船体强度与结构设计复习要点.doc

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1、一引起船体梁总纵弯曲的外力计算1在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简称船体梁。船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲，称为总纵弯曲。船体梁抵抗总纵弯曲的能力，称为总纵强度。2船体总纵强度计算的传统方法：将船舶静置在波浪上，求船体梁横剖面上的剪力和弯曲力矩以及相应的应力，并将它与许用应力相比较以判断船体强度。3重力p(x)与浮力b(x)是引起船体梁总纵弯曲的主要外力。载荷q(x)，剪力N(x)，弯矩M(x)。4中拱：船体梁中部向上拱起，首、尾两端向下垂。中垂：船中部下垂，首、尾两端向上翘起。5重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述全船重量沿

2、船长分布状况的曲线。绘制重量曲线的方法：静力等效原则。6重量的分类：按变动情况来分，①不变重量，即空船重量，包括：船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量。②变动重量，即装载重量，包括货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重量。按分布情况来分，①总体性重量，即沿船体梁全长分布的重量，通常包括：主体结构、油漆、锁具等各项重量。②局部性重量，即沿船长某一区段分布的重量。7重量的分布原则：静力等效原则。①保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围成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，即要使近似分布曲线所围的面积的形心纵坐标与该项重量的重心坐标相等

3、。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。8浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线9载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。10静水剪力、弯矩曲线：船体梁在静水中所受到的剪力和弯矩沿船长分布状况的曲线。11静波浪剪力和弯矩计算：船舶由静水进入波浪时，重量曲线p(x)并未改变，但水面线发生了变化，从而导致浮力的重新分布。波浪下浮力曲线相对静水状态的浮力增量是引起静波浪剪力和弯矩的载荷。由此可知，静波浪弯矩与船型、波浪要素以及船舶与波浪的相对位置有关。12传统的标准计算方法：坦谷波理论。在实际计算

4、时，取计算波长等于船长，并且规定按波峰在船中和波谷在船中两种典型状态进行计算。传统标准计算方法：①将船舶静置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行，船舶与波浪处于相对静止状态。②以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长，计算波高按有关规范或强度标准选取。③取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别进行计算。13波浪浮力修正（史密斯修正）：考虑波浪动水压力影响对浮力曲线所做的修正。二船体总纵强度计算1船体剖面模数。W=I/｜Z︱,它是表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一钟几何特性，也是衡量船体总纵强度的一个重要标志。2纵向强力构件：纵向连续并能有效地传递总纵弯曲应力的

5、构件。如甲板板、外板、内底板、内龙骨、纵桁、纵骨等。长度较短的纵向构件应视作间断构件3强力甲板：构成船体梁上翼板的最上层连续甲板。强力甲板处剖面模数为船体剖面的最小剖面模数。4进行第二次近似计算的原因：①将所有纵向强力构件都看成完全有效地参加抵抗总纵弯曲，有时会不能如实地反应船体薄壁板构件的工作效能，因而也就不能确切地估价船体强度。②第一次近似计算中只考虑了船体的主要变形——总纵弯曲变形，而忽略了船体结构所处的复杂受力状态。5稳定性要求：①对位于船长中间部分的强力甲板和船底的纵向骨架梁以及整个板架的稳定性要求在计及材料法向弹性模量减小后，通常应保证其临界应力等于材料的屈服

6、极限。占一半船长的中部地区，上述结构的纵向骨架的理论欧拉应力与其材料屈服极限之比值不得小于1.5—2.0.②船底板及强力甲板的临界应力通常不得低于下列数值中之大者：由静水弯矩和波浪弯矩平均值合成而引起的最大可能压应力值或0.4倍材料屈服极限值。③船侧外板，不论在中垂或中拱情况，在弯曲剪力作用下应保证有2倍的稳定性储备。6船体板折减系数的计算7纵向强力构件分为4类：①只承受总纵弯曲的纵向强力构件。②同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向强力构件。③同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向强力构件，或者同时承受总纵弯曲、板架弯曲及板的弯曲的纵向强力构件。④同时承受总纵弯曲、板架弯

7、曲、纵骨弯曲及板的弯曲的纵向强力构件。以上各种弯曲，除总纵弯曲外均称为局部弯曲。8总纵弯曲时，最大剪应力一般作用在距首尾端约四分之一船长附近的剖面上，因此需校核这些剖面船体构件承受剪应力的强度和稳定性。9安全系数：是考虑强度计算中的许多不确定性，为保证设计结构必要的安全度而引起的强度储备，通常决定于下列一系列因素：①计算载荷表征实际载荷的精度。②在给定载荷下，结构响应分析的精度。③材料机械性能的稳定程度。④建造工艺、施工质量对结构材料强度的影响。⑤营运条件及使用年限决定的腐蚀磨损情况。⑥结构破坏所引起的后果。10许用应力标准是