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第一章补充例题和课外练习题：矩形船正浮时弯矩曲线的计算与绘制等

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1-6 某长方形浮码头长20m、宽5m、深3m，空载时吃水为1m（淡水）。

当中部8m范围内承受均布载荷时，吃水增加到2m，假定船体质量沿船长均匀分布，试作出该载荷条件下的重量曲线、浮力曲线、载荷曲线、静水剪力曲线和弯矩曲线，并求出最大剪力与最大弯矩值。

1-7 某矩形船长为l ，静浮于水中，其自重均匀分布的集度为a ，在船中4米长的范围内均布的重量为P 。

请画出该船在这种载况下的重量曲线、浮力曲线和载荷曲线，并在此基础上通过计算，画出剪力和弯矩曲线。

（先看懂1-6，再做1-7）
将集中载荷在相应的范围内转化为梯形分布的方法
根据转化前后重量相等，重心位置相同的原则，有：
1-8 某35000吨散货船在满载装煤出港的载况下，第一货舱重量单元的重量为55110kN，重心距船中120号肋位69.7m，分布范围的起止肋位号是#193～ # 227 ，肋距s =700mm。

请在该范围内用梯形重量分布代替实际重量分布。

解：作梯形分布的计算模型示意图如图：
根据静力等效原则有：
⎪⎩⎪⎨⎧=××=−=−=×−×=−==−−==−=−=)
(62291-8
.236.1838.23551102)13(2()(1598)8.236.1832(8.23551102)32(28.231.519.746.181.517.6921
121kN/m l a l P q kN/m l a l P q m x x l m x x a g ）（与图示方向相反）解得：
令。

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船舶静力学习题

船舶静力学习题

第一部分船体形状及近似计算1-1已知某船的吃水为4.2m，该吃水处的水线沿船长分为10等分，其坐标间距l=3.5m，自首向尾的纵坐标值（半宽，m）分别为：0、3.30、5.30、5.90、5.90、5.90、5.90、5.85、5.22、3.66和1.03。

试分别用梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m时所围的面积。

并比较两种近似法求其水线面积和漂心坐标。

1-2 某计算曲线的被积函数为y=x5+2x4+3x3+4，取横坐标分别为x1=0、x2=1、x3=2、x4=3、x5=4m。

试分别用定积分、梯形法和辛普生法求出该曲线下x=0至x=4m 之间所围成的面积。

并比较两种近似法则的相对误差。

1-3 某船中横剖面的半宽坐标，自基线起向上分别为0、2.43、5.23、6.28、6.60、6.75和6.80m。

两半宽坐标间的垂向间距为1m。

试用辛普生法求中横剖面的面积。

1-4 5000t货船各水线面面积如表1所示。

1-5 沿海客货船各水线的水线面积如表2所示。

第二部分浮性2-1 计算如图所示浮船坞水线面的有效面积对倾斜轴xx和yy之惯性矩。

已知坞长L=75.0m，坞宽B=21.0m，b=2.20.2-2 某挖泥船的水线面如图所示，该水线面的几何要素为：L=30m，B=8.2m，l=12m，b=1.5m，l1=2m，l2=1.5m，b1=1.2m，b2=1.5m。

求该水线面面积Aw及形心坐标xB，yB。

2-3 某船水线长L=100m，在正浮状态时，各站号的横剖面面积如下表所列：（1）以适当比例画出该船的横剖面面积曲线；（2）用梯形法和辛氏第一法按表格计算排水体积▽，用梯形法和辛氏第一法按表格计算浮心纵向坐标Xb；（3）求纵向棱形系数Cp。

2-4 某海船中横剖面是长方形。

各水线长均为128m，最大宽度为15.2m，每隔1.22m由上而下各水线面面积系数是：0.80,0.78,0.72,0.62,0.24和0.04。

船舶结构力学课程习题集答案

船舶结构力学课程习题集答案

目录第1章绪论 (2)第2章单跨梁的弯曲理论 (2)第３章杆件的扭转理论 (15)第４章力法 (17)第5章位移法 (28)第6章能量法 (41)第7章矩阵法 (56)第9章矩形板的弯曲理论 (69)第10章杆和板的稳定性 (75)第1章绪论１．１题１）承受总纵弯曲构件：连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中和轴的纵向连续构件（舷侧列板等）２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙骨等１．２题甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向作用）舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论２.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)１）图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中：3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++，'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩２）3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图３）333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图２.２题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEI333321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI⎡⎤⎛⎫=-++=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b) 2'292(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI-=+++=2220.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI-+=⨯ 2291()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EIθ-=+-+=2220.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI---=⨯ ()()()2222133311121333363l l p l l v m m EIl EI ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭⎡⎤=----+ ⎪⎣⎦⎝⎭ =2372430pl EIc) ()44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI =-=()23233'11116(0)962416683612lq l ql plqlql v EI EI EIEIEI ⎡⎤=--=--=⎢⎥⎣⎦d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1）()32212120624452313120Ml ql l l Mlq q EI EI EI EI q l M θ⎡⎤=---+=⎢⎥⎣⎦∴=右2）32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图 3000()6N x v x v x EIθ=++，()00v A p N =-300()6x v x Ap x A N EI θ⎛⎫∴=++- ⎪⎝⎭如图2.4， ()()0v l v l '==由得300200200060263l Ap l A N EI l N EI pl Ap l EI pN θθθ⎫⎛⎫++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎬⎪+=⎪⎭⎧-==-⎪⎨⎪=⎩解出3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭图2.42.6图()()()()()()()2300122300012120001221223121212260,42026622M x N x v x x EI EIv l v l M l N l EI EI M l l l EI EIEI M l N l N l EI EI x x v x x l l θθθθθθθθθθθθθθ=++'==⎫⎧=--++=⎪⎪⎪⎪⎬⎨⎪⎪=+++=⎪⎪⎩⎭++∴=++由得解得 2.5题2.5图：（剪力弯矩图如２．５）()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EI θ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16Apab b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦， 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得：()16312pl pl M ==2.7图：（剪力弯矩图如２．６）341113422244440.052405021005112384240100572933844009600l ql ql v A R EI EI l ql ql v A R EI EIl qlql v EI EI ql ql EI EI==⋅===⋅=⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫=+=⎪⎝⎭ 图２．６()()3331233312111202424401007511117242440100300v v ql ql ql EI l EI EIv v ql ql qll EI l EI EIθθ-⎛⎫=-=-+=⎪⎝⎭--⎛⎫=--=--+=⎪⎝⎭ 2.8图（剪力弯矩图如２．７）()2221401112124,,0,11,82411118243212121248243,82864AA Qa b M A K l Q qa a l b A K ql ql M ql qlql R ql v AR EIα⎡⎤⎛⎫=⋅++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦======++==⨯⨯⨯+==-===由,代入得图２．７442433032355238412816384111(0)246246448192()6488l qlql Ml ql v EI EI EI EI v ql Ml ql EI l EI EI ql EIl ql ql l M EI EI θθα⎛⎫∴=+-=⎪⎝⎭⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭=-=-=-⋅=2.6题. []1max2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s ssd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EIqx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组：解出：a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形：212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆=⎪⎝⎭令 321011322162(0)(0)()62()2sii i i j i i j s jjEIax bx v cx d ax GA v d v v c al bl EIv l l al GA al v l bl θθθθθ=+++-=∆∴==∆⎫⎪⎬'=∴=⎪⎭⎫=∆∴+++∆-=∆⎪⎪⎬⎪'=∴+=⎪⎭而由由由()()()2213121i j j i i j a l l b l l l θθθβθθθθβ⎧∆⎡⎤=+-⎪⎣⎦+⎪⎨-⎪∆=-+-⎪+⎩解出 ()()()()()()()()()()()()1121(0)(0)62416642162(0)(0)1()(0)()()4261j i i j i j i j j i j i EI M EIv EIb l l EI l l l EI N EIv EIa l l N l N EI M l EIv l EI b al l l βθβθββθβθβθθββθβθβ∆⎡⎤''∴===+--+⎢⎥+⎣⎦⎡⎤=-∆-∆+++-+⎢⎥+⎣⎦⎧⎡⎤''===+-∆-∆⎪⎢⎥+⎣⎦⎪⎪=⎨⎪∆⎡⎤⎪''==+=++--⎢⎥+⎪⎣⎦⎩令上述结0i j ∆=∆=∆果中，即同书中特例2.8题 已知：20375225, 1.8,751050kgl cm t cm s cm cm σ=⨯====1025100.7576.875kgq hscmγ==⨯⨯=形心至球心表面1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维321186105.94433.5219.86t I y e cm w cm y =+=∴===()322186101449.45.941740.3666100.988,()0.980Iw c m y u x u u ϕ======== ()()()222212012020176.8752250.988320424.1212176.8752250.980158915)242415891510501416433.53204241050127114503204241050378433.5q l M x u k g c m q lM u k g c m M kg cm w M kg cm w M kg w ϕσσσσσσ==⨯⨯==-=-⨯⨯⨯=-=+=+==+=+==+=+=中中球头中板固端球头端（2max 21416kg cm cm σ⎫⎪⎪⎪⎪∴=⎬⎪⎪⎪⎪⎭若不计轴向力影响，则令u=0重复上述计算：222max 0176.875225241050142424433.5142414160.56%1424ql kg w cm σσσ⨯==+=+=⨯-=球头中相对误差：结论：轴向力对弯曲应力的影响可忽略不及计。

船舶结构力学课后题答案上海交大版

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s目录第1章绪论1第2章单跨梁的弯曲理论2第３章杆件的扭转理论6第４章力法8第5章位移法10第6章能量法20第7章矩阵法28第9章矩形板的弯曲理论32第10章杆和板的稳定性35第1章绪论１．１题１〕承受总纵弯曲构件：连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中和轴的纵向连续构件〔舷侧列板等〕２〕承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨３〕承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等４〕承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙骨等１．２题甲板板：纵横力〔总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向作用〕舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力第2章单跨梁的弯曲理论２.1题设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x)１〕图2.1333 2334243()()()424 ()26666l l ll l lp x p x p x M x N xv xEI EI EI EI EI---=++++原点在跨中：3230111104()4()266llp xM x N xv x vEI EI EI-=+++，'11'11()0()022(0)0(0)2l lv vpv N⎧==⎪⎨⎪==⎩２〕3323()3 2.2()266llp xN xMxv x xEI EI EIθ-=+++图３〕333002()2 2.3()666xx x llp xN x qx dxv x xEI EI EIθ-=++-⎰图２.２题a)33111311131(3)(2)616444641624 pp ppl plv v vEI EI⎡⎤⎡⎤=+=⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=3512plEIb)2'292(0)(1)3366Ml Ml PlvEI EI EI-=+++=2220.157316206327Pl Pl PlEIEI EI-+=⨯=2220.1410716206327Pl Pl PlEIEI EI---=⨯=2372430plEIc) ()44475321927682304qlql qllvEI EI EI=-=d)2.1图、2.2图和2.3图的弯矩图与剪力图如图2.1、图2.2和图2.3图2.1图2.2图2.32.3题1〕2〕32101732418026q l Ml l l Ml lq EI EI EIEI θ⎡⎤=-++-⎢⎥⎣⎦=3311117131824360612080q l q l EI EI⎛⎫-++-=-⎪⨯⎝⎭ 2.4 题2.5图3000()6N x v x v x EIθ=++，()00v A p N =-如图2.4， ()()0v l v l '==由得3333()1922pl x x v x EI l l ⎛⎫∴=-+ ⎪⎝⎭ 图2.42.5题2.5图：〔剪力弯矩图如２．５〕()132023330222002332396522161848144069186pl Mp pR p ll p pl v AR EI EI v l Mlpl pl pl v EI EI EI EI v Ml pl pl pl v l EI EI EI EIθ-∴==-===⋅=⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭-'==--=-=-()16A pa b b M A l K l ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦， 图2.5 111,0,6632A l a l b A K ====+=将代入得：()16312pl pl M ==2.7图：〔剪力弯矩图如２．６〕图２．６2.8图〔剪力弯矩图如２．７〕图２．７2.6题.[]1max 2max 2113212132142.()()62()()62()()242(0)sN EIv s sss s N dv dx dx dx GGA N EI v dx v C GA GA EI ax bx v v v f x cx d f x ax b C GA EI EIax bx f x f x c a x d GA GA qx qx f x f x EI EIv v τγ'''====-''=−−−→-+⎡⎤''∴=+=++++-+++⎢⎥⎣⎦⎛⎫''=-+++-+ ⎪⎝⎭''==''=⎰式中由于11142323432342(0)00()()00242602,224()241222425()23848s s s s sd b v l v l ql EI ql al EI c a l EI GA EIGA qlal EIql ql c EI EI qx qlx qx qx qlv x x EI EI GA EI GA l ql ql v EI GA ===''==⎧⎛⎫-++-=⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪+=⎪⎩=⎛⎫∴=--++⎪⎝⎭∴=+可得出由得方程组：解出：a=2.7.题先推广到两端有位移,,,i i j j θθ∆∆情形：212,i j s EI GA l β⎛⎫∆=∆-∆= ⎪⎝⎭令 2.8题 ：20375225,1.8,751050kgl cm t cm s cm cm σ=⨯====面积2cm 距参考轴cm面积距 3cm惯性矩 4cm自惯性矩4cm外板1.845⨯ 81 0 0 0 (21.87)略 球扁钢O N 24a38.75 9430.2 2232 ∑119.8 15.6 604.5 9430.22253.9ABC=11662224604.55.04116628610119.8BBe cm I C cm AA===-=-=275 1.838.75174min ,4555A cm l lI be s cm=⨯+=⎧⎫===⎨⎬⎩⎭计算外力时面积计算时，带板1〕.计算组合剖面要素：形心至球心外表1240.9 5.0419.862t y h e cm =+-=+-=形心至最外板纤维假设不计轴向力影响，那么令u=0重复上述计算： 2.9.题 解得： 2.10题 2.11题 图２．１２0 2.12题1〕先计算剖面参数：图２．８ａ2422u u P P l δδδ⎛⎫⋅⎛⎫ ⎪⋅+= ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭p M图２．８ｂ2.13补充题剪切对弯曲影响补充题，求图示构造剪切影响下的v(x)解：可直接利用 2.14. 补充题试用静力法及破坏机构法求右图示机构的极限载荷p ，梁的极限弯矩为p M 〔20分〕 〔1983年华中研究生入学试题〕 解： 1〕用静力法：〔如图２．９〕由对称性知首先固端和中间支座到达塑性铰，再加力u p p →，当p 作用点处也形成塑性铰时构造到达极限状态。

完整版本船体结构与制图习题含答案

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习题一1．船舶按其用途分为哪些种？运输船，工程船，渔业船，港务船，战斗舰艇，大海检查船，协助舰艇2．运输船舶有哪些种类？3．杂货船、散货船、集装箱船、油船各有什么特色？杂货船是一种载运包装、袋装、桶装的一般杂物船，多半为不按期的货船。

它都为单螺旋桨船，拥有 2~3 层甲板和双层底。

杂货船货舱的数目视船的大小而定大型杂货船有货舱4~6 个。

散货船是特意装运谷物、煤和矿砂船德国散货的船舶。

假如散货船的货源充分，装载量大，可用大抓斗、吸粮机、装煤机和皮带输送机等装卸货物。

它比杂货船的装卸速度快，运输效率高。

散货船都为单价板双基层的尾机型船，货舱口比杂货船宽大。

集装箱船是装载规格一致的标准货箱的货船，所以没有一般杂货船装载货物的弊端。

集装箱船适合于航线长，转口多，联运方便的港口。

集装箱船的特色是货舱内河甲板上堆装规格一致的标准货箱，货舱口宽而长，多半依赖港口专用的期货机装卸，少量也与自带起货装置的。

油船是装运石油产品的液体货舱，油船对防火防爆的要求特别高，是有分别装在各个油密的货舱内，一口油泵和输油管进行装卸。

油船都为单层甲板单层底的尾机型船。

油船的干舷较小，满载时甲板凑近水面，简单上浪，设有从尾楼至桥楼或首楼的步桥供海员安全经过。

4．船体遇到哪些外力的作用？会产生哪些变形？应具备哪几种强度？外力作用：船体的总纵曲折和作用在船体上的局部载荷和其余受力状况。

产生横向、纵向以及局部形变应具备总纵强度、横向强度、局部强度、扭转强度。

5．船体机构骨架形式有哪几种?各有什么特色？分别合用于哪些船舶？纵骨架式横骨架式混淆骨架式纵骨架式 :板格的长边眼船长方向，短边缘船宽方向，纵向骨材的间距小而横向衍材的间距大，它的长处是多半骨材纵向部署，骨材参加船梁抵挡向曲折的有效面积，提升了船梁的纵向抗弯能力，增添了船体的总纵强度。

而且因为纵向骨材部署较密，能够提升板对总纵弯曲压缩力的稳固性。

因此相应地能够减少板的厚度，减少构造的重量。