船体结构的一般知识.ppt

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1、第二章船体结构的一般知识第二章船体结构的一般知识第一节船体受力与船体强度第二节船体结构用钢材及连接方式第三节船体结构的型式●学习目标知识目标1． 能简单叙述船体结构主要受力及船体强度概念；2． 能简单叙述船体结构用钢材种类及构件连接方式；3． 能正确描述船体结构基本组成及结构形式。能力目标1． 能分析船体总纵弯曲产生的原因及受力较大的部位；2． 能根据船体结构受力情况，确定船体结构采用的形式。船体结构的形式与船体受力情况有很大关系，研究船体受力的目的就是使所设计的船体结构，在外力的作用下，能具有足够的强

2、度和刚性，达到最小的重量，降低建造成本和提高船舶运营的经济性。本章以船体受力及强度为出发点，介绍船体结构基本形式。第二章船体结构的一般知识第一节船体受力与船体强度一、作用在船体上的力二、船体强度概念第二章船体结构的一般知识一、作用在船体上的力船舶从建造、下水、停泊、航行及进坞修理等全部过程中，受到各种外力的作用，这些外力常常会使船体结构产生变形或损坏。船体受力主要有总纵弯曲力、横向载荷和其它局部力。1.船体的总纵弯曲2.作用在船体上的横向载荷3.其它局部受力情况第二章船体结构的一般知识1.船体的总纵弯曲

3、船体的总纵弯曲是指作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲。它由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分迭加而成。第二章船体结构的一般知识（1）船体静水总纵弯曲船舶在静水中受到的外力有船舶及其装载的重力和水的浮力。重力P的方向向下，浮力D的方向向上。重力和浮力在静水中处于平衡状态，即重力和浮力大小相等方向相反，作用在同一铅垂线上，见图1-2-1a）。但对于船体的某一段，重力和浮力的大小并不相等，如图1-2-1b)所示。重力大的一段有下移的趋势，浮力大的一段有上移的趋势。由于船体

4、是一整体结构，各段不可能发生上下移动，在船体结构内必然有内力产生，使船体发生弯曲。当船体中部向上弯曲时，称为中拱弯曲；当船体中部向下弯曲时，称为中垂弯曲。船体弯曲时，在船体内产生弯曲力矩，弯矩的最大值在船体的中部，向首尾部逐渐减小，见图1-2-1c)。由于船舶装载情况及船体浸水部分形状总是变化，因而船体各段重力和浮力的不平衡也总是存在。第二章船体结构的一般知识（2）船体波浪总纵弯曲在波浪状况下，船体内产生的总纵弯矩会比静水中大。当波长与船长相等或接近时，船体的弯曲最严重。弯曲形式（图1-2-2）：波峰在

5、船中时——中拱弯曲——甲板受拉伸、底部受压缩波谷在船中时——中垂弯曲——甲板受压缩，底部受拉伸第二章船体结构的一般知识2.作用在船体上的横向载荷（图1-2-4）船体在静水或波浪中，它的各部分结构还受到局部的水压力和货物等横向载荷，会产生局部弯曲。第二章船体结构的一般知识3.其它局部受力情况作用在船体上的其它力有：船体上机器和螺旋桨运转时的振动力，船首端的波浪砰击和水面漂浮物的撞击等局部的外力，油船的油货舱内液体的晃动载荷，以及船舶进坞或搁浅时受到船底下墩木或河床的反力作用等。此外，船舶在波浪状态下航行，

6、由于升降、俯仰和摇摆等运动而产生惯性力，这对船体结构会产生不利的影响，例如船舶横摇时会引起肋骨的歪斜和船体的扭曲，见图1-2-5。第二章船体结构的一般知识二、船体强度概念由于船舶受以上各种外力的作用，船体结构的强度和刚性不足，就有可能使船体总的或局部的结构发生断裂或不允许的变形。船体结构必须具有足够的强度和刚性，以抵抗这些外力。船体结构应具备的三种强度：1.船体的总纵强度2.船体的横向强度3.船体的局部强度第二章船体结构的一般知识1.船体的总纵强度船体结构抵抗纵向弯曲不使整体结构遭受破坏或不允许的变形的

7、能力称为总纵强度。船舶在下水、进坞和航行过程中都会产生总纵弯曲。船舶在波浪中产生的总纵弯矩较静水时为大，因此远洋船舶的总纵强度要求较高。通常可以将船体看作为变断面的空心梁（简称船梁），总纵弯曲时船体梁上弯曲正应力分布如图1-2-3所示。船体上最大的总纵弯曲正应力通常是在上甲板和船底部。第二章船体结构的一般知识2.船体的横向强度横向强度是指横向构件（如肋骨框架和横舱壁等）抵抗横向载荷的能力。船舶在使用过程中会受横向载荷作用，例如，船舶在进坞时容易发生横向变形，这时横舱壁的作用很重要。第二章船体结构的一般知

8、识3.船体的局部强度局部强度是指个别构件对局部载荷的抵抗能力。有时船体的总强度能保证，但局部强度不一定能保证。如船舱破损时的水压力和在超过构件承载能力的外力作用下，局部构件也可能发生破坏或严重变形。除了必要的强度之外，船体上的板和骨架还必须保证有足够的刚性，使其变形不超过允许的限度。对于受平面压缩力的薄板，应保证其稳定性，不使其产生皱折而降低强度。第二章船体结构的一般知识第二章船体结构的一般知识第二章船体结构的一般知识第二章船体结构的一般知