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绪论船舶静力学是研究船舶航海性能的科学，是船舶设计与制造专业的一门重要专业技术基础课程，本学科要求有《高等数学》、《材料力学》、《理论力学》、《流体力学》等学科作为基础，也是今后学习《船舶强度与结构规范设计》、《船舶设计原理》、《造船工艺学》等课程的基础，因此要求同学们重视这门课的学习。
本课程包括六章。
其中第六章船舶的下水计算因在造船工艺学有阐述故在船舶静力学中不加以阐述。
第二、三、四章是重点章节。
通过本课程的学习，学生应对船舶浮性、稳性、抗沉性有一个全面的了解，在船舶设计时保证船舶具有合理的浮态（船舶在静水中的平衡状态，参数有吃水d、横倾角θ以及纵倾角ψ）和足够的稳性和抗沉性，同时学生应掌握衡量船舶稳性、浮性、抗沉性各种指标及其计算方法，能在设计时提供各种必要的计算说明书和曲线等数据。
一、船舶原理的内容船舶原理是研究船舶航海性能的科学。
（1）浮性——船舶在一定的装载情况下浮于一定水面位臵的能力（保持平衡位臵能力）。
（2）稳性——船舶在外力作用下，船舶发生倾斜而不致倾覆，当外力的作用消失后，仍能回到原来的平衡位臵的能力。
（3）抗沉性——当船体破损，海水进入舱室，船舶仍能保持一定的浮性和稳性而不致沉没和倾覆的能力。
（4）船舶快速性（速航性）——船舶尽可能消耗低的功率而达到一定航速的能力，包括船舶阻力与推进两部分，前者研究船舶在航行过程所遭受的各种阻力。
后者是研究克服阻力的推进器及其与船体间的相互作用（推力减额和伴流分数）。
（5）适航性（或称耐波性）——船舶在风流情况下的运动性能，主要研究船舶的横摇（rolling）、纵摇(pithing)、升沉等习惯上称为摇荡（摇摆、振荡）（6）操纵性——包括航向稳定性和船舶机动性(航向稳定性和船舶机动性是相互制约的，对船体的要求也是相互制约的)是按照驾驶员的意图保持原定航向和改变航向的能力。
船舶原理=船舶静力学+船舶动力学船舶静力学是以流体静力学为基础，研究船舶在不同条件下的浮性、稳性、抗沉性等问题。
一、某船一水线半宽如下，站间距L ∆＝7米，试用梯形法列表计算水线面面积W A ，漂心坐标f x 。
答：由梯形法列表计算：二、试述如何衡量初稳性和大倾角稳性的优劣，初稳性和大倾角稳性之间有何异同。
（10分） 二者的关联：静稳性曲线在原点处斜率为稳心高三、分别绘图并说明如何应用静稳性曲线及动稳性曲线，确定船舶在风浪联合作用下，所达到的动横倾角，以及船舶所能承受的最大风倾力矩和极限动倾角。
（20分） 答：设舰艇受到的外力矩（如风倾力矩）为f M ，如图3.19，在静稳性曲线上，作水平线AD ，使f M OA =，并移动垂线CD 使BCD OAB S S =，即可确定动横倾角d φ。
但是，由于要凑得两块面积相等，实际操作比较麻烦，故通常直接应用动稳性曲线来确定d φ。
φM R (l)o BA CφdoT R (ld )φM fDM fm a x φd57.3o M fM fm a xφd m a x φd m a x C 'A 'B 'D 'NC 1D 1图1 静、动稳性曲线的应用横倾力矩fM所作的功为 φφd M T f f ⎰=0由于fM为常数，所以fT 为一直线，其斜率为fM，故当1=φ弧度＝53.3°时，ff M T =。
因此，在动稳性曲线上的横坐标=φ°处作一垂线，并量取f M得N 点，连接ON ，则直线ON 即为f T 随φ而变的规律。
fT 与TR 两曲线的交点C1表示横倾力矩fM所作的功与复原力矩MR 所作的功相等。
与C1点相对应的倾角即为d φ。
潜艇所能承受的最大风倾力矩max f M（或力臂m ax f l）在静稳性曲线图上，如图1所示，如增大倾斜力矩f M ，则垂线CD 将向右移，当D 点达到下降段上的D ‘位置时,'''''D C B B OA S S =,如倾斜力矩f M 再增大,复原力矩所作的功不能与倾斜力矩所作的功相等，所以，这时的倾斜力矩即为所求的最大倾斜力矩max f M （或力臂m ax f l ），D ‘点相对应的倾角称为极限动横倾角m ax d φ。
船舶静力学考研真题船舶静力学是船舶与水的力学相互作用的研究，是船舶工程领域中的重要分支。
本文将通过一道船舶静力学考研真题，来探讨船舶静力学的相关知识。
一、题目描述某船舶的重心高度为G=12m，初始浮心高度为B=14m，船体折割点偏心量为e=1.6m。
当此船停泊在一水深为H=20m的水上时，请计算此时船舶是否会发生侧翻。
二、问题分析在本题中，我们需要计算船舶是否会发生侧翻，即判断船舶的倾覆稳定性。
船舶的倾覆稳定性受到重力和浮力的相互作用影响，需要通过计算浮力和重力的力矩来判断。
三、计算过程1. 确定水面与船体折割点间的距离：h = H - e = 20m - 1.6m = 18.4m。
2. 计算重力矩：Mg = G * Tg，其中Tg为船舶总重力。
3. 计算浮力矩：Mf = B * Tf，其中Tf为船舶的浮力。
4. 判断船舶是否会发生侧翻：- 若Mf > Mg，则船舶不会发生侧翻，稳定。
- 若Mf <= Mg，则船舶会发生侧翻，不稳定。
四、计算结果1. 计算重力矩：- 船舶总重力Tg = m * g，其中m为船舶的质量，g为重力加速度。
- 假设船舶的质量为100吨，则m = 100 * 1000 kg。
根据题目中给出的重心高度G=12m，计算得到：- Mg = G * Tg = 12m * 100 * 1000 kg * 9.8 m/s^2。
2. 计算浮力矩：- 船舶的浮力Tf = V * ρ * g，其中V为船舶的体积，ρ为水的密度。
由于题目未给出具体船舶形状和尺寸，故无法准确计算船舶的体积。
因此，我们假设船舶的体积为1000立方米。
同时，水的密度ρ = 1000 kg/m^3。
根据题目中给出的初始浮心高度B=14m，计算得到：- Mf = B * Tf = 14m * 1000 m^3 * 1000 kg/m^3 * 9.8 m/s^2。
3. 判断船舶是否会发生侧翻：- 若Mf > Mg，则船舶不会发生侧翻，稳定。
五、分别绘图并说明如何应用静稳性曲线及动稳性曲线，确定船舶在风浪联合作用下，所达到的动横倾角，以及船舶所能承受的最大风倾力矩和极限动倾角。
答案：设舰艇受到的外力矩（如风倾力矩）为f M ，如图3.19，在静稳性曲线上，作水平线AD ，使f M OA =，并移动垂线CD 使BCD OAB S S =，即可确定动横倾角d φ。
但是，由于要凑得两块面积相等，实际操作比较麻烦，故通常直接应用动稳性曲线来确定d φ。
φM R (l)o BACφdoT R (ld )φM fDM fm a x φd57.3oM fM fm a xφd m a xφd m a x C 'A 'B 'D 'NC 1D 1图1 静、动稳性曲线的应用横倾力矩fM 所作的功为 φφd M T f f ⎰=0 由于f M 为常数，所以f T 为一直线，其斜率为f M，故当1=φ弧度＝53.3°时，ff M T =。
因此，在动稳性曲线上的横坐标=φ57.3°处作一垂线，并量取f M 得N 点，连接ON ，则直线ON 即为f T 随φ而变的规律。
f T与TR 两曲线的交点C1表示横倾力矩f M所作的功与复原力矩MR 所作的功相等。
与C1点相对应的倾角即为d φ。
潜艇所能承受的最大风倾力矩max f M （或力臂max f l）在静稳性曲线图上，如图1所示，如增大倾斜力矩f M ，则垂线CD 将向右移，当D 点达到下降段上的D ‘位置时,'''''D C B B O A S S =,如倾斜力矩f M 再增大,复原力矩所作的功不能与倾斜力矩所作的功相等，所以，这时的倾斜力矩即为所求的最大倾斜力矩max f M （或力臂max f l ），D ‘点相对应的倾角称为极限动横倾角max d φ。
在动稳性曲线图上，过O 点作与动稳性曲线相切的切线1OD ，此直线表示最大倾斜力矩max f M 所作的功，直线1OD 在=φ57.3°处的纵坐标便是所求的最大倾斜力矩max f M （或力臂max f l ），切点D 1对应的倾角便是极限动横倾角max d 。
船体强度与结构设计------第二次大作业班级：姓名：学号：题目：图示为某船舶横剖面结构示意图。
请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为9.0×107N ·m ，考虑折减系数计算总纵弯矩应力。
解答： 一、计算依据 1、计算载荷计算弯矩 79.010m M N =⨯⋅2、船体材料计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限=235aY MP σ3、许用应力（1）总纵弯曲许用应力[]0.5Yσσ=(2)总纵弯曲与板架局部玩去合成应力的许用应力：在板架跨中 12[+]0.65Y σσσ= 在横仓壁处 12[+]Y σσσ=二、总纵弯曲正应力计算1、总纵弯曲正应力第一次近似计算肋骨剖面计算简图如题图所示。
将图中个强力构件编号并将其尺寸填入表中。
船体剖面要素及第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。
在计算中，参考轴取在基线处。
利用上表中的数据可得第一次近似中和轴距参考轴的距离为：=2748.361702.81=1.614m ∆÷所以，第一次近似中和轴距基线的距离为1.614m 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为：222=2(9951.42138.512748.361702.81)11308.1cm m I ⨯+-÷=⋅剖面上各构件的应力为：'i i =/100M Z Iσ 式中'i i Z Z =-∆ 2、临界压力计算由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。
纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算：210076()cr t bσ=3、船体总纵弯曲应力第二次近似计算（1）剖面折减系数计算已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件criσϕβσ=式中 cr σ——板格的临界应力i σ——与所计算的板在同一水平线上的刚性构件总纵弯曲压应力的绝对值β——系数，275btβ=-，若1β>，则取1β= b ——纵骨间距 计算结果见下表：（2）总纵弯曲应力第二次近似计算由上表知本船在波谷位置时，甲板板发生折减。
