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