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文档简介

1、哈工程船舶与海洋平台设计原理 考研复试期末考试本资料已经过精心整理,保证语句通顺,在保证知识点不丢的前提下做到了尽可能的精简, 相比于其他版本更易于背诵!13.设计螺旋线描述了设计过程中逐步近似的特点。任务书给定DV和主机类型(功率、转速)重量与浮力平衡的过程初估排水量估算L、B D T估算LW,求出排水量初选方形系数满足 浮性.:KaLBTCb求出的排水量与第一步估算的排水量吻合?是(A:舷弧升高部分的面积;hhi :各上建(连续甲板上的第一层)的长与高)置、校核船的各主要性能是否满足要求 (总布置、航速估算、容量估算、 干舷检验、稳性及其他性能校验)均符合要求?完成2.?典型排水量:空船排

2、水量、满载排水量?典型载况:各类船有所不同货船:(满载+空载)* (出港+到港)客船:+满客无货出港&到因而各种性能也就不同,?为嘛是典型的:船在营运及航行过程中载重量和排水量是变化的, 但只要掌握了上述载况,就可以掌握各种载况下的性能。主尺度及系数:包括 L>B>D>T>Cb, Wh 乂 L B D T Cb_1 , 其他都1;对于L的影响指数,小船:.:1 (因为强度要求低),大船.1,巨型船:可达2; 可从构件数量和强度条件两方面来分析:? L:对Wh影响最大;从构件数量上看,船上大部分构件都与L有关;从强度条件上看,Lf 弯矩M f 总纵强度f结构尺寸f

3、;? B:从构件数量上看,主要与横向构件有关;对总纵强度影响小,对横强度影响大;? D:从构件数量上看,对舷侧板、骨架、舱壁等有较大影响;从强度条件上看:对大船,Df 船体梁剖面模数 Wf,可以抵消Df所带来的构件增大,所以 Wh不一定f,对小船, Df Wh f;? T:不影响构件数量,但对总强度和局部强度(船底、舷侧)有一定影响;? Cb :对Wh影响很小,因为Cb的增减对构件的数量和尺度影响都很小; 布置特征:?甲板数:取决于装载特点、使用要求;?舱壁数:规范有最小数目要求,实际中还要考虑使用要求;?上建大小:包括长、宽、高、层数;一般客船比货船,小船比大船影响大; 船级、规范、航区:入

4、什么级,用哪国规范,航行与什么航区,对结构的要求有区别,从而对Wh有影响;eg:冰区,结构需加强; 结构材料:材料不同,显然 Wh会有较大差别;海船能不能直接用内河船作型船估算Wh ?不能,因为航区不同,对 Wh的影响也就不同。7.立方模数法L - IWh 二ChLBD-( )2(1CbD)D 2?新船较型船增加一层甲板,Ch增大56%A 瓦 hhi?相当型深D DL L?计算到型深处的方形系数 CbD=Cb(_Cb)D 3T16.诺曼系数?= : kLBTCb 二 LW DW?物理意义:增加1tDW时需要需要增加的浮力、= N* :. DW? f浮力 f主尺度 LWTN>1cWh 2

5、Wf2 Wm? N =1/ (1 _(1* h * -*)也 3 也 3 A12/32/3?g 二Ch* : ; W-二 Cf*.严;Wm 二Cm* :;1.载重型船与容积型船所需的布置地位有嘛区别??载重型船:初步确定主要要素及布置格局后,先进行重量与浮力的平衡,再校核容积。?校核容积:估算任务要求所需的容积,估算新船能提供的容积,比较二者以校核原先选择 的主尺度与系数是否合适。?容积型船:参考型船大致确定一组尺度并画出总布置草图后,先保证满足舱容与甲板面积的需求,确定合适的主尺度,再进行重量与浮力的平衡,并确定相关系数及排水量,核算各 项性能。3积载因数C ( m3/t),指每吨货要求的货

6、舱容积数。Cf,对新船舱容的要求f,船的主尺度f。?因此,对于C>1.4的船,可能会出现主尺度满足排水量的要求但不满足舱容要求,所以, 在设计这样的船时,应该特别注意舱容问题。5. 经济方形系数Cbe :当Fn-时,Cb有一个临界值,如果所选择的 Cb大于此临界值,阻力 将急剧增加,若小于此临界值,阻力的减少并不明显; 因此,Cbe兼顾了经济性和阻力性能;3. 选取GM应考虑的因素?为嘛 GM不能太小,也不能太大?(1) 下限值一一安全性 &使用要求一一不能太小?安全:GM太小,可能使大倾角稳性不符合规范要求GM太小,船受外力作用后回复缓慢,小船稍遇外力即倾斜,人员有不安全感旅客

7、集中在一侧,船倾斜>=惊慌角12度,影响安全波浪中,船处于中拱状态时,GM J,如果原先 GM过小,则可能变为<0;?使用:船在外力作用下的横倾角'与GM有关,GM太小则影响船的正常使用;(2) 上限值一一缓和摇摆一一不能太大GM f,横摇固有周期J,因此 GM太大,会使得船自摇周期短,振幅大,影响安全性,使船上作业困难,仪表故障,货物受损船员晕船;6. 嘛叫甲板淹湿性?与嘛因素有关??船舶在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时,在艏柱处,船与波浪相对运动的幅值 >艏柱处的干舷,波浪涌上甲板的现象;Cb J;?当船艏干舷-时,甲板淹湿的概率f,航速f,船长J,1. 操纵性 指

8、船舶按照驾驶员的指令能保持和改变运动状态的性能; 航向稳定性:自动保持初始航向的性能;a. 动态稳定性:在外干扰作用下,偏离了原运动状态,外干扰消失后,不加任何控制,船能 自动回复到原运动状态;分为 3 种:位置 方向 直线; b. 静态:外干扰一旦消除,船具有恢 复原运动状态的趋势; 回转性:灵敏回转的性能; 应舵性: after 操舵, before 进入定常回转 的运动响应特性;a. 转首性:单位舵角引起的艏向角变化快慢;.跟从性:船进入新的稳定运动状态的快慢;1.?干舷:F=D-T+t( t :甲板厚度);? 最小干舷 :对海船来说,就是根据海船载重线规范计算得的 Fmin 值,它是从

9、保证船 的安全性出发, 为限制船舶在营运中的最大吃水而提出的要求, 是从减小甲板上浪和保证储 备浮力两方面考虑的。5.?最小干舷船:对于货船,如运载积载因数 C小的重货,通常按载重线规范来决定最小 干舷,进而决定 D。该D既符合最小干舷要求,又满足舱容要求;?富裕干舷船:对于货船,如运载积载因数 C大的货物,这时若按照载重线规范来决定 最小干舷,进而决定 D,则该D不能满足货舱容积要求。因此,D需要根据舱容来确定,导致实际干舷 最小干舷;.?登记吨位RT:是指按照船舶吨位丈量规范 的有关规定计算得到的船内部容积,1登记吨位=2.832m3=ioo英尺3,分为两种:总吨位 GT,净吨位NT;?总

10、吨位GT:量计除了“免除处所”以外的全船所有“围蔽处所”而得到的登记吨位;?净吨位NT:量计可用于营业的有效容积而得到的登记吨位(不计船员舱室、机舱等非盈 利容积);4. 尾机型? 优点: ?对于货船, 可使中部方整的船体设置货舱, 便于装货理货; ?散货船易于清舱, 利于 舱口的布置,提高装卸效率,合理利用船体空间,提高经济效益;?可以缩短轴系长度,提高轴系效率,降低造价,增加舱容(不需要设置轴隧舱),利于结构的连续性和工艺性;?对于油船,轴隧不用通过货油舱,可使油舱毗连设置,方便管路布置,利于防火安全;? 缺点: 机舱布置困难; 浮态调整困难; 适居性差; 对有抗沉性要求的船, 因为机 舱

11、较长,不易满足规范要求。驾驶视线差,盲区大;6. 双层底? 作用: 利于搁浅触礁时的安全性; 可以作为燃油、 清水、 压载水舱; 对于大中型船 舶,双层底有利于总纵强度;?确定高度hd应考虑的因素:对内底起保护作用;便于人员施工,满足管路安装与检修的要求;满足规范要求,兼顾油、水舱舱容的需要;?型式:与船的种类有关:杂货船:内底水平或从舭部向下倾斜;散装谷物船&运煤船:内底向两舷升高,方便卸货时的清洁工作;矿砂船:由于货舱容积小,为了避免货物重心 过低、初稳心过高,在货舱底部一段宽度内,双层底抬高很多。箱船:一般只在边舱以内 部分设置双层底。10. 上建上建是上甲板以上各种围蔽建筑物的

12、统称,分为船楼(与船体同宽)和甲板室(留有外走道)。23.调整满载状态纵倾的方法有嘛?各适用于什么情况? 改变油、水舱的位置?移动燃油或淡水舱的位置,使船的重心位置改变;M x =Wil (移动力矩=移动重量*移动距离)?船的重心移动、.Xg Mj 移动机舱位置?适用:中机型和中尾机型船;?因为机舱单位重度货物的,所以对于中机型和中尾机型,该方法是改变重心纵向坐标Xg最有效的方法; 首部设空舱(小货舱)?适用:尾机型船(重心 Xg较浮心Xb偏前,即首倾);?首先应尽量减小机舱长度;?在机舱长度不能减小的情况下,可在首部设空舱,使货物中心后移,缩小Xg和Xb的距离,但货舱容积?为了充分利用货舱容

13、积,可将其作为小货舱。在运载非均质货时装轻货,均质时空闲;?因此,对于尾机型船,应使总容积特别是货舱容积留有一定裕度。 改变浮心位置?适用:通过改变 Xg不能使船达到适宜浮态;?根据Xg调整Xb,重新设计船体型线。?选择Xb考虑的因素:阻力、浮态,有时为了满足后者需要牺牲前者。?因此,设计型线与总布置要协调进行。1.船舶主要要素的确定,各需考虑嘛因素?其中的主要因素是?87566?L 8总经浮沉限速耐操 总布置(舱容&甲板面积):LJ布置不下,Lf不紧凑;存在满足舱容 &甲板面积要求的适 度L; 经济性:Lf 船体钢料重量Wh f.-: f 造价及相应费用f; L影响快速性,进

14、而影响营运成本; 浮力:L的增减,对排水量厶=:;kLBTCb影响很大; 抗沉性:Lf 抗沉性f; 限制因素:港口、航道、船台、船坞的限制条件; 航速:L对阻力有很大影响;Fn不同,Rf和Rr占总阻力的百分数不同,因此:对高速船,L f阻力对低速船,应注意经济船长的概念。 耐波性:,Lf 耐波性f 操纵性:Lf 全速回转直径f,航向稳定性f。?应从技术和经济两方面权衡考虑来选择L;?船舶类型不同使用任务及特点不同考虑的侧重点不同:?载重型船:速、浮;?容积型船:速、总;?海洋客船、救助拖船、舰艇:速,耐;?国际航线船舶:取短船长有利于降低营运开支;?港内作业拖轮:操;?B 7总耐快浮限价稳 总

15、布置:B的大小与总布置有关,eg:客船的床位、座位数,箱船的集装箱列数;especially,中小型双桨船的机舱布置与B关系较大; 耐波性:Bf 改善纵摇&升沉,但若导致 GM过大 横摇固有周期T. J,横摇f; 快速性:在二和L基本-的情况下,结合减小方形系数 Cb以增加B,阻力 浮力:B是构成浮力的因素之一; 限制因素:河道、闸门、船坞宽度的限制; 造价:减少L增加B结构重量 稳性:Bf 初稳心高 丽 ff, B的大小要适中,即保证 GM符合安全与使用的要求,同时兼顾横摇的缓和。?从技术与使用的角度:总、浮、稳;?从技术与经济的角度:总、浮、价;? Cb 5总耐快浮价 总布置:大的

16、Cb利于舱容合理利用;如果 Cb太小,船体尖瘦,首尾端舱室布置困难,对双桨船还可能导致轴出口过于靠前; 耐波性:J Cb 改善纵摇和垂荡; 快速性:加大Cb以减小构成 厶的其他要素 摩擦阻力J剩余阻力f。 因此,高速船J Cb对阻力性能有利,中低速船影响不大。当Fn 一定时,存在与其配合的 Cb值(该G兼顾了快速性和经济性); 浮力:Cb是构成船浮力的要素之一; 造价:Cb f 船体重量J造价?主要根据快速性、浮力两个基本条件,同时结合总布置和经济型来考虑。?D 6沉稳限价容耐由于当T时,D大F就大,所以D和F的影响是一致的。 抗沉性:Ff 储备浮力f抗沉性f; 稳性:Ff 大倾角稳性f +初

17、稳性J (因为重心升高了) 限制因素:对内河船,D与上建的总高度受过桥因素的限制; 造价:Df 船体总纵强度和刚度f,对于大船,重量-或对于小船,重量f; 容积:D与舱容要求关系很大;对于小船,D的选择受机舱高度的影响; 耐波性:Ff 耐波性f +甲板上浪?对载重型船:积载因数 C小的重货船,其 D按载重线规范要求的最小干舷来确定;C大的轻货船,其 D按舱容要求确定;?对于容积型船,D的确定主要取决于上甲板以下各层甲板间高度和舱室高度的要求; ?对于小船,D的确定要注意它对重心高度和风倾力矩的不利影响,同时还要注意使船留有 适当的干舷值;?对于大船,D的确定要注意总纵强度的要求,Lpp/D不宜

18、过大;?对于有抗沉性要求的船,D的确定要注意留有足够的干舷值; ?T 6快操浮限价稳 快速性:L、B-,通过f T来J Cb (剩余阻力J +螺旋桨直径f,推进效率f +耐波 性f) 操纵性:通过J L来f T回转性f航向稳定性f; 浮力:T是构成浮力的因素之一;如果T不受限制,通过f T来f厶,是比较好的; 限制因素:港口、航道的水深限制; 造价:、-时,通过f T来J L (效果显著)或J B,会使Wh J 降低造价; 稳性:f TJ B初稳性J?选择T应从保证浮力及螺旋桨有适宜直径两方面考虑;若T不受限制,在不影响 L、B符合其他技术、经济性能及使用要求的情况下,T越大越好;若T受限,通

19、常使T尽可能接近限制值,以保证快速性和造价。4. 航区、航线如何划分??海航航区分为:遮蔽、沿海、近洋、远洋;按海船稳性规范划分为1(无限航区)nm三 类航区;?内河船按水系名称来划分,如长江水域根据风浪流情况分为ABC级航段。8. 试航航速Vt服务航速Vs?试航航速:指满载试航航速,即主机在最大持续功率的情况下,静止深水中的新船满载试 航所测得的航速;?服务航速:指平时营运所使用的速度,为平均值,较试航航速慢0.5-1节;9.?续航力:在规定的航速或主机功率下,船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离;?自持力(自给力):船上所带的淡水、食品能在海上维持的天数;9. 设计船的尺度受限制的原因?

20、L:泊位短、港域小;河道曲折、掉头困难;通过船闸、船坞;T:受港区、航道水深限制;B:过运河、闸门;水上高度部分:过桥;10. 船舶主要要素包括:L、B、D、T、Cb ; :、DW;航速V、主机功率P;1.船平浮在预定吃水的条件?重力=浮力,厶二kLBTCb工為w( k:附体体积系数);重力、浮力作用线在同一铅垂线上;7. Wh的估算方法: 百分数法Wh二Ch "LBTCb ;?Ch参考相近的母型船选取=Who /厶。;?优点:简单、方便;缺点:把LBTCb各要素对Wh的影响看作是等同的; 平方模数法?Wh正比于船体结构部件的总面积 =ChL(aB bD),系数a,b可均取为1 ;适

21、用于总纵强度不突出的船(小船、内河船) 立方模数法?Wh正比于船体内部总体积 =ChLBD1 ;?优点:Ch随Lf而J的趋势比较稳定,适用于大中型船舶;?缺点:没有考虑船体的肥瘦程度,把LBD对Wh的影响看作是一样的;L -1?改进:Wh 二ChLBDd)2(1%)D21 ?( -CbD)考虑了船体肥瘦的影响,D T ?CbD为计算到型深处的方形系数=Cb (1 -Cb)3TL 1?( )2是从强度出发考虑的修正,反应L、D对Wh的不同影响;D?新船与型船的甲板层数不同,故需对Ch进行修正,增加一层甲板,Ch增大56%;11.设计初始阶段为嘛要加排水量裕度??估算误差: Wh、Wf、Wm的估算

22、方法是近似的,存在误差;?设备增加:bla?采用代用品:材料和设备的规格短缺,采用代用品增加重量;什么情况下需加固定压载?需要降低重心以f稳性;f重量以fT;需要调整浮态;一般货船上加固定压载 不合理,因为载货量经济效益13. 选取主要要素设计哪些问题? 重量与浮力的平衡;满足容量与甲板面积的需要;保证各种技术、经济性能;考虑 使用、工艺等条件;14. 载重型船、容积型船的特点??载重型船:DW占厶比例较大的船;若主尺度满足 :要求,容积也容易满足;?容积型船:需要较大的舱容与甲板面积的船(为了布置各种用途的舱室、设备);若主尺度满足舱容与甲板面积要求,排水量也容易满足;15.载重量系数 dw

23、的物理意义?dw二DW /厶为嘛载重型船可用尺=DW / dw粗估丄,而容积型船不行?载重型船的 dw大,dw随厶的变化有相对稳定的范围,因此能用dw来粗估厶;而容积型船的主要要素需根据舱容及甲板面积来确定,所以不能;18.船舶重心估算的重要性?重心坐标:XgYg( =0,因为左右对称)Zg ;?Xg关系到船的浮态(纵倾);?Zg影响稳性,估算不准(尤其估低)将带来严重影响,eg:东北五校小船;3. 为嘛设计低速船不选用对应最小阻力的船长?对Fn较低的船,通常可以得到对应最小总阻力的最佳船长Lopt。然而,若L Lopt,则Whf,造价和营运开支f,为了兼顾造价与阻力性能(燃油成本),存在一个

24、经济船长 Le ;9. 影响阻力估算准确性的因素? 剩余阻力系数Cr :如果新船的型线特征和主要参数与Cr估算图谱的船型接近,则准确性高湿面积S附加阻力(附体、空气、波浪增加的阻力,污底阻力)10. 设计中控制GM的主要措施 调整 B、B/T、D、Cwp、Cb 调整压载水的数量 调整各舱内的装载重量 调整总布置3.?分舱载重线:决定船舶分舱时所用的水线,对具有连续舱壁甲板且无交替装载旅客/货物舱室的船,通常相应于设计(满载)吃水的水线;?最深分舱载重线:相当于分舱要求所允许最大吃水的水线,对具有连续舱壁甲板的船,通常相当于最大设计吃水水线;5.限界线对于具有连续舱壁甲板的船,指在船侧该甲板上表

25、面以下不小于76mm处所绘制的线;对于无-,限界线允许取为阶梯形或折线形;7.为嘛分舱因数F体现了对抗沉性要求的高低?船的抗沉性是由水密舱壁将船体分隔成适当数量的舱室来保证;许用舱长=可浸长度I*分舱因数F;需用舱长是决定抗沉性的重要因素,所以分舱因数F体现了对抗沉性要求的高低;123舱制?0.5<F<=1 舱制;0.33<F<=0.5 二; 0.25<F<=0.33 三;7.?自然减速:推进装置功率调定,船在风浪中航行,摇摆运动阻力f,风 附加阻力,推进效率由这些原因造成的被动减速;?被迫减速:恶劣气候下(甲板上浪、抨击、螺旋桨飞车)人为主动减速,改变航向

26、,航行距离f;?如何减少波浪中失速?在设计中,改善船舶的运动性能;满载时留有充分干舷;空载时保持必要的艏艉吃水。3. 表征船体外形的特征与参数有嘛? 主尺度与船型系数(LBDTCb );首尾轮廓及甲板边线(脊弧线、舷弧线)的形状;横剖线形状;横剖面面积曲线形状; 设计水线形状;4. 横剖面面积曲线的特征? 曲线面积=水下排水体积; 面积型心的纵向位置 =浮心纵向位置 Xb曲线面积的丰满系数=菱形系数;Cp曲线下面积Lpp*Am(中横剖面面积)CbCmCm:中横剖面系数 曲线形状表示排水体积沿船长的分布情况; 曲线形状对摩擦阻力影响小,对剩余阻力影响大;5. 选择Cp应考虑哪些因素? 阻力:Cp

27、与剩余阻力Rr关系大,Fn f Cpopt (阻力上最佳的Cp)f; 经济性:存在一个从经济性出发的 Cpe,对于Fn>0.38的高速船,Cpe和Cpopt才比较一致; 总布置:Cp影响到艏艉端的肥瘦程度,若Cp太小,艉机型船机舱布置困难,双桨船轴过早穿出; 建造工艺:对于小船 Cp太小,艏艉端尖瘦,施工困难; Cp Cb Cm的配合 对型线光顺和流体动力性能有较大影响;6. Xb与哪些因素有关?设计中如何选取?阻力性能:Xb影响横剖面面积曲线前后体的比例,进而影响阻力(前体形状对兴波阻力Rw影响大,后体形状阻力Ra)。? Fn J,需减小Ra ,故Xb前移;Fn f,需减小Rw ,故X

28、b后移。综上,在某一一 Fn或C p下, 存在Xbopt (对应最佳阻力); 纵倾调整:浮心、重心的纵向位置决定浮态。可以通过总布置的舱室划分及布局调整,使船达到适宜浮态,同时 Xb、Xbopt ;若改变Xg较困难,可从保证适宜浮态出发选择Xb,但要牺牲一定的阻力性能; 特殊要求:破冰船的 Xb在船肿前很多,使首部胖些以利于破冰;?综上,在设计中选取 Xb时,通常从阻力性能出发,估计纵倾调整的需要,同时考虑其他要求;7.?什么样的船有平行中体?低速、较胖的船;?平行中体的好处?可以削瘦首尾,对 Fn低的船可以J阻力使船中部方整,方便装货方便施工建造;?没有平行中体的船的最大横剖面位置如何确定?

29、对航速较低而没有平行中体的船, Amax位置在船肿处Fn提高到一定数值以后,为了减 少Rw,就要使进流段尖瘦,因此Amax后移对于L/B较小的小船,需考虑去流段水流和顺, Amax设在船肿前3% Lpp左右的范围内;10.艏艉部型线特征包括嘛?卜侧面轮廓 首部轮廓:即艏柱线,艏柱通常做成外斜式,水下部分的形状自上而下和顺过渡; 尾端轮廓:三种:“巡洋舰尾” “切平的巡洋舰尾” “方尾”;尾框形式:开式、闭式; 甲板舷弧线与脊弧线:甲板舷弧线一一甲板边线的侧投影线;脊弧线一一甲板中线;卜甲板平面轮廓线:即甲板的水平投影线,反应了甲板面积大小&艏艉部形状;卜横剖面形状水下部分的横剖型线水上

30、bla ;艏柱外倾优点?减小艏端激浪;迎浪时缓和纵摇 &垂荡;改善碰撞安全性;增大首部甲板面积;外形美观;2. 船主体舱段划分考虑嘛因素?满足规范要求,船舱大小符合使用要求, 各种装载状态下适宜的浮态和稳性;总纵强度,局部强度,振动;结构的合理性、建造的工艺性;21.嘛叫纵倾调整?就是调整Xg Xb至合适的数值,以期在各种装载情况下都具有适宜的浮态;对船合适浮态的要求表现在哪些方面?满载出港时,平浮或略有艉倾压载航行时,艏吃水Tf =2.5 3.0%Lpp,艉吃水Ta =0.6 0.7D桨直径 其他载况时,平浮或纵倾值不大,因为处于中间载况,若12具有合适浮态,则其他中间载况容易通过调

31、整来达到要求;*变吃水船:装载至满载吃水,又可在装载重货时,吃水达到Tmax,根据此要求设计的船;*结构吃水:对于富裕干舷船,在设计时根据规范核算最小干舷,求得最大装载吃水Tmax,并使结构设计符合 Tmax;*边舱的作用:可用于装载油、水、压载水;可调节船的重心,以改善不同装载情况下的稳性;舷边舱的设置对大开口船在结构强度上有利;*总布置设计的内容:区划船舶主体及上建;纵倾调整;舱室与设备布置;规划通道与梯口;造型设计;*渗透率:某处所能被水浸占的容积和其总容积之比的百分数;*舱壁甲板:横向水密舱壁所到达的最高一层甲板;坏,要重新调整主尺度及系数,使之达到平衡。后续的性能计算不满足要求时改变

32、主尺度, 也需重新计算舱容。10、两种不同形式的容量方程( 5 8)及( 5 9)说明了哪些问题? 由式(5-8)新船主尺度和 Cb与DW,积载因数C,压载水比值kb及机舱容积等有关。由货 舱容量方程式( 5-9)分析主尺度与货舱容有内在联系:从保证货舱容积Vc 看据式( 5-9)可见,要使 Vcf就f L、B、D或J If、la、Im、Id。从控制D/T看,如果新船与型船和Cb相近,则要保证 Vc,可以控制比值 D/T;如果新船容积比型船要求大,则D/T值也应比型船取略大些。11、为什么舱容不足时一般是采取增大型深 D 的办法? 在舱容不足时,增大型深是最有效而对其他方面影响最小的办法。对大

33、船来说,因加大D对强度有利,从而对船体钢料重量影响很小。虽然Df会导致重心升高、受风面积f,对稳性有影响,但这些问题比较容易处理。什么是容量图,它是如何作出来的?有什么用处? 为了得到全船主体内各舱的容积及其形心位置, 为核算抗沉性、 稳性、浮态等使用方便起见, 通常要绘制容量图, 有时也称为舱容图, 该图根据总布置图及邦戎曲线图来做, 图中各舱室 的名称与总布置图相对应,并注出型容积V (m3),形心距船中位置 x及该舱的积载因子 卩(即 渗透率 ,为该舱内浸水的体积与型容积之比) 。什么是舱容要素曲线,有什么用处? 对油舱(包括货物油舱) 、清水舱及舱顶高于营运最低水线的压载水舱应计算出各

34、舱在个液 面深度处的体积 V及型心Xv、Zv及边舱的Yv,以及自由液面的面积 A,型心坐标Xa,Ya以及 对通过其形心的纵轴的惯性矩lx,ly,并绘出这些要素与液面深度的关系曲线。5、如何初选 Cb ?(1) 赛氏公式:Cb=1.216-2.40Fn; (2)亚历山大公式(FnW 0.30) : Cb=C-1.68斤,C可取自相 近的型船,也可按统计资料选取,一般情况C=1.08; (3)瓦特生统计曲线:设计新船时,Cb与Fn相配合的点子处于范围内时,可认为Cb接近经济方形系数。11.静稳性曲线的特征?与哪些要素有关? 曲线在原点处的斜率;最大静稳性臂及其对应的横倾角;稳性范围以及曲线下的面积

35、; 在原点处的斜率代表初稳心高; 曲线最高点为最大静稳性臂, 代表了船舶所能承受的最大静 倾力矩,其对应的角为 max,是船舶大倾角稳性的重要指标;与横轴交点横坐标值为稳性 消失角,消失角不小于 55°;曲线下的面积代表船舶倾斜后具有的位能,判断稳定平衡和 不稳定平衡。影响因素:型宽B、吃水T、干舷F、脊弧h、外飘、重心高 Z 。1、海船载重线规范等为什么要规定船的最小干舷?( 1)减小甲板上浪:甲板上浪可增加船的重量,重心升高,初稳心高下降;有可能冲坏甲 板上的设备及封闭设施;影响船员安全;(2) 保证一定的储备浮力:干舷F代表了储备浮力,干舷过小,海水打到甲板上来不及排 掉,或甲

36、板上封闭开口被冲坏,海水灌进主体内,船易下沉,浮起迟缓,容易沉没。2、最小干舷大小取决于哪些因素?L、D、Cb、季节区、上层建筑、舷弧等。3、什么叫干舷甲板?船舶设计中最小干舷的计算是如何进行的?夏季最小干舷与其他季节最小干舷有什么不同?干舷甲板,即用于计算干舷的甲板,通常为上甲板,即为最高一层露天全通甲板,该甲 板上有露天开口有永久性的封闭装置,甲板下船侧所有开口有永久水密装置。露天甲板的最低线及其平行于部分升高甲板的延伸线作为干舷甲板(对不连续甲板的 船)。国际航行的夏季区最小干舷计算: ( mm)=+ 其中 “标准船”的夏季最小干舷,标 准船特征:平甲板,Cb=0.68 L/Ds=15,

37、标准舷弧一对Lv 100m且封闭的上层建筑有效长度v 35%L的B型船舶的干舷修正值。一对船舶的计算方形系数工0.68的干舷修正值一对船舶L/Dsm 15时的干舷修正值考虑船舶上层建筑和围壁室影响的干舷修正值一船的实际舷弧与标准舷弧不同的修正值。 对于无限航区的船舶,其余季节航区的最小干舷都是 以夏季最小干舷为基础而计算得的。6.总吨位作用:表示运输船的大小;统计世界或一个公司的船舶拥有量;造船或租 船费用, 以及有些国家用作造船补助金、 航海津贴以至船员工资等的计算标准; 在某些公 约和船舶法规中,如作为公约生效的条件、区分船舶等级、船员配备、技术管理及某些船舶 设备的配置要求等的标准;船舶

38、检验、船舶登记、丈量的收费标准;其它收费标准,如 引水费、拖驳费、浮筒费和进坞费等钞税、港口费、灯塔费、码头费和代理费等。净吨位的作用 :作为一些费用的收费标准,如吨钞费,港口费,引水费,灯塔费,码头费及 代理费,计算运河的通行费。8. 设计时对登记吨位如何加以考虑? 登记吨位尤其是净吨位的数值, 是影响营运经济性的重要因素。 对于同样载重量的船舶, 其 登记吨位小者经济效益好些;应熟悉了解规范的内容 &航运规则,尽可能使登记吨位在经济上合算和其他方面也有利的限 度内。注意把握:船舶等级,舱室标准,设备配置。2、船体型线生成方法有哪几种? 优秀母型改造,船模系列资料,电子计算机生成型线

39、。8、如何选取横剖面面积曲线的首尾形状?(1 )首端形状(包括:即凹、微凹、微凸、直线、凹形):形状大致随Fn的变化而变化,着眼点从兴波阻力考虑。低速船可以做成微凹,突肩明显可做成直线甚至微凹;随着Fn 的增大,通常采用微凹形或直线形状较为适宜。一般 Fn=0.22-0.28 随着 Cp 的减小,可由直线 过渡到凹形;Fn> 0.28以后,则由凹形过渡到微凹,以致直线形。(2)尾端形状:主要考虑避免水流分离造成漩涡,使尾端形线尽可能和顺,通常设计成直线或者微凹形。9. 为什么型线设计中选择适宜的满载(设计) 水线形状有重要意义?设计水线的一些特征是如何确定的?(1) DWL形状对阻力R的

40、影响较大,对兴波阻力有较大影响 (船在航行时兴波在水面附近); (2) DWL对应于设计出水 Td,船的各项性能往往以设计状态来衡准,使用中的吃水<Td,如果在Td时有较好的性能,一般也可在其他装载情况下能较好满足要求。( 3)从型线光顺的角度,设计水线处于水下部分与水上部分的分界线,控制设计水线形状 对水下到水上过渡和顺有重要作用。设计水线的特征 包括:水线面系数 Cvp、首部形状与半进流角 ie、尾部形状。(1)一般对 Cwp 的选取是从快速性出发,然后校核稳性、总布置、型线配合等是否合适。(2)首端形状的选取取决于船的 Fn,通常随着Fn的增大,设计水线形状由凹变凸。高速 船采用直

41、线形式,且延伸范围较大。半进流角 ie 的大小要与横剖面面积曲线形状、横剖面 形状等协进行调后加以确定。( 3)尾端形状从阻力与推进方面考虑,为使曲线平顺过渡,以避免水流分离,减少漩涡阻 力,改善螺旋桨的工作条件,取直线或微凹过渡为宜;从布置考虑,一是尾部甲板面积的需 要, 直接影响到尾端形状及半宽。 二是对于双桨船, 要考虑甲板宽度能使螺旋桨处于船体的 保护范围之内。12、首、尾横剖面型线有哪几种形式,与哪些性能有关?各自使用于哪种船舶??以下几种型式:?U 型:面积上下分布均匀,也就是排水体积尽量沿吃水高度均匀分布,使设计水线削瘦, 就首部来说,导致半进流角减少,有利于J兴波阻力;对尾部,

42、U形剖面使伴流比较均匀,有利于提高船身效率,改善螺旋桨工作条件,降低螺旋桨激振力。但相对于V型,U型剖面湿面积大,摩擦阻力大。且 U 形剖面的耐波性如纵摇等相对于 V 差。大型运输船舶及中高 速船舶,采用 U 形剖面较多。?V 形:面积的分布偏于上部,因为湿面积小,摩擦阻力小。对尾部来说,V 形剖面使去流段水流顺畅,可减少施涡阻力。此外,V形剖面对耐波性有利,纵摇、垂荡的阻尼增加,幅值降低。小型船舶如渔船、拖船、快艇多采用V形剖面。?中 U 或中 U 型:大多是中型船舶采用,它兼顾到阻力、耐波性两个方面的要求。?首部V型、尾部U型或首部中U型、尾部V型等:有不少船是从提高耐波性和改善螺旋桨 的

43、工作条件出发,或兼顾到阻力性能等,采用首尾不同的横剖面型式。首部型线:大型船因其船长,干舷较大,首部不易上浪,纵摇不大,因此从静水阻力性能为 主来考虑,选取 U 型为宜;中型船舶则常用快速性与耐波性兼顾的中间型;小型船舶从耐 波性和几何联系的角度考虑采用V型剖面;对F*=0.2的低速船,因摩擦阻力占总阻力的比例较大,常用 V形剖面;而对中高速船,则采用U或中间型较为有利;尾部型线:对于单桨船,从减少轴功率看,低速船最好采用中U 型,高速船采用中 V 型;双桨船采用V型,可保证螺旋桨有较好的供水,提高推进效率。 其水上部分的型线设计应考虑哪些因素? 水下部分向水上部分过渡和顺, 避免突变, 特别

44、是在设计水线附近要注意; 首部适度外 飘, 可以减少船在波浪中航行时的甲板上浪与淹湿性。 但对高速船舶外飘过大时, 在波浪中 纵摇和垂荡可能产生“外飘砰击”,出现整个船体“颤振”;甲板面积的需要。主要是锚机布置及考虑锚泊的情况。14.船中剖面形状是如何确定的? 对于船体中横剖面来说,当 B、T、Cm以及D确定以后,形状也基本确定。确定船中横剖面 形状时,要注意二点:保证面积 Am的大小,Am=Cm*B*T ;确定合适的船底升高 d、平板龙 骨半宽f、舭部半径R的数值。5、不同类型船的货舱划分应如何考虑? ?杂货船货舱的数目及长度应满足:保证建造规范要求的最少水密舱壁数;有抗沉性要 求的船应考虑

45、可浸长度对舱长的限制;满足使用要求;装卸效率,装卸时间均衡性;按起货 设备配置来划分货舱,由于货舱两端需设置吊车,舱长要顾及两端吊车的干扰。?散货船两端货舱可适当延长,其他舱以等舱长为宜;对设置起货设备的船,要结合起 货设备的配置, 使舱长和船宽保持适当的比例; 谷物兼运矿砂的散货船可采用大小舱结合的 布置方式,小舱运矿砂,或采用隔舱装载的方式。?集装箱船舱长应根据所载运集装箱的箱长和行数来决定。舱长与箱子总长之比取为I. 21.3为宜。18、船上通道与扶梯的布置应遵循的原则? 满足相关规范的固定梯道设置应便捷安全, 使用并节省地位。 其中扶梯应尽可能纵向布 置,有利于横摇时的安全,扶梯斜度不能太大,建筑内部各处所之间,内部与外部之间的通 道要直通, 不要迂回曲折; 梯道要分主次, 主梯道应宽敞, 客船主梯道应保证旅客上下船、 去公共场所、登艇甲板方便,但不宜过分集中。22、 载

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