哈爾濱工程大學船舶與海洋工程專業本科畢業設計答辯題庫答案_第1頁
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文檔簡介

1、1. Bernoulli 方程的物理含義(p70):該式是重力場中不可壓縮理想流體定常流動的伯努利方程,左邊各項代表單位質量流體的動能、壓力能和位勢能,方程右邊常數表示總能量為一常值。該式兩端都除以g后,各項均代表“某種高度”,依次是:速度高度(流體質點在真空中以初速度V鉛垂向上運動能達到的高度)、壓力高度(液柱底面上壓力為p時的高度)位置高度(質點在流線上的位置)。2. NS方程及其各項的物理意義(p151):該式是粘性不可壓縮流體的NS方程。各項代表單位質量流體上的力,左端依次代表局部慣性力(非定常流動引起的)、遷移慣性力(非均勻場引起的),等式右端依次是質量力、壓力的合力和粘性力。3.

2、管內沿程阻力的產生原因和物理含義(p174):由于粘性摩擦力產生。是沿程損失系數(是雷諾數和相對粗糙度的函數),l是沿程管道長度,d是管道直徑,V是特征流速(平均流速V=Q/A)。4. 管內局部阻力的產生原因和物理含義(p175):流體通過管路中各種部件時,由于周圍流動的旋渦、轉向或撞擊引起的能量損失,是由于管路幾何形狀的變化造成的,發生在局部。為局部損失系數由試驗測得。V(特征流速見上問)5. 附加質量系數所表示的物理意義(p123):整個流場的動能等于質量為的流體以物體速度運動時所具有的動能。廣義的附加質量系數ij,表示物體沿j方向引起的i方向的附加質量。6. 試述速度邊界層的基本特征(p

3、192):物體表面的流體速度為0,在離開物體很小的距離處,流體速度迅速增大至均勻流動。7. 試述邊界層分離后產生的結果或現象(p211):由于存在逆壓梯度區和壁面及粘性對流動的阻滯,邊界層會產生分離,即下游流體在逆壓梯度作用下發生倒流,其堆積和倒流使回流流體把從上游來的流體擠出物面,使邊界層內流體脫體。8. 說明Newton 和非Newton流體的區別(p19):牛頓流體的粘性系數為常數且滿足牛頓內摩擦定律(=dudy);非牛頓流體的剪切應力和變形速率之間不滿足線形關系(近似關系=K)。9. 說明無因次數Re的物理意義(p182):Re數是慣性力與粘性力量級之比,Re=U0L,反映了流體粘性的

4、影響(Re數愈大,粘性影響越小;反之,Re數愈小,粘性則起主導作用)。Fr的物理意義(p182):Fr數是慣性力與重力量級之比,Fr2=U02(gl),在討論水波現象和興波阻力時比較重要。Ma的物理意義(p183):空間某一點處的Ma數定義為當地的流速V與聲速a之比,Ma=Va,反映了流體的壓縮性,考慮壓縮相似性時須保證Ma數相等,如高速飛機和導彈的氣動力性能。產生的原因(p17):兩層流體間分子的吸引力兩層流體間分子的動量交換。對于液體,主要取決于前者;對于氣體,主要取決于后者。產生的原因(p163):源于非線性的遷移慣性力項,它在物理上表示了由于湍流脈動引起的單位面積上的動量輸運率,這種動

5、量的輸運表現為湍流應力;從能量來看,平均流不斷地對脈動流輸送能量,從而維持湍流的脈動。湍流應力是和平均流關聯的。14.試述機翼升力產生原因(p221):當機翼具有一定的攻角時,機翼兩面的流線是不對稱的,背流面上的流線密、速度大、壓力小,為吸力面;迎流面上的流線稀、速度小、壓力大,稱為壓力面。兩面上的壓差力即為升力。15.鄧亞萍打出弧(上)旋球和削(下旋)球時,乒乓球的運動軌跡不同,解釋其力學機理:上旋球與下旋球的進攻角度不一樣,也就是攻角不一樣,一個產生升力,一個產生下洗速度。16.船舶在靠岸或兩船并行時,操縱船舶非常困難或危險性很大,是什么原因?機翼理論:速度大,壓力小,速度小,壓力大,中間

6、形成吸力面。17.什么叫水力光滑管(p167):管壁的絕對粗糙度小于層流底層的厚度時,層流底層以外的湍流區完全感受不到管壁粗糙度的影響,流體好像在完全光滑的管子中流動一樣。這種管道稱為“水力光滑管”。18.什么是流體質點(p16):V*內所有流體分子組成的流體團為流體質點,V*是能夠給出(各物理性質,如密度、溫度)穩定平均值的最小單位。19.試述機翼失速后的現象(p42):當攻角增大至某一值時,機翼背面尾渦區過于擴大,旋渦的脫落和運動使機翼產生劇烈的振動,同時升力迅速降低,阻力急劇增大。20.試述流線的定義(p50):流線是速度場的矢量線,在任意時刻t,它上面任一處曲線的切向量dr=dxi+d

7、yj+dzk都與該點的速度向量v(x,y,z,t)相一致。21.氣體和液體的粘性系數隨溫度的變化規律有什么不同?隨著溫度的升高,液體的粘性系數會下降,氣體的粘性系數會升高。22.試寫出靜力學基本方程,并解釋其含義。,它反映了重力場中不可壓縮靜止流體的壓力分布規律。由靜力學基本方程可以看出: 在重力場中,不可壓縮的靜止流體的壓力分布是呈線性的,隨深度呈線性增加。 靜止流體中一點的壓力p由兩部分組成:一是通過自由面均勻傳遞的壓力p0;二是由重力產生的壓力,等于單位地面積上高度為h的流體住重量 在同一種流體(=const)的連通域中,由同一深度流體質點構成的平面即為等壓面,即水平面為等壓面。23.粘

8、性流動是層流還是湍流的判據。臨界雷諾數,大于臨界雷諾數(2300)為湍流,否則為層流24. 根據海姆霍茲速度分解定理,流體微團的運動由哪三部分組成?流體微團的運動由平移、旋轉和變形(包括線變形和角變形)三種形式組成。而這種旋轉與變形源于流體速度的不均勻性。25.什么是勢流?滿足拉普拉斯方程的流場(即不可壓縮無旋流場)26. 根據h/將水波分為三類,分別為:無限深、有限深、長波其區別范圍為:h/1/2; 1/20h/1/2;h/1/20。27. 邊界層產生分離的條件。 存在逆壓梯度; 壁面及粘性對流動的阻滯。28. 湍流的基本特征。隨機性、脈動性29. 試寫出無限水深情況下船舶興波阻力公式并解釋

9、其含義。 無限水深情況下船舶興波阻力等于興波波能的一半,與波幅的平方成正比,波幅增大時,波阻將急劇增加。30. 拉格朗日法和歐拉法的基本思想。拉格朗日法:跟蹤每個流體質點運動的全過程,記錄他們在各個運動過程中各物理量及其變化。歐拉法:考察空間內每一點的物理量及其變化。結構物構造1、船體主要的結構有哪些?船體結構型式與船舶的類型有關,通常船體大致可分為主船體和上層建筑兩部分。主船體部分有船首、船中、船尾;上層建筑部分有首樓、橋樓、尾樓及甲板室。主船體是船體結構的主要部分,是由船底、舷側、上甲板圍成的水密空心結構。其內部空間又由水平布置的下甲板、沿船寬方向垂直布置的橫艙壁和沿船長方向垂直布置的縱艙

10、壁分隔成許多艙室。貨船上通常有貨艙、機艙、首尖艙和尾尖艙等艙室。首尾端的橫艙壁也叫首尖艙壁和尾尖艙壁。2、何為中拱彎曲、中垂彎曲?并說明甲板和底部不同受力。中拱彎曲:當波峰在船中時,會使船體中部向上彎曲,稱為中拱彎曲;甲板受拉伸,底部受壓縮;中垂彎曲:當波谷在船中時,會使船體中部向下彎曲,稱為中垂彎曲;甲板受壓縮,底部受拉伸。3、什么是橫骨架式?什么是縱骨架式?討論他們的主要區別。橫骨架式:數目多而間距小的骨材沿船寬方向布置。其優點是多數骨材橫向布置,橫向強度較好,施工較方便,建造成本低。缺點是在同樣受力情況下,外板和甲板的厚度比縱骨架式的大,結構質量較大。縱骨架式:數目多而間距小的骨材沿船長

11、方向布置。其優點是多數骨材縱向布置,骨材參與船梁抵抗縱向彎曲的有效面積,提高了船梁的縱向抗彎能力,增加了船體的總縱強度。并且由于縱向骨材布置較密,可以提高板對總縱彎曲壓縮力作用時的穩定性。因而相應地可以減小板的厚度,減小結構質量。缺點是施工比較麻煩。4、論述外板厚度沿船長方向和肋骨圍長方向的變化規律。總縱彎矩的最大值通常在(L為船長)區域內,向首尾兩端逐漸減小至零。因此,在船中0.4L區域內的外板厚度較大,離艏艉端0.075L區域內的外板較薄,在兩者之間的過渡區域,其板厚可由中部逐漸向兩端過度。因考慮銹蝕、磨損等因素,平板龍骨的寬度和厚度從首至尾保持不變。平板龍骨和舷頂列板位于船梁的最上端和最

12、下端,受總縱彎曲應力較大,平板龍骨還承受船舶建造時龍骨墩或塢墩的反力和磨損,舷側列板與上甲板想連接,又起著舷側與甲板之間力的傳遞作用,因此,在外板中,平板龍骨和舷頂列板要比其他外板厚一些。其余從船底列板向上的各個列板,隨著水壓力減小而逐漸減薄。5、集裝箱船在結構上通常采用哪些加強措施,為什么?集裝箱船的結構與一般的貨船不同,它的貨艙口寬度幾乎與貨艙寬度一樣大,對船體的抗彎、抗扭和橫向強度都不利,在結構應采取補償措施。1)雙層底和雙層舷側結構,且在雙層舷側的頂部設置有效的抗扭箱結構。也可用雙層底和具有抗扭箱或其他等效結構的單層殼結構代替。2)在船的頂部和底部的強力部分均采用縱骨架式,在其他部位縱

13、骨架式和橫骨架式均采用,兩個貨艙口之間的艙口端橫梁和甲板橫梁應給與加強。6、船底部結構中參與總縱彎曲的構件有哪些?說明底部結構受到的外力。船底部參與總縱彎曲的構件有中內龍骨,旁內龍骨,中底桁,旁底桁,船底板等。主要外力:1)總縱彎曲拉壓應力;2)船底部水壓力、液艙內水的壓力、貨物和機器設備的重力以及船舶進塢時龍骨墩的反力等局部橫向載荷;3)船舶擱淺或航行于淺水航道時,船底可能與河床摩擦等偶然載荷;7、舷側結構一般有哪三種類型?舷側結構主要承受哪些外力?舷側結構有橫骨架式,縱骨架式和混合骨架式三種類型。 主要外力:舷外水壓力、艙內貨物的橫向壓力或液體壓力、總縱彎曲時的作用力以及波浪沖擊、碰撞、冰

14、塊撞擊或擠壓等力。8、繪制舭部節點圖,橫骨架勢底部結構中主肋板與肋骨一般采用的5種連接方式。 30頁9、甲板結構中,梁拱與舷弧如何定義?畫圖列舉出主要梁拱形式。 49頁圖甲板橫向的拱度稱為梁拱,目的在于迅速排除甲板上的積水; 甲板中心線在船長方向由船中向首尾兩端逐漸升高形成曲線或折線形,即甲板中心在中線面上的投影線稱為脊弧。目的是減輕波浪飛濺到甲板上的程度以改善航海性能及艙面工作條件。10、艙壁按用途和結構形式如何分類?闡述槽型艙壁特點。按用途分為:水密艙壁:在規定的水壓力能保持不透水的艙壁;液體艙壁:在液艙(油艙或水艙)之間的界壁要求保證油密或水密;制蕩艙壁:在液艙內設置的開有流水孔的艙壁,

15、用來減小艙內液體的搖蕩;輕艙壁:一種只起簡單隔離作用的輕型結構艙壁;防火艙壁:設置有隔熱和防火裝置的艙壁;氣密艙壁:有防毒氣要求的艙室,其艙壁要求不漏氣。按結構形式分為:平面艙壁,槽型艙壁,雙層艙壁。 槽型艙壁的特點:槽型艙壁由鋼板壓制而成,以它的操行折曲代替扶強材的作用。槽型艙壁與平面艙壁比較,優點在于在保證同樣的強度條件下,可以減輕結構重量,節省鋼材。同時由于取消扶強材及其肘板,從而減少了裝配和焊接的工作量,更便于清倉工作。( 槽型艙壁剖面形狀有三角形、矩形、梯形、弧形)11、中小型油船的油艙區一般采用混合骨架式,什么部位用縱骨架式,什么部位用橫骨架式?a)縱骨架式:船底板、外底板及甲板結

16、構b)橫骨架式:舷側結構。12、列舉艏部和艉部的主要形狀,簡單論述球鼻首結構的作用?艏部;側視形狀:直立型、前傾型、飛剪型、破冰型和球鼻型。橫剖面形狀:直線式、曲線式、折線式、加寬甲板式和球鼻艏。艉部:橢圓型、巡洋艦型和方型艉。球鼻艏結構的作用:降低興波阻力,提高航速。安裝聲納。13、介紹油船、散貨船與集裝箱船的甲板結構的特點。a)油船的甲板均為單層板架,貨油艙區域大多采用縱骨架式結構,小型油船也有采用橫骨架式結構的。b)散貨船上每個貨艙設23個艙口,貨艙口的寬度也比較大。散貨船的舷頂部做成三角形的頂邊艙(可防止散貨船偏向影響船舶穩性,頂邊艙內裝壓載水提高船舶的重心、減小搖擺、改善航行性能,同

17、時還能增加結構的強度)c)集裝箱船的結構與一般的貨船不同,它的貨艙口寬度幾乎與貨艙寬度一樣大,對船體的抗彎、抗扭和橫向強度都不利。14、什么是上層建筑,主要有哪兩種形式,他們有什么區別?凡是位于甲板以上的各種圍壁建筑物,均統稱為上層建筑。由船樓與甲板室兩種。船樓:上層建筑的寬度與船寬相同,其左右側壁與船體的兩舷外板相連,作為舷側外板的延伸部分。甲板室:寬度小于船寬,其左右側壁位于舷內的甲板上。15、說說雜貨船、散貨船各自的結構構造特點。a)雜貨船通常采用混合骨架式船體結構。在貨艙區設有兩層以上的甲板,底部為雙層底結構。其中上甲板和雙層底是縱骨架式結構,下甲板和舷側是橫骨架式結構。上甲板和下甲板

18、上開有較大的貨艙口,艙口角隅或艙口兩端中心線處設有支柱,有的設置半縱艙壁或艙口懸臂梁。b)散貨船也是混合骨架式船體結構。只有一層全銅甲板,底部為雙層底,甲板下面靠兩舷有兩個頂邊艙,雙層底舭部處有向上的傾斜的底邊艙。甲板和舷頂部、雙層底和舷側下部是縱骨架式結構,舷側中部為橫骨架式結構。16、導管架平臺、半潛式平臺、自升式平臺在主要結構上各自有什么特點? 自升式:平臺主體、樁腿和升降裝置。平臺主體平面形狀常用的有三角形,矩形和五角形;樁腿結構有獨立式樁腿,沉墊式樁腿、也有結合式樁腿;樁腳端部結構有樁靴結構,沉墊結構和結合式結構;升降機構有電動液壓式和電動齒輪齒條式。 半潛式平臺:上層平臺、立柱結構

19、、撐桿結構、下船體(或浮靴)和錨泊系統。 導管架平臺:上部結構、導管架和樁。上部結構也稱甲板結構,有整體式和組塊式兩種結構形式。甲板類型劃分為兩類:整體的和模塊化的。17、自升式平臺有哪幾種工作狀態,各自在什么情況下會發生這些狀態? 1、拖航狀態:平臺從一個地點轉移到另一個地點時。 2、放樁和提樁狀態:放樁指樁腿向海底下放;提樁指樁腿拔出海底之后向上提升。 3、插樁和拔樁狀態: 4、樁腿預壓狀態:將樁腿下面地基的承載力預先壓到暴風狀態時所要求的地基承載力。 5、著底狀態:包括滿載風暴自存和滿載作業兩種狀態。平臺船體被樁腿支撐在海面上時。18、說明火炬臂和棧橋的作用。 過橋:管線的支撐結構、行人

20、的通行或者傳遞材料的橋梁。?19、列舉潛器結構形式,潛器艙壁按形狀如何分類。潛器的結構形式有單艦體(只有一個耐壓船體);個半艦體(耐壓艇體外包附部分非耐壓艦體);雙艦體(耐壓艇體外有一層非耐壓艦體)。潛器艙壁按形狀分為常規型、過渡型和水滴形。20、讀圖,指出下圖所示某貨艙典型橫剖面圖各構件名稱:1甲板縱骨;2甲板;3艙口圍板;4甲板縱桁;5頂邊艙;6舷側縱骨;7肘板;8肋骨;9舷側外板;10底邊艙;11肋板;12船底縱骨;13中底桁;14船底板;15旁底桁;16內底縱骨;17內底板;18橫艙壁。21.什么是橫骨架式結構?什么是縱骨架式結構?他們之間的主要區別是什么?縱骨架式結構:數目多而間距小

21、的骨材沿船長方向布置;橫骨架式結構:數目多而間距小的骨材沿船寬方向布置;22.什么叫總縱彎曲?總縱彎曲由哪兩部分疊加而成?什么為總縱強度?船體的總縱彎曲是指作用在船體的重力、浮力、波浪水動力和慣性力等而引起的船體繞水平橫軸的彎曲。它由靜水總縱彎曲和波浪總縱彎曲兩部分疊加而成。總縱強度是指船體結構抵抗縱向彎曲不使整體結構遭受破壞或不允許的變形的能力。23.畫圖并說明中內龍骨與橫艙壁相交的節點形式。P29頁圖42;24.作用于船體底部結構的主要外力有哪些?作用在船體底部結構上的主要外力有:1) 總縱彎曲拉應力;2) 船底部水壓力、液艙內水的壓力、貨物和機器設備和重力以及船舶進塢時龍骨墩的反力等局部

22、橫向載荷;3) 船舶擱淺或航行于潛水航道時,船底可能與河床摩擦等偶然載荷;25.橫梁是甲板的主要構件,它的主要作用是什么?橫梁的主要作用是支持甲板板,并將甲板的橫向載荷傳給舷側和甲板縱桁。26.舷側結構通常有哪三種類型?各由哪些構件組成。舷側按骨架形式舷側結構可分為橫骨架式和縱骨架式,及混合骨架式。1) 橫骨架式舷側結構由舷側外板、普通肋骨(包括主肋骨和甲板間肋骨)、強肋骨和舷側縱桁等組成;2) 縱骨架式舷側結構由舷側外板、舷側縱骨、舷側縱桁和強肋骨等組成;3) 混合骨架式舷側結構有所有上述結構。27.球鼻首結構有什么作用?球鼻首結構的作用是降低在波浪中航行時的興波阻力。28.散貨船甲板結構有

23、什么特點?1) 為了提高裝卸效率,散貨船上每個貨艙設23個艙口,貨艙口的寬度較大;2) 散貨船的舷頂部做成三角形的頂邊艙;頂邊艙由甲板、艙口縱桁、斜底板、一部分舷側外板及縱橫骨架組成。29.簡述橫骨架式舷側結構中有哪幾種肋骨形式?各有什么特點?橫骨架式舷側結構有普通肋骨和強肋骨兩種形式,其中普通肋骨又分為主肋骨和甲板間肋骨;1) 主肋骨是指最下層甲板以下的船艙肋骨,它是橫骨架式舷側結構主要構件,通常用不等邊角鋼制成;2) 甲板間肋骨是指兩層甲板之間的肋骨,也由不等邊角鋼制成;3) 強肋骨是由尺寸較大的組合T型材制成的舷側橫向構件。30.寫出下圖中所指各船體構件的名稱。理論與工藝1.船體分段主要

24、有哪五種類型?船體分段劃分需要考慮的重點因素有哪些? 船體分段類型:平面分段,曲面分段,半立體分段,立體分段,總段。分段劃分的規則是:1) 考慮作業類型的相似性,可分成一組最小數目的任務包;2) 分段要有穩定的形狀,應盡量減少臨時支撐和加強;3) 考慮舾裝和涂裝作業的需要,分段的大小要有最好的可達性;4) 要使分段容積,形狀,重量等方面近似。E要使困難的焊接轉成容易的焊接。2.舾裝作業劃分的目標有哪些?舾裝作業劃分的目標:1) 在最有效的加工層次上,將作業均衡地分配到按產品表象分組的任務包;2) 均勻卻協調的作業通過調配工人流程調整來保持;3) 將作業從封閉、狹窄、高處或不安全的位置轉移到敞開

25、、寬敞且低的位置;4) 規劃許多任務包同時開工,從而減少總的裝配持續時間;5) 要使困難的焊接轉成容易的焊接。3.區域涂裝法的主要規劃目標有哪些?區域涂裝法的主要規劃目標:1) 將作業位置從仰面轉移到俯身或至少到垂直位置,從高出移到低處,以及從封閉位置移到容易到達的位置;2) 提供安全的環境,而不用防礙工人的特殊位置;3) 防止作業過程中的銹蝕和相關的反工;4) 使表面處理和涂裝所需要的腳手架最小;5) 為了避免在最后階段可能妨礙交船計劃的大量工作,在整個建造過程中盡量均勻分配作業量。4.詳細說明生產設計的任務有哪些?生產設計是解決“怎樣造船”的工程技術問題,也就是對承建船舶的建造工藝及其流程

26、的設計。因此,生產設計的任務是制定綱領性工藝文件,諸如建造方案的決定,建造方針的編制和施工要領的編制等,是與初步設計和詳細設計平行地進行的,而各工藝階段、區域和單元的工作管理圖表,則是在詳細設計的基礎上進行的。此外,生產設計還應完成船舶總裝以后的各個工藝階段的技術文件。5.埋弧自動焊工藝設計的主要內容有哪些? 1) 焊接工藝裝備的選用;2) 焊接坡口的設計;3) 焊接材料的選定;4) 焊接工藝參數的制定(焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、焊絲伸出長度);5) 焊接組裝工藝編制;6) 操作技術參數及焊接過程控制技術參數;7) 焊縫缺陷的檢查方法及修補技術的規定;8) 焊接預處理與焊后熱處理

27、技術的制定。6.等離子切割的工作原理及優點是什么?原理:使用一定裝置可獲得高速高溫的等離子弧及其焰流,利用它可把割縫處的金屬熔化和蒸發,并吹離基體,隨著割嘴的移動形成割縫。優點:1)熱變形較小;2)切割速度快(是氧炔切割的3-6倍);3)切割質量高;4)能切割的材料多(銅,鋁,不銹鋼及各種高溫難熔金屬);5)切割成本低;6)將等離子切割裝備到普通數控機床上能提高數控切割效率。7.成組技術定義是什么?成組技術在造船中有哪些應用特點?成組技術的定義:廣義的定義是研究事物之間的相似性并將其合理應用的技術,為了使多品種,小批量生產達到批量生產的效益,將生產過程重新合理布置安排的技術。組成技術在造船中的

28、應用特點:1)小到中等批量;2)相似加工過程;3)材料幾何形狀和尺寸有所不同;4)在調配好的設備按屬性編組的小型組合區域內加工;5)配備特定的工具;6)按組定進度。8.什么是造船CIMS?造船CIMS是根據船舶產品及其制造過程的特點,對CIMS的具體應用。因此,造船CIMS是以自動化技術,信息技術和造船技術為基礎,通過計算機及其軟件,將造船訂貨,船型試驗,船舶設計,船舶建造,造船管理和交船后的服務等船后服務等造船廠全部生產活動所需的各種分散的自動化單元技術有機地集成起來,形成總體高效益,高柔性的智能制造系統。9.船舶舾裝的內容有哪些?一般包括機艙內各種裝置、系統和用具,船上控制船舶運動方向、保

29、證航行安全和營運作業所需各種設備的用具。按其功能可分為以下十類:1)機艙部分;2)舵設備;3)錨設備;4)起貨設備;5)系泊與拖曳設備;6)通道與關閉設備;7)航行設備;8)艙室設備;9)救生設備;10)消防設備;10.金屬能進行氣割的條件有哪些?1)被切割金屬的燃點低于其熔點;2)氧化物的熔點應低于金屬的熔點,且有很好的流動性;3)金屬在氧氣中燃燒時應能放出很多熱量;4)金屬的導熱率不應過高;5)金屬中不應有使氣割過程惡化的雜質。11.簡述傳統船舶設計和現代船舶設計的區別。1)傳統船舶設計:方案設計概念性設計技術設計給船級社提供必要圖紙施工設計告訴生產者造怎樣的船完工設計2)現代船舶設計:初

30、步設計詳細設計給船級社提供圖紙生產設計告訴生產者怎樣造船說明:二者的主要區別在施工設計和生產設計。12.焊接的方法分為哪三大類?CO2氣體保護焊的工作原理及優缺點是什么?焊接按焊接過程的特點可分為三大類:a熔焊b壓焊c釬焊。原理(定義):CO2氣體保護焊用CO2作為保護氣體,依靠焊絲與焊件之間產生電弧來熔化金屬的一種電弧焊接法。優點:焊接成本低,生產率高,抗銹能力強,焊接變形小,操作性能好,適用范圍廣。缺點:金屬飛濺較多;焊縫表面成形差;很難用交流電焊接,焊接輔助設備較多;不能在有風位置施焊,否則出現氣孔;不能焊接容易氧化的金屬材料。13.殼舾涂一體化方法的組成及主要目的是什么?殼 舾 涂的一

31、體化方法的組成:1)船體分段建造法(HBCM):船體部件,組件和分段按照成組技術原理在組織好的生產線上進行加工。2)區域舾裝法(ZOFM)。3)區域涂裝法(ZPTM):將表面處理和涂裝作業作為整個建造過程的一體化方面。4)族類制造,如管件族制造(PPFM)。5)分類系統:即產品導向的作業分解原理,便于通過將中間產品的定義和分類,使上述本質上不同類型的作業一體化,使得作業流程協調一致。主要目的:是使整個船舶建造系統提高生產率。14.應用區域涂裝法需要的先決條件是什么?1)連續兩次涂層之間的涂裝時間間隔必須小于前一個涂層的允許暴露時間;2)板材和型材的車間底漆不應妨礙切割和焊接。15.船舶下水方式

32、的主要分類方法有哪些?根據下水原理,船舶下水可分為重力式下水,漂浮式下水和牽引式下水三大類。根據下水方向,船舶下水又可分為橫向下水和縱向下水。根據下水的工藝方法,船舶下水可分為涂油滑道下水,鋼珠滑道下水以及小車下水。16.噴丸除銹的工作原理及優、缺點是什么?噴丸除銹是利用風管中高度流動的壓縮氣體之壓力使鐵丸沖擊金屬表面的銹斑而實現除銹的。優點:機動性好,可用來二次除銹,具有更高的生產效率。缺點:勞動條件差。(工人易得矽肺)17.簡述氣割的原理及特點。原理:所謂氣割是指氧乙炔切割或氧丙烷切割。其實質是金屬在氧中燃燒,通常可將它分為預熱,燃燒,去渣三個階段。特點:主要有切割厚度大,切割形狀方面適用

33、性強,自動化程度高,噪音小,勞動強度低。18.船廠設備布置應該考慮哪些因素?船廠設備布置應考慮以下因素:1)使現場材料和工件庫存量最優化;2)保證整個船廠工作流的平穩進行及最小化中轉庫存;3)中間產品,材料的運輸距離及運輸設備數量最小化。19.提高氣割速度的主要途徑有哪些?1)強化對切口外的預熱;2)提高切割氧氣的流動性和動量;3)提高并保持切口區內氧氣的純度。20.簡述埋弧焊的焊接過程。 埋弧焊的焊接過程可概括為:1)自動送絲;2)引弧;3)自動下料;4)焊機勻速運動;5)電弧在焊劑下燃燒。21.縱向滑道牽引式船舶下水方法分為哪四種類型? 1)縱向船排滑道下水;2)兩支點縱向滑道下水;3)楔

34、形下水車縱向滑道下水;4)變坡道橫移區縱向滑道下水。22.船體分段裝焊工藝的基本內容有哪些?1)選擇分段裝配基準面和工藝設備;2)決定合理的裝焊順序;3)決定合理的焊接程序;4)提出施工技術要求。23.船體分段建造基礎方法按構件安裝順序劃分為哪四種方法?按基面不同可劃分為哪四種方法?按安裝順序分類:1)分離法;2)放射法;3)插入法;4)框架法。按裝配基平面分類:1)正造法;2)反造法;3)側臥造法。24.CO2氣體保護焊的主要焊接工藝參數有哪些? 1)焊絲直徑;2)焊絲伸出長度;3)焊接速度;4)焊接電流;5)電弧電壓;6)電源極性;7)氣體流量。25.船舶實際建造過程包含哪些階段? 現代船

35、舶實際建造過程分為四個階段:1)零部件生產;2)組合件生產;3)分段生產4)船臺大合攏。26.區域舾裝法按船舶的大區域和作業內容將船舶舾裝劃分為哪幾部分? 劃分為四部分:1)甲板舾裝;2)住艙舾裝;3)機艙舾裝;4)電氣舾裝。27.區域涂裝法將船舶涂裝作業劃分為哪四個制造級? 劃分為:1)鋼材預處理;2)分段涂裝;3)船上涂裝和4)完工涂裝四個制造級。28.船廠布局的指導原則有哪些?1)具有合理的材料流(運輸設備具有較寬的運動路線,人員交通應該與工業交通分開);2)車間以U型環繞在船塢周圍,預舾裝區域與船塢十分接近;3)分段裝配,舾裝的平臺沿起重機的運行路線布置。29.軍船和民船用材上有何不同

36、,為什么?低碳鋼、軟鋼、普通強度鋼三項用于民船,因為價格低、易購買、易焊接和加工。高強度鋼用于軍船,因為設計上的限制,特別是在不降低強度的情況下需要控制質量。30.什么是現代造船模式?現代造船模式可理解為以統籌優化理論為指導,應用成組技術原理,以中間產品為向導,按區域組織生產,殼、舾、涂作業在空間上分道,時間上有序,實現設計、生產、管理一體化,均衡、連續地總裝造船。結構力學1船體結構中,那些構件是承受總縱彎曲的?哪些是承受橫向彎曲和局部彎曲的?哪些是既承受總縱彎曲又承受局部彎曲的)承受總縱彎曲構件:連續上甲板,船底板,甲板及船底縱骨,連續縱桁,龍骨等遠離中和軸的縱向連續構件(舷側列板等)承受橫

37、彎曲構件:甲板強橫梁,船底肋板,肋骨)承受局部彎曲構件:甲板板,平臺甲板,船底板,縱骨等)承受局部彎曲和總縱彎曲構件:甲板,船底板,縱骨,底縱桁,龍骨等2試概述船體結構中甲板板,舷側外板,內底板,外底板及艙壁板各受什么載荷?甲板板:縱橫力(總縱彎曲應力沿縱向,橫向貨物或上浪水壓力,橫向作用)舷側外板:橫向水壓力等骨架限制力沿中面內底板:主要承受橫向力貨物重量,骨架限制力沿中面為縱向力艙壁板:主要為橫向力如水,貨壓力也有中面力3簡述結構力學中梁彎曲理論的三個基本假設。1)平斷面假設,梁在彎曲前的斷面在彎曲后仍為平面2)剛性足夠大,各向同性的彈性材料3)兩個彎曲主平面4分別說明結構力學中梁彎曲要素

38、和板彎曲要素的符號規定。梁彎曲要素的符號規定:1) 梁的撓度:向下為正;2) 梁的斷面轉角:順時針方向為正;3) 梁的彎矩:在左斷面逆時針方向為正,在右斷面順時針方向為正;4) 梁斷面的剪力:在左斷面向下為正,在右斷面向上為正;5梁的彎曲中剪切為什么會引起撓度。26從梁的微段的兩個斷面上的剪應力分布可知,在剪應力作用下,微段將發生歪斜,于是就產生了由于剪切力的存在而產生的撓度。6簡述結構力學中的力法原理。以力的大小為未知參數,通過變形連續條件建立方程,最后求出力。有兩種方式一種是去支座加力,一種是將多支座連續梁從中間支座處斷開,將連續桿件離散。7簡述計算桿系彈性固定端柔性系數的方法。18,70

39、,71(實際結構中桿件的彈性固定端是與其相鄰的不受外載荷的桿件作用的結果;換言之,受載桿與不受載桿相連時,不受載桿相當于受載桿的彈性固定端)為計算彈性固定端的柔性系數,只需把受載桿與不受載桿在相交處切開,并加上相互作用的彎矩,計算不受載桿在彎矩M作用下的轉角,與M的比值就是柔性系數。8簡述位移法的原理。94將桿系拆分為兩端剛性固定的單跨梁,(這種兩端剛性固定的單跨梁是位移法中的基本結構)在固定端強迫添加一個轉角(或還有位移),并根據截面力平衡列方程,求出固定端轉角或位移等未知數。【力法將桿系拆分為兩段自由支持的單跨梁,而位移法將桿系拆分為兩端剛性固定的單跨梁。】9簡述矩陣法的主要計算過程。15

40、1(1)將結構離散為桿元與節點,并建立桿元坐標系與結構坐標系;(2)建立桿元坐標系中的桿元剛度矩陣;(3)坐標轉化得結構坐標系中的桿元剛度矩陣;(4)組合各桿元剛度陣得結構坐標系下的總剛度陣;(5)計算節點外載荷矩陣;(6)約束處理;(7)求解平衡方程的節點位移;(8)計算桿元端點力求桿元的內力與變形。10說明縱骨架式和橫骨架式船體板臨界應力的計算方法。P274縱骨架式船底板: 公斤力/厘米2,或 牛頓/毫2橫骨架式船底板: 公斤力/厘米2,或 牛頓/毫米211簡述板的筒形彎曲概念及其發生的條件。203板的邊長比相當大(大于或等于2.5到3),外載荷沿板的長邊不變化。板沿短邊有曲率,沿長邊無曲

41、率的彎曲方式為筒形彎曲。12說明什么是板條梁?它與普通梁的不同點是什么?203在板的筒形彎曲部分沿彎曲方向取一個單位寬度的狹長梁,這個狹條梁稱為板條梁。板條梁與普通梁的彎曲方式是一樣的,但是板條梁的兩個側面受到約束,這就使板條在變形后的截面仍為矩形,而普通梁彎曲后截面不再保持矩形(受壓部位擴大,受拉部位縮小)。13什么受力狀態下甲板板架可能出現穩定性問題?262在船體總彎曲的壓應力作用下可能失穩。14說明什么是桿件的臨界力?什么是歐拉力?它們有什么區別?249,251,255桿件失穩時的相應的壓力叫做桿的臨界力。歐拉力是彈性范圍內的臨界力。在造船界,通常將桿件在彈性范圍外的失穩的力叫做臨界力,

42、以區別于在彈性范圍內的失穩的歐拉力。15簡述桿件的非彈性穩定概念。255壓桿在失穩時,材料已經超出了彈性范圍,這種失穩叫做非彈性失穩。16簡述位能駐值原理。125總位能等于應變能與力函數之差, ; 表示總位能有一駐值(有極值),故此原理稱為位能駐值原理;17說明李茲法求解梁彎曲問題的思路。127李茲法利用位能駐值原理 把變分問題看做是求一個包含有限個變量的普通函數的極值問題,對于梁的彎曲,具體作法是將撓曲線 寫成級數形式 式中 為選取的不破壞梁端位移邊界條件的函數,稱為形狀函數或基函數 為待定系數,然后將 帶入總位能 中,使總位能稱為含參多元函數,接著對總位能求偏導,令其為0,即可得出參數值,

43、然后將參數帶入撓曲函數中即可得到撓曲函數。18說明板的后屈曲概念及其所考慮的因素。285板在失穩后,不是立即破壞,還能繼續承受一定程度的壓縮載荷,這一現象稱為板具有后屈曲強度。需要考慮板的中面力,板的大撓度,材料在超過比例極限之后的非線性問題;(船體板是連續的,板格不孤立,有骨架支撐,產生了中面力)19說明板的彎曲中板的分類及其主要區別。211剛性板:中面力對彎曲要素的影響可以忽略;柔性板:中面力對彎曲要素的影響不可忽略;薄板:板的中面力遠較彎曲力大,板主要靠中面拉力承載。20舉例說明海底管道跨越一個障礙物的力學計算模型。將障礙物簡化為剛性自由支持,將管道簡化為梁。所受載荷考慮為均布載荷(沿著

44、管的軸向方向)21.船舶與海洋工程結構力學與結構動力學的區別?船舶結構力學是研究船體結構靜力響應的一門課程;船舶結構動力學是研究船體結構動力響應的一門課程。船舶結構強度是泛指研究船體結構強度的科學,它包括外力、結構在外力作用下的反應,即內力研究和許用應力的確定等一系列問題;而船舶結構力學則是專指研究船體結構內力的問題,不包括外力及許用應力等方面的問題。“梁”,梁的自由支持邊界條件是什么? 受外荷重作用而發生彎曲的桿件叫做梁; 撓度和彎矩為零。24.采用船舶與海洋工程結構力學中的力學進行多跨梁的求解,常用兩種方法,請簡要敘述。 力法和位移法。力法:在計算時以力為未知數,根據變形連續條件建立方程式

45、,最后解出力來。位移法:以桿系節點處的位移為基本未知數的方法。25.簡述采用船舶與海洋工程結構力學中的位移法求解桿系問題時的基本步驟。 1)分析結構的節點,看一下有幾個節點可以發生轉角,從而決定有幾個未知數2)然后設想在可能有轉角發生的節點處全加上扛轉約束,這樣結構中各桿均成了兩端剛性固定的單跨梁,計算這種梁在外力作用下的桿端彎矩即固端彎矩3)假想將加固的各節點強迫轉動,使發生轉角123 。n,按公式 寫出各干因轉角而發生的桿端彎矩,并寫出各干的桿端總彎矩4)對發生轉動的各節點建立節點彎矩平衡方程式5)解彎矩平衡方程式組,得123 。n,于是可計算出各干的桿端彎矩,從而求出各干的彎曲要素26.

46、對于一單跨梁小撓度彎曲,擬采用船舶與海洋工程結構力學中的初參數法和能量法中的李茲法求解,試問哪種方法計算結果更精確?27.簡述船舶與海洋工程結構力學中有限元法的計算步驟?1)結構的離散 2)計算單元的剛度矩陣 3)計算結構總剛度矩陣 4)建立外力矩陣 5)約束處理 6)求解節點位移 7)計算單元應力 8)支座反力計算和節點力平衡的檢驗28.簡述桿的穩定性中歐拉應力與臨界應力的區別,孰大孰小?桿件失穩時的相應的壓力叫做桿的臨界力。歐拉力是彈性范圍內的臨界力。29.對于船體板架,在不更換現有構件的前提下,試提出提高板格穩定性的有效措施。30.說出5種船舶與海洋結構力學中常用的分析方法?1)有限元法

47、;2)力法;3)位移法;4)能量法;5)初參數法;結構物強度1, 等值梁計算中的計算草圖與橫剖面圖的區別是什么?2,上層建筑參與船體總縱彎曲的程度主要取決于那些因素?答:端點效應:上建端部參與總縱彎曲的程度比中部小,越靠近端部,參與的程度越小;上建長度的影響:上建越短,其中部參與總縱彎曲的程度越小。3,在計算船體總縱彎曲正應力1過程中,逐步近似計算的主要原因是什么?答:因為船體梁實際上時薄壁空心梁,因此在使用“等值梁”計算時有一定的近似性,尤其是要考慮局部穩定性,當某些構件的柔性失穩時,要進行構件折減,用折減的剖面模數在進行簡單梁彎曲的計算。4,船體的縱向強度靠哪些構件來保證?答:縱桁、縱骨、

48、縱艙壁、船體外板和橫艙壁。5,為什么軍船多采用縱式骨架形式?答:縱式骨架可以提高板的穩定性,有利于總強度。6,按照“靜置法”所確定的載荷來校核船體總縱強度,是否反映船體的真實強度,為什么?答:不能反映船體的真實強度,因為波浪是隨機的,載荷時動態的,而且當L較大時,載荷被夸大。但是具有比較的意義,故稱為比較強度。7,在初步設計階段,如何應用“彎矩系數法”來決定船體的最大波浪彎矩和剪力?答:在初步設計階段,通過參考母型船,初估一個主尺度、L(排水量、船長),在中拱、中垂兩種情況下,由K=L/(Mw)max得出,最大彎矩(Mw)max=L/K,其中中拱、中垂時的K值可以取15-35之間的數。而最大剪

49、力則由(Nw)max=3.5(Mw)max/L得出。8,劃分船體四類縱向構件的依據是什么?結合船體的中剖面圖指出第1至4類縱向構件的實際應用?答:按縱向構件在傳遞載荷過程中所產生的應力種類劃分。只承受總縱彎曲正應力的縱向構件,稱為第一類構件,如上甲板;同時承受總縱彎曲正應力和船底部板架彎曲正應力的縱向構件稱為第二類構件,如龍骨面板;同時承受總縱彎曲正應力、底部板架彎曲正應力和縱骨彎曲正應力的縱向構件稱為第三類構件,如船底縱骨;同時承受總縱彎曲正應力、底部板架彎曲正應力、縱骨彎曲正應力和外板彎曲正應力的構件稱為第四類構件,如船底板。9,船體總縱強度校核時,應如何選擇計算剖面的數目及位置?答:通常

50、選取3到5個危險剖面,分別是:彎矩最大處(船中附近)、剖面最弱處(甲板大開口處)、剪力最大處(距首尾L/4處)。10,Morison公式中的拖曳系數CD的物理意義是什么,其數值主要與哪些因素有關?答:物理意義:CD是表征構件拖曳力大小的一個無因次量,反映阻尼對相對構件的影響。它與物體截面的形狀、表面粗糙度,雷諾數和物體上海洋生物的附著程度有關。11,在計算船底外板的局部彎曲正應力與穩定時,對板的邊界條件取法有何不同?答:局部彎曲正應力:四邊剛性固定板;穩定性:四邊自由支持板。12,船體板的失穩不同于“孤立板”,其主要特點表現在哪些方面?答:失穩前,船體板中壓力是均勻分布的;失穩后,板仍能繼續工

51、作,與孤立板不同的是船體板的剛性邊界將阻止失穩板的自由趨近,板中壓力重新分布,出現剛性區和柔性區。13,為什么船體板的臨界應力可以簡單地取為歐拉應力,而不做非彈性修正?答:當E(歐拉應力)超出彈性范圍時,如計及非彈性修正,會使CR下降;而板上的骨材起到剛性支持的作用,又會使CR增加。考慮這兩方面的影響,二者相互抵消,不做修正。14,為什么船體總縱強度校核內容需要包括極限彎矩?船體中剖面的極限彎矩主要與哪些因素有關?答:船體結構除保證正常航行狀態中具有足夠的強度外,對某種以外情況也應有一定的強度儲備。而且,船舶可能遇到的意外情況是多種多樣的,如擱淺、碰撞等,這些情況下計算狀態的外力難以確定,因為

52、需要用船體剖面中的極限彎矩來估算船體所需要的過載能力。船體中剖面的極限彎矩與船體材料的屈服極限s和極限彎矩作用下的船剖面模數WS有關。MJ=SWS15,計算船體不同部位縱骨的臨界應力CR時,究竟是采用“簡單板架”還是“單跨壓桿”的力學模型主要取決于什么因素?答:主要取決于支持縱骨的橫向構件的剛度是否達到臨界剛度。若達到,取“單跨壓桿”;若沒有達到,取“簡單板架”。16,若船體總縱強度滿足要求,能否保證其局部強度也自然滿足?為什么局部強度計算的應力不與總縱強度計算中的應力(1234)相迭加?答:不能。局部強度計算的區域、載荷、邊界條件與總縱強度的不同,他們力的方向也可能不同,所以不能進行迭加。1

53、7,在船體橫艙壁上加設的支條通常取作垂向布置,其主要目的是什么?答:與上下縱骨相連,有利于甲板和船底垂向力的傳遞。18,自升式平臺的結構主要由哪幾部分組成,該平臺結構的薄弱環節是什么?答:平臺主體、樁腿、升降機構。樁腿最薄弱。19分析自升式鉆井平臺在正常作業和托航等不同工況下,所受環境載荷的差異?答:著底工況下:重力、風力、波浪力、潮流力、地基反力;托航工況下:重力、浮力、波浪力、慣性力、樁腿根部固樁處有很大的動彎矩作用。20,根據什么原則將海洋工程結構物劃分為大尺度構件和小尺度構件,它們所受的波浪載荷成分有何不同?答:按特征尺度D和波長之比。當D/0.2時,為小尺度構件,以拖曳力、慣性力為主

54、;當D/0.2時,為大尺度構件,以繞射力、慣性力為主。21,依據“建造規范”與依據“強度規范”設計船體結構的方法有什么不同?它們各自有何優缺點?答:按“建造規范”法設計:根據船型、船級、主尺度等已知條件,通過查規范,確定結構型式、總布置、構件尺寸;其優缺點是:簡便、安全,但不易反映新技術、新材料、新船型。按“強度規范”法設計時分兩種直接設計:由Mmax/= 確定構件尺寸,間接計算:首先選取構件尺寸,得出max=Mmax/,再將max與相比較,進而修改構件的尺寸;其優缺點有:合理、可以反映船的具體特點,但計算工作量大,設計周期長。22,船體總縱強度的校核通常包括哪三項主要內容?答:總合正應力總合

55、max總合彎曲剪應力極限彎矩MjM計23,舉例說明船體結構中什么是縱向構件,什么是橫向構件?它們對船體總縱強度的貢獻有何不同?答:構件長邊平行與船長方向的稱為縱向構件,如,縱桁、縱艙壁、縱骨、外板、甲板板等。它們承受總縱彎曲正應力。構件長邊垂直于船長方向的稱為橫向構件,如橫艙壁、肋骨、肋板、橫梁等。它們主要起著保證船體剛度的作用。24,在船體橫剖面內,最大的總縱彎曲正應力與剪應力分別發生在何處?答:最大的總縱彎曲正應力:距中性軸最遠處;最大的剪應力:中性軸處。25,簡述關于上層建筑參與總縱彎曲計算的“組合桿”理論的基本原理。通常在什么情況下需要采用這一理論?答:基本原理:上建與主體作為兩根不同

56、的梁,各自遵循“平斷面”假設,且彼此滿足變形協調條件。在計算上建應力分布時,可先按其完全參與總彎曲計算,若不滿足強度條件,可按組合理論計算,這樣偏于安全。26,舉例說明:在船體結構的局部強度計算中,如何應用“相對剛度分析”來合理的簡化計算構件的邊界條件?答:支持構件的剛度小于被支持構件的剛度時,按自由支持計算;支持構件的剛度大于被支持構件的剛度時,按剛性固定端計算。如肋骨和肋板的自由自持,肋骨和甲板的剛性固定。27,如果需要在船體甲板上開一個尺寸一定的矩形孔,那么可以考慮采取哪些措施來降低應力集中?答:在直角處采用較大圓弧;使矩形長邊沿船長方向;在艙口附近增加板厚;采用高強度材料。28.在海洋平

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