船体强度_第一章_外载荷计算.ppt

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1、第一章船体外载荷计算概述一、计算模型（船体梁响应）船在静水中处于平衡位置时，必需满足两个条件：作用在船体上的浮力等于船的重量；重心和浮心在同一铅垂线上。二、求解思路船舶在波浪上的变形特征与受力静置：1）船舶与波浪相对速度为零；2）船体重力和浮力处于平衡状态。1、船舶在波浪上的受力与变形特征2、计算工况：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港（10%消耗品）3、船体产生弯矩和剪力的原因4、船体断面弯矩的组成：静水弯矩+波浪附加弯矩中垂变形(sagging)中拱变形(hogging)船体受负弯矩作用，中部的浮力小于重力，首尾部的浮力大于重力；船舶上甲板受压，船底受拉，发生中部下垂

2、的变形。船体受正弯矩作用，中部的浮力大于重力，首尾部的浮力小于重力；船舶上甲板受拉，船底受压，发生中部上拱的变形。计算原理总纵弯曲应力计算的基本原理:根据材料力学中的柏努利梁理论,计算船体梁的总纵弯曲应力。根据材料力学的理论，受弯曲梁中应力按下式计算：式中：M计算剖面的总纵弯矩I剖面惯性矩Z距离中和轴的距离静水弯矩计算计算原理基本计算公式3、负荷曲线（Loadcurve）5、弯矩曲线（Bendingmomentcurve）4、剪力曲线（Shearcurve）1、重量曲线（Weightcurve）2、浮力曲线（Buoyancycurve）5t5tdXXOBACDOBACDOBA

3、CD0.5t/m1t/m2.5t-2.5t12.5t.m-0.5t/m0.5t/m结论剪力最大值Nmax：弯矩最大值Mmax：XOBACD2.5t-2.5t12.5t.m0.5t/m位于距首尾L/4剖面的中和轴处；位于船中剖面的上甲板处。位于距首尾L/4的剖面处；位于船中剖面处。剪应力最大值τmax：弯曲应力最大值σmax：§1-1重力分布曲线一、重力分布曲线的绘制方法??船舶在某一计算状态下(一般为正常排水量状态)，描述全船重力沿船长分布状况的曲线，称为重力分布曲线。其纵坐标表示船体梁单位长度上重力分布值，即作用于单位长度上的重力值。重量曲线的物理意义：面积等于全船重量，形

4、心为船舶重心。绘制重力分布曲线时，必须要有表明各项重力及其重心位置的重力、重心明细表以及确定各项重力纵向分布范围的船体纵中剖面图，简称重力、重心资料。绘制重力分布曲线的方法-将船舶的各项重力按静力等效原则分布在相应的船长范围内，再逐项叠加即可得重力分布曲线。(1)保持重量的大小不变，要使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量。（2）保持重量重心的纵向坐标不变，要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等。（3）近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。?手工计算时，通常将船舶重力按20个理论站距分布(民船的理论站号从船艉至船艏，军船则是从船艏

5、至船艉编排)。??每个理论站距内的重力可以认为均匀分布，从而作出阶梯形重力分布曲线，并以此来代替真实的重力分布曲线。二、重力分类(一)按变动情况来分①不变重力-即空船重力，包括：船体结构、舾装、设备、机电设备等各项固定重力。②变动重力-即装载重力，包括：货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重力。(二)按分布范围来分①总体性重力-即沿船体梁全长分布的重力，通常包括：主体结构、油漆、索具等各项重力。②局部性重力-即沿船长某一区段分布的重力，通常包括：货物、燃油、淡水、粮食、机电设备、舾装设备等各项重力。在实际重力分布曲线计算过程中，首先确定计算状态（也就是确定变动重力)，

6、再按总体性重力和局部性重力分别计算各理论站的重力分布，最后合成总的重力分布曲线三、总体性重力的分布--梯形法??确定船体结构重力分布是绘制重力曲线的主要项目之一。其常常在详细设计完成之前就需要完成，此时只需确定总的重力和重心的纵向坐标。一些船舶往往舯部丰满、两端尖瘦，且舯部具有平行中体，所以可以将船体和舾装重力近似地用下图曲线表示，即平行舯体部分用均匀的重力分布，而两端部分用两个梯形分布(通常为简化计算，3部分的长度均为船长的1/3)。??根据统计资料，对瘦形船舶，b=1.195，，于是由式（1-7）求得：对肥形船，b＝1.174，于是由式（1--7）求得：四、局部性重力的分

7、配方法(一)分布在2个理论站距内的重力(二)分布在分布在3个理论站距内的重力(三)艏、艉理论站外的重力浮力曲线船舶在静水中的某一计算状态下(一般为正常排水量状态)，描述浮力沿船长分布状况的曲线称为静水浮力曲线。浮力曲线的纵坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力值，其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力B，该面积的形心纵向坐标即为浮心的纵向位置xb通常根据邦戎曲线来绘制浮力曲线。为此，首先应进行静水平衡浮态计算，以确定船舶在静水中的艏、艉吃水。纵倾调整方法：解析法和逐步近似法。调整船舶在静水中的纵倾