船体强度与结构设计-第1章.ppt

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1、船体强度与结构设计第1章引起船体梁总纵弯曲的外力计算ShipStrengthandStructuralDesign1第1章引起船体梁总纵弯曲的外力计算目的计算作用在船体梁上的外力，是校核总纵强度的基础。要求掌握船体梁总纵弯曲的外力计算的基本思路和过程，按照教材上的计算实例，能够计算实船总纵弯曲的弯矩和剪力。ShipStrengthandStructuralDesign2第1章引起船体梁总纵弯曲的外力计算在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变截面的空心薄壁梁（简称船体梁），并从整体上进行研究。在外力作用下船体梁在其纵向平面内发生的弯曲，称为总纵弯曲。船体

2、梁抵抗总纵弯曲的能力，称为总纵强度。本章将介绍引起船体梁总纵弯曲的载荷、剪力和弯矩。ShipStrengthandStructuralDesign3第1章引起船体梁总纵弯曲的外力计算ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形1.2重量曲线1.3静水剪力和弯矩计算1.4静波浪剪力和弯矩的计算1.5静水剪力和弯矩计算、静波浪剪力和弯矩计算中的其它因素1.6弯矩和剪力的近似估算公式41.1船体梁受力与变形ShipStrengthandStructuralDesign第1章引起船体梁总纵弯曲的外力计算51.1船体梁受力与变形

3、知识点船体梁，总纵弯曲，总纵强度，主要外力，平衡与不平衡，载荷、剪力、弯矩的基本公式和计算步骤。ShipStrengthandStructuralDesign6将船舶静置在波浪上，求出船体梁横剖面上的总纵剪力和总纵弯曲力矩以及相应的总纵弯曲应力，并将它与许用应力进行比较来判定船体的强度，这是船体总纵强度计算的传统方法。所谓将船静置在波浪上，就是假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行，此时船舶与波浪的相对速度为零。这样就可以认为船舶是在重力和浮力作用下静平衡于波浪上的一根梁。船舶在波浪上航行时，作用在船体结构上的外力是相当复杂的。实践证明，重力和浮力是引起船体梁

4、总纵弯曲的主要外力。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形7如图所示，全船总的重力和浮力是大小相等、方向相反，并且作用在同一条铅垂线上，即全船处于静力平衡状态。但是由于重力和浮力沿船长的分布规律并不相同，对沿船长的任一区段来说，它们是不平衡的。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形8假定重力沿船长的分布是，浮力沿船长的分布是，则它们的差值就是引起船体梁总纵弯曲的载荷，即船体梁在这个载荷作用下将发生总纵弯曲变形，并在船体梁横剖面上产生剪力和弯矩。ShipStrength

5、andStructuralDesign1.1船体梁受力与变形9利用梁的理论，作用在船体梁横剖面上的剪力和弯矩是ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形10载荷、剪力和弯矩的符号规定如图所示，载荷以向下为正；剪力以作用在梁微段左剖面上向下为正，右剖面上向上为正；弯矩则以使船体梁发生中拱变形为正。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形11中拱：船体中部向上拱起，艏、艉两端向下垂。这意味着船体中部的浮力大于重力，艏、艉部的浮力小于重力；船体上甲板受拉，船底受压。中垂：船体中部

6、下垂，艏、艉两端向上翘起。这意味着船体中部的浮力小于重力，艏、艉部的浮力大于重力；船体上甲板受压，船底受拉。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形12为了计算作用在船体梁上的剪力和弯矩，必须首先计算重力和浮力沿船长的分布。对于某特定计算工况而言，重量沿船长的分布是不变的；船舶在波浪上的浮力沿船长的分布可以看作是船舶在静水中的浮力分布和由于波浪产生的附加浮力分布之和，即因此，利用梁的理论，作用在船体梁上的载荷是：ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形13作用在船体梁上的

7、剪力和弯矩分别是：式中：船舶静置在波浪上的总纵剪力；：船舶在静水中的剪力（静水剪力）；：船舶静置在波浪上的波浪附加剪力（波浪附加剪力）。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形14式中：船舶静置在波浪上的总纵弯矩；：船舶在静水中的弯矩（静水弯矩），在给定船型时，只与重量及其沿船长的分布有关；：船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩（波浪附加弯矩），与波形范围内的船体外形和波浪要素有关。ShipStrengthandStructuralDesign1.1船体梁受力与变形15波浪附加剪力、波浪附加弯矩完全是由于波浪产生的附加浮

8、力（相对于静水状态的浮力增量）引起的，简称波浪剪力和