海洋工程结构力学绪论.ppt

1.3 荷载特征与主要失效形式 船 舶 与 海 洋 工 程 主 要 破 坏 形 式 （1）强度破坏 因结构强度不足，经受不住风浪的打击所形成的破坏 因在应力集中区域产生裂缝，逐渐向甲板、舷侧延伸，严重 时可导致整船折断。 （2）应力集中破坏 （3）稳定破坏 因有构件失稳出现恶性循环，使受压构件逐个失稳，导致整个 结构失稳的破坏 （4）疲劳破坏 在交变应力经过大量循环之后，结构上裂纹变得足够大，致使 构件发生断裂 1.3.3 船舶强度破坏的类型 1.总纵强度（船体梁-ship hull girder） ★总纵强度：将船作为一个整体（船体梁）来研究的强度问题。 在分布重力和浮力共同作用下船体主要为应力与弯曲变形，当船舶顺浪或逆浪航行，且波长与船长大致相等时，会出现“中拱”和“中垂”两种状况。 Hogging中拱 sagging 中垂 传统研究方法静置法 现常用研究方法波浪理论 1.3.3 船舶强度破坏的类型 2.横向强度(transverse strength) ★横向强度：研究横向构件（如横梁、肋 骨、肋板等）的强度问题。 1.3.3 船舶强度破坏的类型 3.局部强度(local strength) ★局部强度：研究局部构件（船底外板、 底纵桁等）的强度问题。 1.3.3 船舶强度破坏的类型 4.扭转问题 (torsion) ★扭转问题：船在斜浪上航行，经常与波浪斜交，导致船体发生扭转，因此也就存在扭转问题。 1.3.3 船舶强度破坏的类型 5.屈服强度 (Buckling) ★稳定性问题：船体在总弯曲时船体受压的构件会因为受压过度而丧失稳定性。 1.3.3 船舶强度破坏的类型 6.疲劳强度(fatigue) ★疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。 船舶与海洋工程学院 船舶与海洋工程 结构力学 A13海工 白兴兰 联系电话：669013 Email: baixl0813@126.com 三大力学的关系 理论力学：主要研究的是质点，刚体，并且以牛顿定律为主导思想来研究物体。它主要分为三大部分，静力学，运动学和动力学。理论力学的作用就是把客观存在的一些现象物理化，是一个物理建模的过程，然后再用数学的方法来解答。 材料力学：主要研究的是杆件，板料、壳体，从理论力学的静力学发展而来，因为刚体是不会变形的，所以在理论力学中是不可能解释变形体的问题的，但实际上物体没有不发生形变的，材料力学就是研究物体在发生形变以后的一些问题，比如说刚度，强度，稳定性等 结构力学：与材料力学的区别是研究对象为杆系、板架等结构，材料力学研究对象为构件。 目 录 第1章 绪论 第2章 单跨梁的弯曲理论 第3章 平面杆系结构计算 第4章 桁架结构与线状结构分析 第5章 能量原理及其应用 第6章 薄平板的弯曲分析 第7章 圆筒形薄壳的静力分析 第8章 结构稳定性分析 第9章 薄壁杆件的扭转 专业介绍 船舶工程与传统海洋工程分属不同的学科——交通运输工程和土木工程： 船舶结构是由板和板架组成的空间壳体结构，是一个具有六个刚体自由度的板壳结构； 传统海洋工程结构是由杆件组成的空间钢结构或混凝土结构，钢结构通过桩基或桶形基础固定于海底，混凝土结构则借助于自重稳定地坐在海床上。 选用教材不同——船舶结构力学和土木工程专业的结构力学 船舶结构力学——以梁板和板壳结构为主； 传统海洋工程结构力学——以刚架和桁架结构（杆系结构）； 课程介绍 结构力学研究的对象是外载荷作用下发生形状变化的形体或结构。对于船舶与海洋工程结构而言，主要结构形式为梁结构、刚架结构、板架结构： 单跨梁、多跨梁和板架梁； 刚架、桁架、拱和索结构 薄板和组合板（正交异形板） 研究内容是不同结构形式对各种荷载的响应——内力和变形的分析计算， 梁的弯曲和扭转——船的整体弯曲和扭转； 刚架、桁架、拱和索结构的内力和变形计算； 薄板的弯曲及稳定性分析 保证结构安全、正常工作的三大要素： 强度、刚度、稳定性 第1章 绪论 1.1 学习的目的和任务 能够对船舶与海洋工程结构所必需的强度与刚度做出判断，为结构设计提供依据，使结构达到质量轻、材料省并具有足够的强度与刚度的标准。 强度与刚度由结构中的各种应力和变形来衡量。 目标：强度校核、结构设计 1.1.1 学习目的 ①安全可靠 结构设计的标准 ②经济适用 ③科学先进 船舶 完成 任务 的 前提 1 良好的航行性能 3 具有一定的强度 2 良好的工作性能 船舶具有一定的强度，是指船体结构在正常 的使用过程和一定的使用年限中具有不破坏 或不发生过