船舶结构强度设计第一章解答.ppt

船舶强度与结构设计 第一章 船舶静置在波浪上的外力计算 本节内容 概述 船舶在波浪上的变形特征于受力 静置：1）船舶与波浪相对速度为零；2）船体重力和浮力处于平衡状态。 1、船舶在波浪上的受力与变形特征 2、计算工况：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港（10%消耗品） 3、船体产生弯矩和剪力的原因 4、船体断面弯矩的组成：静水弯矩+波浪附加弯矩 利用吃水判定船舶的拱垂 概述 计算原理 总纵弯曲应力计算的基本原理:根据材料力学中的柏努利梁理论,计算船体梁的总纵弯曲应力。根据材料力学的理论，受弯曲梁中应力按下式计算：  式中：M 计算剖面的总纵弯矩 I 剖面惯性矩 Z 距离中和轴的距离 概述 本书介绍的船体强度计算方法是标准计算方法，也是一种比较强度计算方法。为什么说是比较强度，不是真实强度？ 比较强度与概率方法的比较。 静水弯矩计算 计算原理 总纵弯曲应力计算的基本原理:根据材料力学中的柏努利梁理论,计算船体梁的总纵弯曲应力。根据材料力学的理论，受弯曲梁中应力按下式计算：  式中：M 计算剖面的总纵弯矩 I 剖面惯性矩 Z 距离中和轴的距离 静水弯矩计算 计算原理 静水弯矩：顾名思义，船舶静置在静水中产生的弯矩。 船舶正浮条件：1）重力浮力相等；2）重心浮心在同一铅垂线上。所以，弯矩计算可以进一步分为两部分：重力引起和浮力引起的。 静水弯矩计算 计算原理 基本计算公式  5、弯矩曲线（Bending moment curve） 静水弯矩计算 重量分布 重量分布曲线：表示船长方向单位长度上重量大小的曲线。 重量曲线的物理意义：面积等于全船重量，形心为船舶重心。 1、船舶重量的分类 2、重量的分配原则 重量不变，重心不变，范围不变，站距均布 静水弯矩计算 主体钢料及舾装分配（全船性重量分配） 1）梯形分布方法 单位长度重量，均布为W/L，平行舯体部分构件强大，重量集度大，因此，重量分布沿船长方向应该为中间集度大，向首尾逐渐减小。 静水弯矩计算 系数a，b，c的确定 方程的建立原则：面积=重量 面积形心=重心 提供两个方程，根据船舶的外形，丰满程度，补充第三 个条件确定系数b，则可确定系数a和c。重量等于面积 和形心等于重心得 静水弯矩计算 对于瘦形船舶，b=1.195,对于丰满 的船舶，b=1.174。得到如下确定a和c的公式  静水弯矩计算 局部性重量分配 1）分布在两个站距内的重量 静水弯矩计算 2）分布在三个站距内的重量 课后大家推导一下。 静水弯矩计算 分布在站外的重量处理 各站间重量叠加，得到各个站间的重量，如下图所示： 静水弯矩计算 浮力曲线 纵倾调整方法：解析法和逐步近似法。调整船舶在静水中的纵倾时，用逐步近似法比较方便。进行纵倾调整时，应具有邦戎曲线、静水力曲线以及船舶重量重心等资料。假定:1)纵倾调整过程中,水线面面积A不变；2）漂心位置不变；3）不计船体变形的影响。 静水弯矩计算 静水弯矩计算 载荷曲线计算公式 剪力和弯矩曲线的特征 1）首尾端剪力和弯矩为零； 2）弯矩曲线上任意点的斜率，等于该剖面的剪力，因此弯矩最大剖面， 剪力为零 ； 3）在1/4船长剖面，弯矩曲线出现拐点，该剖面剪力出现极大值。 波浪附加弯矩计算 关键：确定船舶在波浪中浮力的改变量 波浪附加弯矩的标准计算方法 1、船舶与波浪的相对位置 两种遭遇状态：波峰在船中；波谷在船中。 2、波浪参数的确定 （1）波形 ：二维坦谷波（trochodal wave ）。  波浪附加弯矩计算 特点：波峰较陡，波谷平坦，关于波轴线上下不对称。 （2）波长 当船舶长度与波长的为何比例时，船舶受力较大？这是确定波长的原则。   波浪附加弯矩计算 引起较大载荷的波浪：1.1倍船长。 计算中，取波长等于船长，即 波浪附加弯矩的标准计算方法： （1）船舶静置于波浪上，船舶航向与波浪传播方向相同； （2）取二维坦谷波为波浪模型，取波长等于船长； （3）船中分别位于波峰和波谷。 波浪附加弯矩计算 坦谷波形的绘制方法在邦戎曲线上作出