畢業(yè)答辯——船舶設(shè)計(jì)原理

1、船舶設(shè)計(jì)原理1.分析船的實(shí)際吃水大于設(shè)計(jì)吃水,原因可能有哪些?對(duì)船的性能將產(chǎn)生什么影響? 原因：計(jì)算誤差，設(shè)備增加，材料代換或主尺度偏小等導(dǎo)致。影響：穩(wěn)性下降，抗沉性下降，快速性下降，操縱性和螺旋槳效率增大。2.在什么情況下需要加固定壓載?分析固定壓載與壓載水作用是否相同?固定壓載的作用在于降低船的重心以提高穩(wěn)性，增加重量以加大吃水，必要時(shí)也用以調(diào)整船的浮態(tài)。壓載水：提高空載穩(wěn)性，調(diào)整浮態(tài)。3.分析尾傾對(duì)船性能的影響?改變水下艏艉形狀影響阻力。低速：產(chǎn)生額外漩渦阻力；高速：適當(dāng)尾傾可減小阻力，改善航向穩(wěn)定性，可獲得較大的漿浸深和艏部干舷。4.最小干舷船與富裕干舷船有何不同?最小干舷船：對(duì)于貨船

2、，如運(yùn)載積載因數(shù)小（C<1.3）的重貨，可按載重線規(guī)范來(lái)決定最小干舷，從而可確定船舶的型深D，這種船稱(chēng)為最小干舷船。富裕干舷船：當(dāng)設(shè)計(jì)C較大的貨船時(shí)，按載重線規(guī)范求得的最小干舷所決定的型深D，不能滿足倉(cāng)容的要求，型深D須根據(jù)艙容確定，船的實(shí)際干舷大于最小干舷，這種船稱(chēng)為富裕干舷船。5.分析棱形系數(shù)Cp對(duì)總布置及建造工藝有何影響？總布置：Cp值的大小影響到船體首尾兩端的肥瘦程度。如對(duì)尾機(jī)型船，Cp取的太小，兩端尖瘦，機(jī)艙布置困難。對(duì)雙槳船，Cp的大小要顧及到螺旋槳的出軸情況。Cp太小軸過(guò)早穿出，懸臂軸 很長(zhǎng)，對(duì)強(qiáng)度及震動(dòng)等不利。建造工藝：對(duì)小船來(lái)說(shuō)，Cp太小，船體兩端過(guò)分尖瘦，施工建造困難

3、。6.什么是平行中體？適用哪類(lèi)船？為什么？平行中體是指橫拋面面積曲線中部的一“直線段”，即在此長(zhǎng)度范圍內(nèi)，船體的橫剖面形狀相同。適用用低速，較胖的船。平行中體長(zhǎng)度加大，削瘦兩端，對(duì)Fn低的船減小阻力有利；平行中體長(zhǎng)度加大，中部方整，對(duì)裝貨有利；有利于施工建造。7.無(wú)平行中體船適用哪類(lèi)船？其最大橫剖面位置如何確定？當(dāng)Fr>0.25，或方形系數(shù)小于0.6時(shí)無(wú)平行中體。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)航速較低，而沒(méi)有平行中體的船，其最大橫剖面位置在船中處。隨著Fn加大提高到一定數(shù)值以后，Amax向后移動(dòng)。如高速艦艇，快速民船大多在中后5%Lpp左右處。值得提出的是，L/B較小的小型船舶，如漁船、拖船，有時(shí)考慮曲流

4、段水流和順，Amax還要設(shè)在船中前3%Lpp左右的范圍內(nèi)。8.為什么航速較高的船通常采用方尾船型？ 艉部縱剖線坡度緩和近于直線，減少尾流能量損失，增加船長(zhǎng)的虛長(zhǎng)度，降低阻力，水線面系數(shù)較大，有利于穩(wěn)性，對(duì)槳起保護(hù)作用，艉部排水體積較大，減少航行中的尾傾，尾甲板寬敞，使布置和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于建造。9.按機(jī)艙位置劃分有幾種船型？簡(jiǎn)述尾機(jī)型優(yōu)缺點(diǎn)。 中機(jī)型，尾機(jī)型，中尾機(jī)型，中前機(jī)型。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)干貨船，尾機(jī)型可使中部方整的船體設(shè)置貨艙，便于裝貨理貨，散裝貨船便于清倉(cāng)，且有利于貨倉(cāng)口的布置，以提高裝卸效率，合理地利用船體空間，這對(duì)于提高貨船的經(jīng)濟(jì)效益非常有利。此外，尾機(jī)型可縮短軸系長(zhǎng)度，提高軸系效率，降

5、低造價(jià)，且不需設(shè)置軸隧艙而使倉(cāng)容有所增加，并有利于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與工藝性。對(duì)于油船，尾機(jī)型船的軸隧可不通過(guò)貨油艙，可使貨油艙都相毗連設(shè)置，便于管路布置，有利于防火安全，且船體結(jié)構(gòu)也有更好的連續(xù)性。 缺點(diǎn)：浮態(tài)調(diào)整比較困難，因機(jī)艙的單位體積重量比貨物輕，船滿載時(shí)重心偏前，易出現(xiàn)首傾，而壓載航行時(shí)又重心偏后，出現(xiàn)尾傾。此外，適居性差，因上層建筑位于機(jī)艙之上，尾部的震動(dòng)及縱搖，與升沉幅值及加速度大，使船員容易感到不適。且機(jī)艙布置較困難，對(duì)型線較瘦的集裝箱船，滾裝船及快速雜貨船，更是這樣。另外，對(duì)有抗沉性要求的船舶，因機(jī)艙相對(duì)較長(zhǎng)，不易滿足規(guī)范的要求。10.為什么設(shè)雙層底？確定雙層底應(yīng)考慮那些因素？設(shè)置

6、雙層底，有利于擱淺觸礁時(shí)的安全性，且可以作為燃油，清水及壓載水艙之用。對(duì)大中型船舶的總縱強(qiáng)度也有很大作用。確定雙層底的高度應(yīng)考慮的因素為：對(duì)內(nèi)底起保護(hù)作用；便于人員施工， 滿足管路安裝檢修的的要求，記及油水艙容積上的需要。一般雙層底高度以滿足規(guī)范要求，兼顧施工及油水倉(cāng)容需要，等于或略大于根據(jù)規(guī)范計(jì)算所得之值為宜。雙層底的型式因船類(lèi)不同而有區(qū)別，雜貨船的內(nèi)底常做成水平的，或從舭部向下傾斜。散裝谷物船和運(yùn)煤船的內(nèi)底，常做成向兩舷升高的形式，以便減少卸貨時(shí)的清倉(cāng)工作量，礦砂船因其所需的貨倉(cāng)容積較小，且為避免貨倉(cāng)容積過(guò)低，初穩(wěn)性過(guò)高，在貨倉(cāng)底部一段寬度內(nèi)，雙層底常抬高很多，集裝箱船一般只在邊倉(cāng)以及內(nèi)部

7、設(shè)雙層底。11.上層建筑有幾種型式？分析優(yōu)缺點(diǎn)。上層建筑分為船樓和甲板室。船樓：增加了內(nèi)部面積和有利于艙室布置，且有助于提高船的安全性；但由于上甲板沒(méi)有外走道，人員不能在上甲板上自首至尾通行，必須經(jīng)過(guò)船樓內(nèi)部或從上一層甲板上通過(guò)，有不便之處。甲板室：人員可以在上甲板自首至尾通行，且人員上下船方便，還有利于旅客在外走道散步觀賞。12.通常對(duì)船合適浮態(tài)是如何要求的？為什么？P208滿載出港時(shí)，平浮或略有尾傾；壓載航行時(shí)，首吃水Tf=2.53%Lpp，尾吃水Ta=0.60.7D（螺旋槳直徑），有資料認(rèn)為應(yīng)該是0.8D。其他載況時(shí)，平浮或縱傾不大。13.確定型深D時(shí)，要綜合考慮哪些因素？其中主要因素是

8、什么？P245容積、抗沉性、穩(wěn)性、耐波性，造價(jià)，限制因素。對(duì)載重型船：積載因數(shù)小按最小干舷決定D，積載因數(shù)大按艙容決定D。 對(duì)容積型船：D取決于上甲板以下各層甲板及艙室高度。對(duì)小型船：選D應(yīng)注意重心高度及風(fēng)作用力影響。對(duì)有抗沉性要求的船：D應(yīng)有足夠的干舷值。對(duì)大型船：D應(yīng)滿足總縱強(qiáng)度要求，L/D值不宜過(guò)大。14.簡(jiǎn)述載重型船“從個(gè)別擴(kuò)充尋優(yōu)”確定主尺度的一般步驟。粗估；選取各主要尺度和系數(shù)的第一次近似值；從各方面對(duì)主尺度進(jìn)行第一次校核；調(diào)整主尺度；變方案估算，最后選取比較優(yōu)良地方法。15.分析船體型線與總布置的關(guān)系。 總布置設(shè)計(jì)只有在船體型線確定以后才能繼續(xù)進(jìn)行下去，船主體內(nèi)艙室的布置，特別對(duì)

9、尾機(jī)型船的機(jī)艙；甲板面積及甲板上的設(shè)備，艙室的布置等都與船體型線有密切關(guān)系。16.船舶設(shè)計(jì)初始階段為什么通常都要加排水量裕度？?jī)?chǔ)備排水量與儲(chǔ)備浮力是否相同？加排水量裕度原因：估算誤差（空船重量的估算方法都是近似的）；設(shè)備增加（設(shè)計(jì)過(guò)程中船東提出增加設(shè)備室常有的事）；采用代用品（材料，設(shè)備規(guī)格的短缺等）。儲(chǔ)備浮力是指滿載水線以上主體水密部分的體積。17.為什么對(duì)重心高度也要有儲(chǔ)備？設(shè)計(jì)時(shí)如何考慮？ P51，52（重心高度影響船的穩(wěn)性，如果在設(shè)計(jì)時(shí)重心高度估算過(guò)低，會(huì)造成實(shí)船的重心高度過(guò)高，初穩(wěn)心高太低，需要加大量壓載以降低重心，但又因船的干舷低，加固定壓載雖然可使初穩(wěn)心高升高，但靜穩(wěn)性曲線的特征

10、數(shù)仍不能符合規(guī)范要求，造成很大困難。對(duì)那些穩(wěn)性要求比較高，或者穩(wěn)性不易滿足的船舶，）為了保證其穩(wěn)性，對(duì)重心高度要留一定儲(chǔ)備。一般式將儲(chǔ)備排水量的重心高度取在空船的重心處，有時(shí)考慮重心估算的誤差及將來(lái)可能發(fā)生的重量變化，從提高船的安全性考慮，往往將整個(gè)空船的重心提高0.050.15m，作為新船重心高度的儲(chǔ)備，也可以根據(jù)船體鋼料，舾裝，機(jī)電設(shè)備的重心估算結(jié)果，分別取各自的重心儲(chǔ)備。18.載重型船的主尺度確定后如何校核其是否滿足艙容的要求 一方面按任務(wù)書(shū)的要求估算所需主體內(nèi)容積，另一方面估算出船主體所能提供的貨倉(cāng)容積，進(jìn)行比較。19.什么是容量圖？它是如何做出來(lái)的？有什么用處？ 容量圖表示全船主體內(nèi)

11、各艙的容積及形心位置。 核算抗沉性，穩(wěn)性，浮態(tài)等使用方便起見(jiàn)。該圖根據(jù)總布置圖和邦戎曲線圖來(lái)作。20.規(guī)范對(duì)客船，拖船穩(wěn)性要求與一般貨船有什么不同？ 對(duì)大中型客船，海損穩(wěn)性是主要矛盾，通常初穩(wěn)心高與船寬的比值在0.045到0.055范圍。對(duì)小型客船，尤其是載客數(shù)目相對(duì)較多者，其主要矛盾通常是旅客移動(dòng)時(shí)橫傾的限制，且因短途客船一般在中途加壓在水，故滿載時(shí)的初穩(wěn)心高與船寬的比值應(yīng)取得大一些，通常大于0.055. 對(duì)論述拖船初穩(wěn)心高值的許多文獻(xiàn)中，有關(guān)穩(wěn)性橫準(zhǔn)的共同特點(diǎn)是：拖索作用力比例于主機(jī)功率，橫傾力臂則比例于水力作用中心到托力作用中心的距離，在托力的力矩作用下的橫傾角不超過(guò)甲板邊進(jìn)水角。21.

12、載重型船與容積型船各自有哪些特點(diǎn)？設(shè)計(jì)載重型船第一步要解決重量與浮力平衡的問(wèn)題，第二步校核艙容。容積型船主要要素的確定先從布置所需的地位入手，核算是否滿足艙容與甲板面積的需要，確定合適主尺度，繼而進(jìn)行重量與浮力的平衡校核。22.對(duì)諾曼系數(shù)做簡(jiǎn)單的分析并說(shuō)明其物理意義？N=，N代表每增加一頓載重量需要增加的排水量，必有 N>1，排水量增量大于載重量增量；N的大小取決于LW/的大小，一般載重型船 LW/小，N值小，容積型船LW/大，N也大。N的數(shù)值還隨Wh、Wt、Wm的估算公式中的指數(shù)不同而變化。對(duì)設(shè)計(jì)船來(lái)說(shuō)，為達(dá)到平衡所改變的主尺度不同，N值也不同。23.簡(jiǎn)要分析說(shuō)明什么是船的最小干舷？為

13、什么要規(guī)定船的最小干舷？對(duì)海船來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)海船載重線規(guī)范的有關(guān)規(guī)定計(jì)算得的Fmin值是從保證船的安全性出發(fā)，為限制船舶在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的最大吃水而提出的要求。規(guī)定最小干弦是由于：1、減小甲板上浪。2、保證一定儲(chǔ)備浮力。24.分析說(shuō)明確定上層建筑的尺度應(yīng)考慮哪些因素？（1）艙室布置：船舶居住艙室大都在上層建筑，此外生活、工作、貯藏及某些機(jī)電設(shè)備也需要有足夠的布置甲板面積等，這些是決定上層建筑尺寸的主要因素。（2）重心高度：對(duì)上層建筑發(fā)達(dá)的船舶，因其尺度對(duì)全船重心高度Zg有重要影響，而Zg過(guò)大將使船穩(wěn)性不足，對(duì)船的使用性能及安全性不利。所以在設(shè)計(jì)中對(duì)上層建筑的增大加高一定要嚴(yán)加控制。（3）受風(fēng)面積：

14、上建過(guò)分龐大，導(dǎo)致風(fēng)傾力矩大，影響船的大傾角穩(wěn)性；此外，水上側(cè)面積與船的水下側(cè)面積之比值過(guò)大，使船受橫風(fēng)作用時(shí)，橫漂嚴(yán)重，靠離碼頭困難加大。（4）駕駛視線：從駕駛員眼睛到首端舷墻頂點(diǎn)引一直線，通常把這一直線與水面（設(shè)計(jì)水線）的交點(diǎn)到首柱的區(qū)域稱(chēng)為“盲區(qū)”，盲區(qū)應(yīng)盡量小些。（5）其他：諸如對(duì)上層建筑的總高度，受橋梁或船閘高度的限制；船上層建筑各層的長(zhǎng)度受露天甲板上設(shè)備布置及船員作業(yè)需要地位的影響等。25.簡(jiǎn)要的分析船長(zhǎng)對(duì)快速性的影響？當(dāng)排水量和設(shè)計(jì)航速已定時(shí)，選用較大的船長(zhǎng)，必然使船寬、吃水做適當(dāng)?shù)臏p小。由于船體摩擦阻力與濕面積成正比關(guān)系，而濕面積正比于，顯見(jiàn)增大L將使Rt增加。然而對(duì)興波阻力R

15、w來(lái)說(shuō)，由于B、T減小，Rw將下降，同時(shí)由于L/B增大，整個(gè)船型變得較瘦長(zhǎng)，則不但Rw，且粘性阻力Rb亦將有所減小，因而剩余阻力Rr總是隨L的增大而下降。由此可知，增大L的結(jié)果對(duì)Rt和Rr產(chǎn)生完全相反的影響。26.船主體內(nèi)船艙劃分要考慮哪些因素？（1）滿足規(guī)范要求（2）船艙大小符合使用要求（3）各載況下有適宜的浮態(tài)和穩(wěn)性（4）考慮總縱強(qiáng)度、局部強(qiáng)度、振動(dòng)、結(jié)構(gòu)合理性以及建造的工藝性。27.分析說(shuō)明為什么 值不能太小，也不宜過(guò)大？28.分析說(shuō)明在進(jìn)行型線設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)水線的形狀加以控制的原因。（1）DWL形狀對(duì)阻力R的影響較大。船航行時(shí)興起波浪在水面附近，DWL對(duì)興波阻力有重要影響，對(duì)Vs較高的船更是這樣。（2）DWL對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)吃水Td，船的各項(xiàng)性能往往是以設(shè)計(jì)狀態(tài)來(lái)衡準(zhǔn)的，使用中的吃水Ti<Td，如果在Td時(shí)有較好的性能，一般也可望其他裝在情況下能較好的滿足要求。（3）從型線光順的角度，設(shè)計(jì)水線處于水下部分與水上部分的分界線，控制設(shè)計(jì)水線形狀對(duì)水下到水上的過(guò)渡和順有重要作用。29.浮心縱向位置Xb與哪些因素有關(guān)？（1）阻力性能：Xb將面積曲線分成前后體，其比例不同對(duì)阻力有影響。前體形狀與Rw關(guān)