货运05_航海第5章_强度.ppt

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1、海上货物运输第五章保证满足船舶的强度条件张兢第五章、保证满足船舶的强度条件船体强度：Strengthofship。船体结构在规定外力作用下具有抵抗发生极度变形和损坏的能力。船体强度的分类：总强度：纵向强度、扭转强度、横向强度局部强度§5-1保证满足船舶的纵向强度条件一、船体纵向强度条件概述纵向强度(Longitudinalstrengthofship)船体结构所具有的抵御因重力和浮力沿纵向分布不一致而造成的极度变形或损坏的能力。一、船体纵向强度条件概述1．船体受力及其分布：如图1．船体受力及其分布1）重力沿纵向的分布：重力分布密度函数p（x），→重力分布密度曲线2）浮力沿

2、纵向的分布：浮力分布密度函数b（x），→浮力分布密度曲线3）垂向合外力沿纵向的分布：负荷：单位船长上浮力和重力的差值。f（x）=p(x)–b(x)重力大于浮力，f（x）为（+）；浮力大于重力，f（x）为（-）。一、船体纵向强度条件概述2．横剖面上的切力和弯矩1）切力及其分布曲线：如图2．横剖面上的切力和弯矩切力：Shearforce。通过船体剖面上的连接构件传递的内力。2．横剖面上的切力和弯矩切力分布函数F（x），→切力分布曲线重力大于浮力，F（x）为（+）；浮力大于重力，F（x）为（-）。切力绝对值的最大值一般出现在距船舶首尾¼船长处。2）弯矩及其分布曲线：如图所示2．横剖

3、面上的切力和弯矩弯矩：Bendingmoment。通过船体剖面上的连接构件之间传递的力矩，重力力矩大于浮力力矩时：M（x）为（+）；反之M（x）为（-）。弯矩绝对值的最大值一般出现在船中处。剪力与弯矩实例一、船体纵向强度条件概述3．波浪切力与波浪弯矩波浪切力（Fw）：船舶在波浪中剖面所受的切力与同样装载状态下在静水中的切力的差值。波浪弯矩（Mw）：船舶在波浪中剖面所受的弯矩与同样装载状态下在静水中的弯矩的差值。Fw及Mw的计算方法见有关规范。一、船体纵向强度条件概述4．剪切变形与弯曲变形：1）剪切变形：船体受到切力作用使其构件产生垂向位移的变形。剪切应力：船体构件单位横剖面面

4、积上所受到的切力。某一横剖面上剪切应力的最大值出现在中和平面处。4．剪切变形与弯曲变形2）弯曲变形：船体受到弯矩作用使其纵向构件产生的弯曲变形。弯曲应力：船体构件单位横剖面面积上所受到的弯矩。某一横剖面上弯曲应力的最大值出现在龙骨板或上甲板。剪切变形与弯曲变形4．剪切变形与弯曲变形3)拱垂变形：船体发生的总纵弯曲变形。中拱变形：Hogging当船舶首尾部重力大于浮力而中部浮力大于重力时的船体弯曲变形。此时甲板受拉，船底受压。当波峰在船中时，中拱变形最大。4．剪切变形与弯曲变形中垂变形：Sagging当船舶中部重力大于浮力而首尾部浮力大于重力时的船体弯曲变形。此时甲板受压，船底

5、受拉。当波谷在船中时，中垂变形最大。中拱与中垂纵向变形一、船体纵向强度条件概述5．改善船体强度的策略1）船舶设计建造方面：合理选择结构材料、尺寸和布局。2）货物积载方面：保证货物及其它载重沿纵向分布的合理性。第一节、保证满足船舶的纵向强度条件二、船体纵向强度条件的校核方法：1．许用切力和许用弯矩：船体的总纵强度在我国按照《钢质海船入级与建造规范》的规定进行校核。本科二、船体纵向强度条件的校核方法许用切力：在静水中Qa=f(LBP,B,Cb等)许用弯矩：在静水中Ma=f(LBP,B,Cb等)许用切力和许用弯矩表:船舶资料剖面模数与许用应力σ=M/W(kN/m2)剖面模数W=I/

6、z(m3)剖面模数的概念面积不同W小W大面积相等W小W大校核截面二、船体纵向强度条件的校核方法2．计算并校核各横剖面的静水切力和静水弯矩：静水切力的校核步骤1）计算Qa2）计算船舶的实际静水切力Qs,3)比较：应满足Qs≤Qa二、船体纵向强度条件的校核方法静水弯矩的校核步骤1）计算Ma2）计算船舶的实际静水弯矩Ms=f(LBP,Δ,Cb等)3)比较：应满足Ms≤Ma百分比校核方法静水切力：RSFi=实际切力许用切力静水弯矩：RBMi=实际弯矩许用弯矩RSFi，RBMi<=100%二、船体纵向强度条件的校核方法3．强度曲线图和载荷对船中弯矩许用范围图表1）强度曲线图简介：使用条

7、件：一般干货船；L＜90m或者均匀装载，且可不校核静水切力。强度曲线图纵坐标∑︱PiXi︱为总载重量的各个组成部分对船中所取的力矩的绝对值之和。横坐标为平均型吃水。二、船体纵向强度条件的校核方法4．用经验方法控制船体的总纵变形：方法：按照各货舱容积的大小成正比地分配各货舱的货物的重量。各货舱装货重量的计算公式：（t）调整值约为10Pi%4．用经验方法控制船体的总纵变形在安排货物重量沿船舶纵向分布时，还应考虑的因素：（1）货物装卸过程中（2）中途港装卸货物后（3）油水分布及使用二、船体纵向强度条件的校核方