海上货物运输 第07章 船舶强度ppt课件.ppt

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1、海上货物运输第七章船舶强度（Strengthofship）第一节保证船舶总纵强度第二节保证船舶局部强度第一节保证船舶总纵强度一、船体强度的分类二、总纵弯曲产生的原因三、总纵剪力和弯矩的计算四、总纵弯矩的估算五、总纵强度的校核六、影响总纵弯曲的因素一、强度定义和分类1、强度定义船体结构受内、外力作用时，船体抵抗发生变形或破坏的能力。2、强度分类强度总强度局部强度纵强度横强度扭转强度船体结构承受的内、外力内力：局部力外力：重力、浮力、惯性力、波浪作用力、墩木的反作用力、拖带力。船体强度的分类1）总

2、纵强度：船舶抵抗纵向变形和破坏的能力。2）横向强度：船舶抵抗横向变形和破坏的能力。3）扭转强度：船舶抵抗扭转变形和破坏的能力。4）局部强度：船舶抵抗局部变形和破坏的能力。3）扭转强度（Torsionalstrength）定义船舶结构抵抗船体沿船长方向发生扭转变形的能力。产生原因沿船长方向单位长度重力和浮力横向不共垂线造成的。具有甲板大开口船舶应校核其总纵扭转强度。如集装箱船舶、木材船等。二、总纵弯曲产生的原因1、总纵弯曲变形2、船体纵向弯曲或变形的原因3、弯曲力矩及弯曲应力4、剪切力及剪切应力中

3、垂变形(sagging)中拱变形(hogging)船体变形船体受负弯矩作用，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。利用吃水判定船舶的拱垂利用吃水判定船舶的拱垂dM¤>dM：中垂变形dM¤

4、3、船体弯矩和弯曲应力弯曲力矩：单位长度的船体，前后两端受到大小相等，方向相反的弯矩作用，则该段船体将发生弯曲变形。船体结构的弯曲应力弯曲力矩的大小：中和轴xDAB纵向结构件：外板、甲板板、纵骨、纵珩最大弯曲应力：弯曲应力最大值在距离中和轴最远处的龙骨板或上甲板处。中和轴xDAB弯曲应力弯曲应力：任意横剖面处的纵向连续构件将承受拉（压）力作用，单位面积所受的拉（压）力为弯曲应力。弯曲应力计算拉应力压应力W：剖面模数弯曲应力大小分布：中和轴处为0中和轴中和轴：通过剖面几何形心且平行于基平面的轴线。

5、是船体梁在弯曲过程中各个剖面转动的轴线,特点：中和轴处不承受压/拉应力。拉应力压应力中和轴xDABzNA位置：剖面模数剖面面积对中和轴的面积惯矩剖面模数最大剖面模数：W中和轴xDAB船底剖面模数：甲板剖面模数：它是表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性，也是衡量船体总纵强度的一个重要标志船体参加总纵弯曲的结构件的数目和尺寸决定。4、船体剪切力及剪切变形任意横剖面处的纵向连续构件将承受剪切力，单位面积所受的剪切力为剪切应力。剪切应力最大值出现在中和轴处。W1W1Nx剪切力：剪切变形：剪切应力：

6、单位长度的船体，其前后两端受到大小相等、方向相反的切力作用，则该段船体将出现剪切变形。Nx剪切应力计算中和轴xDAB剪切应力其中：N—总纵剪力I—面积惯矩b—ZA高度处水平线上构件厚度的总和S—剖面上或下边缘与ZA高度线之间所围面积对中和轴的面积静矩总纵剪应力：最大剪应力？在中和轴处三、总纵剪力和弯矩的计算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（Buoyancyc

7、urve）示例实例总纵剪力和弯矩的计算示例结论总纵剪力和弯矩的计算实例5t5tdXXOBACDOBACDOBACD0.5t/m1t/m1.5t/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结论位于距首尾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：四、船中静水弯矩估算1、基本估算式：总纵弯曲的原

8、因？最大弯矩的位置？WFWAΔAΔFBABFGFGAδΔxi五、船舶总纵强度校核1、弯曲应力和切应力法2、许用弯矩/剪切力法3、百分比校核法4、强度曲线图法5、船舶吃水校核法1、弯曲应力和切应力法—材料的许用弯曲应力—材料的许用剪切应力计算的最大弯曲应力：计算的最大剪切应力：其中：材料的许用弯曲应力1、船用钢材：一般强度钢伸缩率：高强度钢伸缩率：2、影响许用弯曲应力的因素：材料的力学性能；海波与标准计算波高的差异；刚才腐耗和船舶使用年限；船底和甲板尚需计及局部结构强度的影响；结构的稳定性；3、许