《船体结构与强度》PPT课件

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1、第三节船体结构与强度一、船体强度的基本概念二、船体结构构件三、船体结构形式四、船体结构五、船体首、尾端结构六、机炉舱结构的加强、基座和轴隧1第一章船舶适航性一、船体强度的基本概念船体强度是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。根据作用于船体上力的性质，船体强度可分为总纵弯曲强度(即纵向强度)、横向强度、局部强度和扭转强度四种。2第一章船舶适航性1.总纵弯曲强度1）船体发生总纵弯曲变形的原因作用在船体上有各种各样力，例如船舶重力、浮力、惯性力、波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运转时的振动力、船舶靠

2、码头和装卸货物时的碰撞力、船舶触礁、搁浅以及进坞时墩木的碰撞力或反作用力等等。在这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种变形或破坏。其中对船体最危险的是由于船舶重力和浮力引起的沿着整个船长方向上发生的总纵弯曲变形和破坏。3第一章船舶适航性1.总纵弯曲强度1）船体发生总纵弯曲变形的原因引起船体结构发生纵向弯曲变形的原因，主要是由于沿船长方向每一点上的重力和浮力分布不均匀造成的。4第一章船舶适航性2）总纵弯曲力矩和剪力船体结构抵抗总纵弯曲力矩和剪力作用的能力称为船体总纵弯曲强度，简称纵向强度。（1)总纵

3、弯曲力矩和剪力由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船体上向上和向下的负荷(单位船长上重力和浮力的差值)，将会产生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用，这种内部之间的相互作用力称为内力。内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内力，称为剪力；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称为弯曲力矩。5第一章船舶适航性2）总纵弯曲力矩和剪力（2)船体总纵弯曲变形的形式船体总纵弯曲变形的形式有中拱和中垂两种。6第一章船舶适航性2）总纵弯曲力矩和剪力

4、（3)最不利的浮力和重力的大小及分布①浮力的大小和分布:当船舶在海上遇到标准波：波的形状为坦谷波，即波峰较陡而波谷平坦，且波长λ等于船长L，波高H等于波长λ的1／20(L≥120m时)或波高等于λ／30+2m(L＜120m时)，船与波的相对位置是波峰位于船中或波谷位于船中时，船舶所受到的浮力分布对船体总纵弯曲强度是最为不利的。②重力的大小和分布:主要决定于船舶的装载状态。在载重分布合理的情况下，船舶满载出港、满载到港、压载出港、压载到港，船舶重力的分布对船体总纵弯曲强度都是不利的分布。如果遇到标准波

5、，则作用在船体上的弯曲力矩和剪力有可能达到最大值。7第一章船舶适航性1)作用在船体上的力：无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地受到各种力的作用，归纳起来主要有：重力、浮力、货物的负载、水压力、波浪冲击力、扭力(如斜浪航行、货载对纵中线左右不对称等)、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。①总纵弯曲力矩：指作用于船体并使其沿船长方向发生弯曲的力矩。由静水总纵弯矩与波浪总纵弯矩两部分叠加而成。静水总纵弯矩：当

6、船舶正浮于静水面上时，从表面上看，重力与浮力大小相等并处于平衡状态，但事实上组成船体各分段的重力与浮力的最终平衡值通常是不相等的。这种重力与浮力沿船长方向的不均匀分布，在产生剪切应力的同时，也产生了总纵弯曲力矩，使船体发生总纵弯曲。弯矩的最大值在船中附近，向首尾端逐渐减小。8第一章船舶适航性波浪总纵弯矩：同样使重力与浮力沿船长方向分布不均匀而产生总纵弯矩。且当波长与船长相等或接近时，该弯矩最为显著，对船体结构的威胁也最大。对尾机型船而言：空载时中拱，满载时中垂。船舶所受的最大剪切应力位于距首尾两端约

7、1/4船长处。②扭转力矩：发生在斜浪航行、货载对纵中线左右不对称时。9第一章船舶适航性（4)总纵弯曲力矩和剪力沿船长方向的分布作用在船体上的总纵弯曲力矩和剪力沿船长方向的分布规律如图1-60所示。10第一章船舶适航性2.横向强度、局部强度和扭转强度1）横向强度船体横向强度：指船体抵抗横向作用力的能力。图1-61横向变形11第一章船舶适航性横向作用力：水的侧压力、横浪引起的横摇→肋骨歪斜。2）局部强度：船体结构抵抗局部外力作用的能力。船体除发生整体结构的变形或破坏外，还会发生仅在局部外力作用下局部结构

8、的变形或破坏。局部作用力：有波浪冲击力、推力、机械震动力、机器与设备的重力及坞墩反力等外力的作用。12第一章船舶适航性2.横向强度、局部强度和扭转强度3）扭转强度扭转强度是指整个船体结构抵抗扭转变形和破坏的能力。当船舶斜置于波浪中，或首尾货舱内的货物堆放在不同的舷侧一边时，以及由于其它原因产生的首尾左右不对称的作用力，都会使船舶所受到的重力和浮力不能对称且均匀地分布，于是会产生扭转力矩，使船体发生扭曲变形.图1-62扭转变形13第一章船舶适航性3.对船体结构的设计与建