵桁(含舱口纵桁),甲板纵骨以及较长的舱口围板等构件。

18、散货船设有顶边舱和底边舱,为什么?

答:散货船的甲板下面的两舷设有顶边舱和底边舱,其作用是:

a、防止散货向一侧移动使船倾斜,影响船的稳性;

b、使散货堆放于货舱中央,便于用抓斗卸货;

c、顶边舱和底边舱可作为压载水舱以改善船的适航性;

d、上倾的底边舱对船舶的安全比其它的双层底更可靠。

19、舷边的舷顶列板与甲板边板的连接形式一般有三类,请说说其各自的优缺点。

答:舷边的舷顶列板与甲板边板的连接形式一般有:舷边角钢铆接、圆弧舷板连接和舷边直接焊接三类。

舷边角钢铆接的优点:

a、舷边位于高应力区域,用铆钉连接具有重新分布高应力,减少产生结构损坏的危险。

b、铆接有止裂作用,一旦甲板板发生裂缝时,可防止裂缝向舷侧板继续扩展。

缺点:铆接的工作量大,劳动强度大,形式陈旧,不适于现代化工艺要求,现已逐渐淘汰。

圆弧舷板连接:优点:

a、舷侧顶列板与甲板边板构成一个整体,能使甲板和舷侧的应力顺序过渡;

b、弯曲的圆弧板比平板的刚性大,舷边不易变形。

缺点:a、减少了甲板面积;

b、甲板上流下来的水会弄脏舷侧外板;

c、施工较麻烦。

舷边直接焊接:施工简便,但舷边应力大。

船舶与海洋工程学院

2008年6月

船舶静力学

1、简述表示船体长度的三个参数并说明其应用场合?

答:船长[L] Length

船长包括:总长,垂线间长,设计水线长。

总长(Length overall)

——自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大水平距离。

垂线间长(Length Between perpendiculars)

首垂线(F.P.)与尾垂线(A.P.)之间的水平距离。

首垂线:是通过设计水线与首柱前缘的交点可作的垂线(⊥设计水线面)

尾垂线:一般舵柱的后缘,如无舵柱,取舵杆的中心线。

军舰:通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。

水线长[ ](Length on the waterline):

——平行于设计水线面的任一水线面与船体型表面首尾端交点间的距离。

设计水线长:设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。

应用场合:静水力性能计算用:分析阻力性能用:

船进坞、靠码头或通过船闸时用:

2、简述船型系数的表达式和物理含义。

答:船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数,它包括水线面系数、中横剖面系数、方形系数、棱形系数(纵向棱形系数)、垂向棱形系数。船型系数对船舶性能影响很大。

(1)水线面系数——与基平面平行的任一水线面的面积与由船长L、型宽B所构成的长方形面积之比。(waterplane coefficient)

表达式:

物理含义:表示是水线面的肥瘦程度。

(2)中横剖面系数[ ]——中横剖面在水线以下的面积与由型宽B吃水所构成的长方形面积之比。(Midship section coefficient)

表达式:

物理含义:反映中横剖面的饱满程度。

(3)方形系数[ ]——船体水线以下的型排水体积与由船长L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比。(Block coefficient)

表达式:

物理含义:表示的船体水下体积的肥瘦程度,又称排水量系数(displace coefficient)。

(4)棱形系数[ ]——纵向棱形系数(prismatic coefficient)

船体水线以下的型排水体积Δ与相对应的中横剖面面积、船长L所构成的棱柱体积之比。

表达式:

物理含义:棱形系数表示排水体积沿船长方向的分布情况。

5、垂向棱形系数[ 、] (Vertical prismatic coefficient)

船体水线以下的型体积与相对应的水线面面积,吃水d可构成的棱柱体积之比。

表达式:

物理含义:表示排水体积沿吃水方向的分布情况。(具体说明,U,V型剖面)

3、简述船体近似计算方法的基本原理并说明其精度关系。

答:(1)梯形法(最简便的数值积分法)

基本原理:用若干直线段组成的折线近似地代替曲线。即:以若干个梯形面积之和代替曲线下的面积。(2)辛氏法

梯形法假设曲线为折线,若假设计算曲线为抛物线,则称抛物线法,即辛氏法。

基本原理,采用等分间距以若干段二次或三次抛物线近似地代替实际曲线,计算各段抛物线下面积的数值积分法。

(3)乞贝雪夫法

基本原理:应用不等间距的各纵坐标值之和,再乘以一个共同的系数来得到曲线下的面积。

用次抛物线代替实际曲线,采用不等间距的几个纵坐标计算抛物线下的面积。

(4)采用不等间距的纵坐标和不同的乘数

精度关系:梯形法〈辛浦生法〈乞贝雪夫法〈高斯法

4、简述提高船体近似计算精度的方法

答:(1)选择合适的近似计算方法

(2)增加中间坐标

(3)端点坐标修正(以半宽水线图为例)

5、简述船舶的平衡条件

答:船舶平衡条件:(1)重力=浮力= ;

(2)重心G和浮心B在同一条铅垂线上。

6、简述船舶的浮态并说明其表示参数

船舶浮于静水的平衡状态称为浮态;

船舶的浮态有正浮、横倾、纵倾、任意状态(横倾+纵倾)四种,表示参数分别为吃水、横倾角,纵倾角;(1)正浮:船舶漂浮于静水面,船体中纵剖面和中横剖面都垂直于水面的一种浮态,ox,oy轴水平,无横倾和纵倾;

正浮浮态表示参数:吃水 d

(2)横倾状态

船舶自正浮状态向左舷或右舷方向倾斜的一种浮态。ox轴是水平的,中纵剖面与铝垂面成一角度,即正浮时水线面与横倾后的水线面的夹角(横倾角)

船舶横倾的大小以横倾角表示有正负:正值,右舷方向横倾;

负值,左舷方向横倾。

浮态表示参数吃水 d ,横倾角

(3)纵倾状态

船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向倾斜的一种浮态。oy轴是水平的,船体中纵剖面垂直于水面中横剖面与铝垂平面相交成一角度,即正浮时水线面与纵倾后水线面相交的角度“纵倾角”,船舶纵倾大小用首尾吃水差和纵倾角表示。

正负:首倾为正值;

尾倾为负值。

浮态表示参数:平衡吃水,,纵倾角

(4)任意状态(横倾+纵倾)

浮态表示参数:平衡吃水,,纵倾角,横倾角

7、简述船舶重量的分类。

答:(1)固定重量:()包括船体钢料,木作舾装、机电设备火及武器等,它们的重量在使用过程中是固定不变的,也称空船重量(Light Ship Weight)或船舶自重的重量。

空船重量LW=

(2)变动重量:包括货物、船员、行李、旅客、淡水、粮食、燃油、润滑油以及弹约,这类重量的总和就是船的载重量。

(Displacement Weight)

船舶排水量=空船重量LW+载重量DW

8、简述排水量和浮心坐标计算的方法。

答:计算方法有两种:1水下体积沿轴垂向分割;

2水下体积沿轴纵向分割。

即根据:1水线面计算排水体积;

2横剖面计算排水体积。

9、简述每厘米吃水吨数的含义并说明其用途。

答:船舶吃水平行于水线面增加(或减小)1cm时引起排水量增加(或减小)的吨数称每厘米吃水吨数。()

TPC每厘米吃水吨数,只与有关(常数)

由于随变化而变化,固此TPC也将随吃水不同而异,将TPC随吃水的变化绘制成曲线,称为每厘米吃水吨数曲线,该曲线的形状与水线面面积曲线完全相似。

应用:已知船舶TPC曲线便可查出吃水d时的TPC数值,能迅速求出卸小量货物(不超过排水量10%)以后的平均吃水变化量,

超过10%排水量不适用,因吃水变化较大,TPC就不能看成常数,通常利用排水量曲线求解。

10、简述船舶的平衡状态。

答:

(a)图:重心G在稳心M之下:方向与倾斜力矩相反

为稳定平衡,

(b) 图:重心G在稳心M之上,倾斜力矩与同向,加大倾斜,原来的平衡状态不稳定,为不稳定平衡

(c) 图:重心G和稳心M重合,

外力消失不会回复也不会倾斜,原来的平衡状态是中性的,

为中性平衡或称随遇平衡

11、简述船舶初稳性公式的用途及局限性。

答:初稳性公式

可见横稳性高或初稳性高越大,抵抗倾斜力矩能力越大。

小角度时,

(取决于排水量,重心高度浮心移动的距离)

(1)初稳性公式的用途

①判别水面船舶能否稳定平衡,其衡准条件是;

②船舶在营运过程中,应用初稳性方程式处理船内重物移动以及装卸重物后,调整船舶的浮态,确定新的初稳性高。

(2)初稳性公式的局限性

①对于水面船舶,当它满足稳定平衡时,仅能说明船舶在倾斜力矩消失后,具有能自行从微倾状态恢复到初始平衡位置的能力,并不标志着船舶同时满足不至倾覆的条件;

②只能应用于小倾角稳性的研究,对于大倾角稳性不适用。

12、船舶静水力曲线包括哪几类哪些曲线?

答:①浮性曲线(8条)

型排水体积(Volume of displacement)曲线、总排水量曲线,浮心纵向坐标曲线,浮心垂向坐标曲线,水线面面积(Area of waterplane)曲线,漂心纵向坐标曲线,每厘米吃水吨数(Tons per one cm immersion)曲线。

②稳性曲线(3条)

横稳性半径曲线;纵稳性半径曲线;每厘米纵倾力矩(moment to change trim one cm)曲线

③船型系数曲线(4条)

水线面系数曲线;中横剖面系数曲线;

方型系数系数;棱形系数曲线

13、简述减小自由液面对初稳性影响的措施。

答:(1)结构措施

可见自由液面面积越大,ix亦很大,失掉初稳性,为了减小自由液面对初稳性的不利影响,使自由液面的面积惯性矩ix尽量小,所以在船内设置纵向舱壁。

说明一个设置纵向舱壁对减小自由液面影响的效果:

同理证明,三等分,减小至,所以,宽度较大的油舱,水舱都要设置纵向舱壁。

(2)营运过程中的措施

在配载时应根据各液体舱柜的装载情况,进行自由液面对初稳心高度影响的修正。

在营运过程中,使用各舱柜时应注意尽可能使其装满或空舱,以减少具有自由液面的舱柜数。

在开航前应认真检查上甲板两舷排水口是否畅通,并防止航行过程中堵塞。注意纵向水密分隔是否有漏水连通现象。注意各舱室是否有不必要的积水。甲板上浪和实际自由液面大于计算时假定情况,是导致初稳心高意外地严重降低,从而发生倾覆事故的重要原因。航行中遭遇严重上浪。应恰当采取减速改向措施,并注意排除排水口堵塞障碍。

14、简述船舶倾斜试验的目的和注意事项。

答:倾斜试验的目的是确定船舶的重量和重心位置,试验的结果要求精确可靠。

注意事项

1)风力不大于2级,晴天,地点应选在静水的遮蔽处所,尽可能使船首正对风向和水流方向,最好在坞内,2)不妨碍船的横倾,系泊缆绳全部松开。

3)自行移动的物体应设法固定,机器停止运转,试验无关的人员均应离船,在船上的人员都应固定,不能随意走动。

4)船柜抽空或注满,消除自由液面的影响。

5)试验结果修正到空载状态。

15、简述提高船舶稳性的措施。

提高船舶稳性的措施两方向:

(1)提高船舶的最小倾覆力矩(力臂);

(2)减小船舶所受到的低压倾斜力矩();

A:提高船舶的最小倾覆力矩()

(1)降低船的重心;

(2)增加干舷:有效措施之一,稳性不足的老船载重式降低的增加干舷。

(3)加船宽:有效措施之一,加装相当厚的护木浮箱。

(4)加水线面条数,与增加船宽类似。

(5)减小自由液面悬挂重量。

(6)注意船舶水线以上水密性,提高船的进水角。

B:减小风压倾斜力矩

减小受风面积,即减小上层建筑长度和高度

降低船员的生活条件和工作条件,将居住舱室和驾驶室等做得矮小一些。

16、简述船舶破舱的种类和计算方法。

答: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、顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。

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注水还没有抽干的舱室都属这类情况。

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。

此种船体破损较为普遍,也是最典型的情况。

计算抗沉性的两种基本方法

船舱破损进水后,如进水量不超过排水量的10~15%则可以应用初稳性公式来计算船舱进水后的浮态和稳性,误差较小。

基本方法有两种:

(1)增加重量法:把破损后进入船内的水看成是增加的液体重量。

(2)损失浮力法:把破舱后的进水区域看成是不属于船的,即该部分的浮力已经损失,损失的浮力借增加吃水来补偿。这样对整个船舶来说,其排水量不变,故此法又称为固定排水量法。

整个船舶来说,其排水量不变。故此法又称为因定排水量法。

两种方法思路不同,但计算结果是一致的,(复力矩,横直角,纵倾角,船舶首尾吃水)是完全一致,但稳性高数值是不同的,这是因为稳性高是对应于一定排水量的缘故。

船舶阻力与推进

1. 船舶快速性

答:船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航行速度的能力的要求。

2. 船体阻力按照船舶周围流动现象和产生的原因来分类,船体总阻力可分成:

答:兴波阻力、摩擦阻力、粘压阻力。

3. 常规船减小兴波阻力的方法有哪两种?

答:1.选择合理的船型参数;2.造成有利的波系干扰。

4. 如何减小船体的摩擦阻力?

答:首先从船体设计本身考虑,选择合理的船型参数,特别是主尺度的确定要恰当,其次,由于表面粗糙度对摩擦阻力的影响很大,因而在可能的范围内使船体表面尽可能光滑,另外边界层的控制以及船底充气都能有效的减小船体阻力。

5. 采用母型船数据估算法来确定设计船的阻力或有效功率有哪几种方法?

答:1.海军系数法;2.引申比较定律法;3.基尔斯修正母型船剩余阻力法。

6. 降低粘压阻力对船型有哪些要求?

答:1.应注意船的后体形状;2.应避免船体曲率变化过大;3.前体线型应给予适当注意。

7. 有效功率的定义

答:若船以速度v航行时遭受到的阻力为R,则阻力R在单位时间内消耗的功为Rv,而有效推力,两种在数值上是相等的,故成为有效功率。

8. 螺距比是如何定义的?

答:面螺距P和直径D之比P/D成为螺距比

9. 空泡是如何形成的?

答:螺旋桨在水中工作时,桨叶的叶背面压力降低形成吸力面,若某处的压力降至临界值以下时,导致爆发式的汽化,水汽通过界面,进入气核并使之膨胀,形成气泡,成为空泡。

10.当前设计船用螺旋桨的方法有哪两种?

答:图谱设计法和环流理论设计法。

11. 螺旋桨的设计问题分为哪两类?

答:螺旋桨的初步设计和终结设计。

12. 通过船模自航实验应解决哪两个问题?

答:1.预估实船性能;2.判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。

13. 船体主尺度对阻力有很大影响,在船长的选择时应考虑哪几方面的问题?

答:1.布置要求2.阻力性能3.操纵性4.经济性。

船舶设计原理

1、何谓船的续航力和自持力?

答:续航力:一般指在规定的航速和主机功率情况下,船一次所带的燃油可供连续航行的距离。

自给力:是指船上所带的淡水和食品在海上能维持的天数

2、民船空船重量由哪几部分组成?为什么要加排水量储备?

答:民船空船重量由船体钢料重量、木作舾装重量、机电设备重量、固定压载(货船不允许)、排水量裕度(2~5%LW)组成。

设计中通常加一定的排水量裕度,其原因主要有:

①估算重量时有误差;

②设计过程中设备的增加;

③建造过程中材料的代用,重量的变化及位置的改变;

④考虑一定的安全裕度。

3、船舶登记吨位指什么?

答:船舶登记吨位:系指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内部容积的登记吨数。它与船舶的排水量、载重量是不同的概念。对于同样载重量的船舶,其登记吨位小者经济性要好些。

4、在船舶设计中改善稳性的措施有哪些?

答:在船舶设计中改善稳性的措施有:

①合理调整B(或B/T)、水线面系数、重心高度,适当控制初稳性高度。

②尽可能降低,增大D/T(或F/T),采用大的舷弧和外飘的横剖线,控制好静稳性曲线的形状特征。

③注意液舱数量及大小的布置,尽量减少自由液面对初稳性和稳性曲线的影响。

④增大横摇阻尼(如设置舟比龙骨,减小舟比部半径等),减小横摇角。

⑤减小横倾力矩(如:控制好上层建筑的布置,减小受风面积及风压中心的高度;限制旅客横向活动范围;降低拖钩位置;防止货物横向移动等)。

5、何谓最佳船长、经济船长?

答:最佳船长是指对于中高速船舶,对应于阻力最小的船长;

经济船长是指从造价和营运经济角度出发,对应于阻力稍有增加的较短船长。

6、什么叫最小干舷船、结构吃水?

答:最小干舷船:按“载重线”法规所要求的最小干舷来确定型深的船舶,称为最小干舷船。

对于富裕干舷船,在设计时保证最小干舷所求得最大装载吃水Tmax,并使船体结构设计符合Tmax的要求,则此Tmax称为结构吃水。

7、什么是船舶的耐波性?

答:是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下,仍能维持一定航速在水面上航行的性能。

8、常用的船体型线的生成方法有哪几种?

答:常用的船体型线的生成方法有改造母型法、系列型线、自行绘制、数学型线。

9、CCS规范对标准肋距有何规定?

答:我国《钢质海船建造规范》规定:首尾尖舱范围内的S≯600mm。首防撞舱壁至距首垂线0.2Lbp区域内,S≯700mm;离尾垂线0.15Lbp至尾尖舱壁之间的间距S≯850mm。

10、在船舶设计中,纵倾调整可采用哪几种方法?

答:①改变油舱和淡水舱的布局,但须注意油水消耗后浮态的变化。

②可适当移动机舱的位置,或压缩机舱的长度。

③改变浮心的位置:不单从快速性来考虑,而要结合总布置的合理性。

④设置首部平衡空舱或深压载舱。

11、横剖面面积曲线的形状特征和参数包括哪些?

答:①横剖面面积曲线下的面积相当于船的型排水体积;

②曲线面积的丰满系数等于棱形系数;

③面积形心的纵向坐标表示船的浮心纵向位置;

④曲线的最大纵坐标值代表最大横剖面面积(船丰满时通常是中剖面面积);

⑤丰满船的横剖面面积曲线中部水平段长度即船舶的平行中体长度;

⑥平行中体前后两段分别称为进流段和去流段;

⑦无平行中体船的最大横剖面位置;

⑧曲线两端端部形状。

12、船体钢料与哪些因素有关?

答:①船舶尺度及系数:从构件数量和强度条件两个方面来分析,船长对空船重量的影响最大;船宽的影响次于船长。从构件数量和几何尺度傻瓜看,对于大船,增加型深,其钢料不一定增加;对于小船,会造成钢料增加。增加吃水和增大方形系数都会不同程度引起钢料增加。

②布置特征

③船级、规范、航区

船体强度与结构设计

1. 在船体总纵强度计算时,船体梁总纵弯矩和剪力的计算步骤是什么?

总纵弯矩和剪力的计算步骤是:

(1) 计算重量分布曲线;

(2)计算静水浮力曲线;

(3)计算静水载荷曲线;

(4)计算静水剪力及弯矩;

(5)计算静波浪剪力及弯矩;

(6)将静水剪力及弯矩和静波浪剪力及弯矩叠加,即得总纵弯矩和剪力。

2. 简单叙述一下在进行绘制重量曲线时所遵循的静力等效原则的主要内容。

(1)保持重量大小不变,使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量;

(2)保持重量重心的纵向坐标不变,使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等;(3)近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。

3. 增加不对称工字剖面最小剖面模数最有效的方法是什么?

方法是增加腹板高度或者小翼板的剖面积。

4. 解释一下什么叫极限弯矩?

5. 是指在船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限或构件的临界应力

时的总纵弯曲力矩。

6. 什么叫剖面利用系数?

在实际所用的型材中,其最小剖面模数仅为理想剖面模数的一部分,即,为理想剖面模数,则即为剖面利用系数。

7. 引起船体扭转外力的三种成因是什么?

8. 三种成因是:(1)船舶在斜浪中航行时引起的扭转力矩;

(2)船舶倾斜时引起的扭矩;

(3)船舶横摇时引起的扭矩。

9. 如何判断船体构件是否需要折减?如何计算折减系数?

在经过总纵强度的第一次近似计算后,求得的某些板的压应力如果大于相应构件的临界应力,表明该构件失稳,这时,应该对这种构件进行折减。

折减的方法是:将纵向强力构件分为刚性构件和柔性构件两类,然后将柔性构件用某个刚性构件代替,但要保持剖面上承受的压力值保持不变,也就是,其中,为虚拟的刚性构件的剖面积。则折减系数,折减系数小于1,利用折减系数可以将柔性构件的剖面积化为相当的刚性构件的剖面积,从而保证可以运用简单梁的公式来计算总纵弯曲应力。

10. 何谓船体计算状态?试说出四种计算状态的名称。

计算状态是指:在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态;主要工况包括:满载出港,满载到港,空载出港,空载到港。

11. 在船体中剖面设计过程中,相当厚度的概念是什么?

相当厚度是船体板厚度与所有的纵骨剖面积平铺在其宽度上的假想厚度相加所得之值。

12. 试说出四个目前国际上比较著名的船级社的名称,中国船级社的简称是什么?

英国劳氏LR 美国ABS 德国GL 挪威DNV 中国CCS

13. 解释一下骨架带板的概念。

船体结构中绝大多数骨架都是焊接在钢板上的,当骨架受力发生变形时,与它连接的板也一起参加骨架抵抗变形,因此,在估算骨架的承载能力时,也应当把一定宽度的板计算在骨架剖面中,即作为它的组成部分来计算骨架梁的剖面积、惯性矩和剖面模数等几何要素,这部分板称为带板或翼板。

14. 按照纵向强力构件在传递载荷过程中所产生的应力数目,船体的纵向强力构件分为哪四类?

纵向强力构件共分为四类:

(1)只承受总纵弯曲的纵向强力构件;

(2)同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向强力构件;

(3)同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向强力构件;

(4) 同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板的弯曲的纵向强力构件。

15. 计算船体梁的静水弯矩所需要的资料主要有哪些?

主要资料有邦戎曲线、重量重心资料(重量分布曲线)、静水力曲线等。

16. 船体总纵弯曲的挠度分为哪几部分?其中最重要的部分是哪一个?

船体的挠度主要分为弯曲挠度和剪切挠度,主要是弯曲挠度。

船体结构与强度

1.旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有哪几种连接方式?各有何优缺点?

答:旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有三种连接方式:(1)单独加肘板;(2)纵桁腹板升高;(3)腹板不升高而面板加宽。

各自的优缺点分别是:第一种工艺性好,影响舱容;第二种强度较好,也影响舱容;第三种不影响舱容,但工艺性较差。

2.尾尖舱内的结构采用哪些加强措施?

答:尾尖舱内的加强措施有:(1)肋骨间距≤600mm,且板厚增加;(2)底部设升高肋板;(3)设强胸横梁和舷侧纵桁;(4)中线面处设制荡舱壁。

3.中型货船货舱区的结构一般采用混合骨架式,请问哪些部位采用纵骨架式,哪些部位采用横骨架式?答:中型货船货舱区一般采用混合骨架式结构。船底和上甲板采用纵骨架式结构,舷侧和下甲板采用横骨架式结构。

4.油船油舱区为什么设高腹板的纵向桁材?

答:油船油舱内都设高腹板的纵向桁材(底纵桁,甲板纵桁),这是因为:①加强纵向强度;②当船舶横摇时,高复板对舱内液体起制荡作用,减少液体摇荡,从而减少船舶横摇;③对于液舱而言,高腹板不影响舱容。

5.舷墙的作用有哪些?海船的舷墙高度不小于多少?

答:舷墙的作用是:保障人员安全,减少甲板上浪,防止甲板上的物品滚落海中。海船的舷墙高度不小于1.0m。

6.试述船体静水总纵弯曲的产生。

答:船舶在静水中受到的外力有船舶及其装载的重力和水的浮力。重力包括船体本身结构的重量和机器、装备、燃料、水、供应品、船上人员及行李和载货的重量等。重力的方向向下,浮力的方向向上。当重力和浮力的大小相等、重心和浮心作用在同一条铅垂线上时,船舶处于平衡状态。但由于船体的各段重力和浮力的大小并不相等。船舶装载情况及船体浸水部分形状总是变化,因而船体各段重力和浮力的不平衡总是存在。重力大的一段有下移的趋势,浮力大的一段有上移的趋势。然而,船体是一整体结构,各段不可能让它们自由上下移动,在船体结构内部必然有内力产生,这就使船体发生弯曲变形,即总纵弯曲。

7.集装箱船在结构上常采取哪些加强措施,为什么?

答:集装箱船的货舱口宽度几乎与货舱宽度一样大,对船体的抗弯、抗扭和横向强度很不利,在结构上应采取补偿措施。

A.采用双层底和双层舷侧结构,且在双层舷侧的顶部设置抗扭箱结构;

B.在船的顶部和底部的强力部分采用纵骨架式;

C.增加甲板边板和舷顶列板的厚度;

D.加强两个货舱口之间的舱口端梁和甲板横梁等。

8、大型集装箱船的货舱区的舷侧采用什么结构形式?为什么?

答:大型集装箱船的货舱区的舷侧采用双壳结构。采用双壳结构的目的是由于大型集装箱船甲板开口很大,占舱室的80%左右,甲板面积损失太大,用双壳结构一是可以增加总纵强度;二是补偿甲板强度;三是增加甲板部位的抗扭强度;同时采用双壳结构增加了船舶航行安全性。

9、双层底内底边板的形状有哪几种?各有何优缺点?

答:双层底内底边板的形状有三种:水平形、下倾形、上斜形。水平形制造工艺简单,不影响舱容;下倾形便于排水,但航行安全性较差,工艺复杂;上斜形航行安全性较好,但工艺性较差,占舱容较多。

10、双层底向单底过渡采用什么方式?为什么?

答:双层底向单底过渡采用舌形面板,将双层底逐渐过渡到单底结构。这样过渡的目的是减少应力集中的影响。

11、船体底部结构中参与总纵弯曲的构件有哪些?

答:船体底部结构中参与总纵弯曲的构件主要有:单底船主要有外底板,底纵桁(中内龙骨、旁内龙骨),纵舱壁以及底纵骨(纵骨架式结构)。双层底船主要有:内外底板,底纵桁,纵舱壁以及内外底纵骨(纵骨架式船舶)。

12、简述船体外板厚度沿船长方向的变化情况,为什么这样变化?

答:船体外板沿船长方向的变化,一般说来,在船中0.4L区域内的外板厚度较大,离首尾端0.075L区域内的外板较薄,在两者之间的过渡区域,其板厚可由中部逐渐向两端过渡。这是因为当船舶总纵弯曲时,弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L的区域内,向首、尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。

为了保证船舶进坞或搁浅时的局部强度,以及考虑锈蚀、磨损等因素,平板龙骨的宽度和厚度从首至尾应保持不变。

13、说说杂货船、散货船,各自的特点。

答:杂货船的特点:杂货船是干货船的一种,用来载运包装、袋装、桶装和箱装的货物。国际上杂货船的载货量,通常在10000~20000t。

杂货船一般都有两层或两层以上甲板,4~6个货舱,为了缩短装卸时间,杂货船甲板上的货舱口特别大,并配备如吊货杆、起重绞车或回转式起重机等起货设备。

散货船的特点:散货船是专门用来运送煤炭、矿砂、谷物、化肥、水泥等散装货物的船舶。散装船都是单甲板和双层船底,货舱口较大,装卸速度快。内底边板上倾与舷侧下部构成底边舱。舷顶设顶边舱,可以限制货物在航行时向两边移动,提高船的稳性。

14、中小型油船的油舱区一般采用混合骨架式,请问什么部位用纵骨架式?什么部位用横骨架式?

答:中小型油船油舱区域一般采用混合骨架式结构,采用纵骨架式结构的部位主要有船底部和上甲板及纵舱壁。舷侧采用横骨架式结构。

15、首尖舱内的结构采用哪些加强措施?

答:首尖舱内的结构采用下列加强措施:(1)肋骨间距≤600mm,且钢板加厚2-4mm;(2)底部设升高肋板与肋骨连接;(3)设强胸横梁和舷侧纵桁;(4)中线面处设制荡舱壁。

16、简述外板厚度沿肋骨围长的变化是什么?

答:船体外板厚度沿肋骨围长分布规律是:平板龙骨最厚,依次是舷顶列板,船底板,舭列板及舷侧外板(从下向上)。

17、船体甲板结构中参与总纵弯曲的有哪些构件?

答:船体甲板结构中参与总纵弯曲的构件主要有:甲板边板、甲板纵桁(含舱口纵桁),甲板纵骨以及较长的舱口围板等构件。

18、散货船设有顶边舱和底边舱,为什么?

答:散货船的甲板下面的两舷设有顶边舱和底边舱,其作用是:

a、防止散货向一侧移动使船倾斜,影响船的稳性;

b、使散货堆放于货舱中央,便于用抓斗卸货;

c、顶边舱和底边舱可作为压载水舱以改善船的适航性;

d、上倾的底边舱对船舶的安全比其它的双层底更可靠。

19、舷边的舷顶列板与甲板边板的连接形式一般有三类,请说说其各自的优缺点。

答:舷边的舷顶列板与甲板边板的连接形式一般有:舷边角钢铆接、圆弧舷板连接和舷边直接焊接三类。舷边角钢铆接的优点:

a、舷边位于高应力区域,用铆钉连接具有重新分布高应力,减少产生结构损坏的危险。

b、铆接有止裂作用,一旦甲板板发生裂缝时,可防止裂缝向舷侧板继续扩展。

缺点:铆接的工作量大,劳动强度大,形式陈旧,不适于现代化工艺要求,现已逐渐淘汰。

圆弧舷板连接:优点:

a、舷侧顶列板与甲板边板构成一个整体,能使甲板和舷侧的应力顺序过渡;

b、弯曲的圆弧板比平板的刚性大,舷边不易变形。

缺点:a、减少了甲板面积;

b、甲板上流下来的水会弄脏舷侧外板;

c、施工较麻烦。

舷边直接焊接:施工简便,但舷边应力大。

船舶制造基础

1、船用钢材良好的工艺性能包括哪些?

答:切削加工性、冷弯性和热加工性、焊接性、不淬硬性。

2、对于同一种材料,影响材料的抗脆性破坏能力的两个主要因素是什么?

答:环境温度和材料的板厚。

3、简述船用低碳钢和船用低合金钢的主要区别。

答:造船规范中将船用碳素结构钢称为“一般强度船体结构钢”。船用低碳钢是指含C<0.25%以下的碳素钢,钢中除含有一定量为了脱氧而加入的硅(一般不超过0.4%)和锰(一般不超过0.8%,较高含量可到1.2%)等合金元素外,不含其他合金元素的钢材。

造船规范中将船用低合金高强度钢称为“高强度船体结构钢”。船用低合金钢是指合金元素总含量在5%以下的合金钢,钢中除含Si和Mn作为合金元素或脱氧元素外,还含有其他合金元素(如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴等其他元素),有的还含有某些非金属元素(如硼、氮等)的钢材。

4、直流焊机的正接和反接的含义?当被焊接的材料较厚时可采用直流正接还是直流反接?

答:在直流电焊接时,若焊件接电源的正极,焊条接负极,则称其为直流正接法,如图(a)所示;反之,称为直流反接法,如图(b)所示。

当被焊接的材料较厚时可采用直流正接。

5、焊缝有几种形式?它们在船体结构中各用在哪些部位?

答:对接焊缝、角焊缝、塞焊缝三种形式。

(1)在船体结构中,甲板板、外板、双层底板、舱壁板、上层建筑甲板室围壁板等,一般用对接焊缝连接。(2)龙骨板、肋板与外壳板的连接,横梁、纵桁与甲板的连接,以及纵横骨架间的连接,一般用角焊缝连接。

(3)塞焊缝应用于两块钢板的重叠连接中,如大型设备底座腹板与甲板的连接。

6、埋弧自动焊有哪些优点和不足之处?

答:优点:(1)焊接生产率高;

(2)焊接质量好;

(3)减轻焊工劳动强度。

缺点:(1)只适用于水平(俯位)焊缝焊接;

(2)难以用于焊接铝、钛等易氧化的金属及其合金;

(3)设备比手工焊复杂,灵活性差,用长焊缝焊接才能显示较大的优越性;

(4)适用于中厚板焊接。

7、CO2气体保护焊的优缺点?

答:优点:(1)成本低(2)效率高(3)抗锈能力强(4)焊接变形小(5)操作性能好

缺点:(1)金属飞溅较多,焊缝表面成形不美观

(2)很难用交流电焊接,焊接辅助设备多

(3)在有风的地方施焊需要有遮挡,否则容易出现气孔

(4)不能焊接易氧化的金属材料。

8、优质焊接接头包含哪两方面含义?

答:(1)在经受焊接加工时金属材料对缺陷的敏感性;

(2)焊完后,焊接接头在使用条件下的可靠性。

9、常见的焊接变形有哪几类?

答:1)纵向和横向收缩变形

2)弯曲变形

3)角变形

4)波浪变形

5)扭曲变形

10、在焊接封闭焊缝时,需要注意什么问题?

答:需要注意焊接时应力较大,易引起开裂现象,并且封闭焊缝尺寸越小,内应力越大,焊接时越易开裂。在焊接船体人孔、窗孔、补板、管路接头等部位都要注意减小焊接应力。

11、为避免母材重复或多次受焊接热影响而使性能降低,造船规范规定:相邻对接焊缝的距离不小于100mm ,角焊缝和对接焊缝距离不小于50mm 。

12、矫正焊接变形的方法有哪些?

答:机械矫正、火焰矫正、机械和火焰矫正三种方法。

13、造船中检查焊缝内部缺陷的方法主要有哪两种?并对这两种检验方法进行比较。

答:主要有射线检验和超声波探伤检验两种方法。

射线检验:成本高、设备笨重、结果慢,但反映缺陷性质,结果可保留。

超声波检验:成本低、灵活、结果快,但对人员的技术水平要求高。

船舶建造工艺

1、壳舾涂一体化

答:壳舾涂一体化是在船体、舾装、涂装和管件加工技术实施并完善的基础上,运用统计控制技术分析生产过程,使各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业排序。

2、船体构件展开的三要素

答:投影线实长,肋骨弯度,准线

3、三角样板的作用

答:按外板的肋骨型线钉制,用于外板加工。

4、型材加工的逆直线法

答:型钢成型加工中的逆直线在型钢加工前是一曲线,加工中通过不断观察曲线是否变直来控制成形形状。

5、水火弯板

答:水火弯板是指沿预定加热线对板材进行局部线状加热,并用水进行跟踪冷却,使板产生局部塑性变形。

6、胎架的用途及要求

答:胎架是装焊曲面分段和带曲面之立体分段的工作台。它的曲面应与分段曲面相吻合,自身应具有足够的结构刚性。

7、塔式建造法

答:船体建造时先在靠近机舱的前端选定一个底部分段作为基准分段,首先吊上船台定位,然后向艏艉及两舷,自下而上的依次吊装各种分段。由于建造过程中所形成的安装区域呈阶梯形,故称为梯形建造法。

8、密性试验的目的,方法

答:目的是检查外板、甲板、舱壁、双层底等结构的板材和焊缝,有无渗漏现象,同时要检查在正常的装载状态下,各液舱在静负荷压头下,是否有足够的强度,以保证船舶在航行中的安全。

方法:水密试验、气密试验、油密。

9、船舶下水方式

答:机械化下水、重力式下水、漂浮式下水。

10、纵向涂油滑道下水的四个阶段

答:1)船舶开始滑动到刚与水面接触;

2)从与水面接触到开始尾浮;

3)从开始尾浮到完全漂浮;

4)从全浮到滑行完全停止。

11、船舶下水首跌落现象

答:在首支架离开滑道末端的瞬间,船舶浮力仍小于下水总重量,因此,出现船首猛然跌落的现象。12、船舶下水尾弯现象

答:船尾入水后浮力增加较慢,当船舶重心经过滑道末端时,就会出现重力对滑道末端的力矩大于浮力对滑道末端的力矩,则船舶将以滑道末端为支点发生尾弯现象。

13、吊马的布置原则

答:1)吊马安装位置应与分段重心对称;

2)吊马安装位置一般设在分段的纵横骨架交叉处,或者在分段的刚性构件上;

3)吊马安装方向应与受力方向一致;

4)采用落地翻身时,吊马位置应尽可能在分段重心平面内。

14、单元舾装

答:将一些舾装品在车间内组装成适当大小的舾装组合体。

15、船舶试验

答:船舶试验包括系泊试验,倾斜试验,航行试验。

1、简述表示船体长度的三个参数并说明其应用场合?

答:船长[L] Length

船长包括:总长,垂线间长,设计水线长。

总长

(Length overall)

——自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大水平距离。

垂线间长 (Length Between perpendiculars)

首垂线(F.P.)与尾垂线(A.P.)之间的水平距离。

首垂线:是通过设计水线与首柱前缘的交点可作的垂线(⊥设计水线面)

尾垂线:一般舵柱的后缘,如无舵柱,取舵杆的中心线。

军舰:通过尾轮郭和设计水线的交点的垂线。

水线长[ ](Length on the waterline):

——平行于设计水线面的任一水线面与船体型表面首尾端交点间的距离。

设计水线长:设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。

应用场合:静水力性能计算用:

分析阻力性能用:

船进坞、靠码头或通过船闸时用:

2、简述船型系数的表达式和物理含义。

答:船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数,它包括水线面系数、中横剖面系数、方形系数、棱形系数(纵向棱形系数)、垂向棱