第7章船舶强度.ppt

第一篇 第七章  船舶强度（Strength of ship） 强度定义及分类 总纵强度 局部强度 扭转强度 一、强度定义和分类 1、强度定义 船体结构抵御内外力作用的能力。 船舶结构抵抗船体发生变形或破坏的能力。 2、强度分类 二、总纵强度(Longitudinal strength) （一）定义 船舶结构抵抗船体沿船长方向发生弯曲或变形的能力。 （二）船体纵向弯曲或变形的原因 船舶所受重力和浮力沿船长方向分布不一致造成。 重量曲线（Weight curve） 弯矩曲线（Bending moment curve） 剪力曲线的积分曲线；负荷曲线的双重(二次)积分曲线。 结论 剪力最大值约位于距首尾L/4处； 弯矩最大值约位于船中处，且向 首尾逐渐减小。 （四）船体剪切变形 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。 剪切应力最大值出现在相应板材与横剖面水平中心线的交点处。 （五）船体拱垂变形 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。 弯曲应力的最大值出现在龙骨板或上甲板。 1、中拱（Hogging） 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。 2、中垂（Sagging） 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。 3、影响船舶拱垂变形的因素 船体有效构件的尺寸、材料及分布 载荷配置 船舶与波浪的相对位置关系 （1）船舶中拱，处于波浪中，波长约等 于船长，波峰位于船中，船体中拱加剧。 （2）船舶中垂，处于波浪中，波长约等 于船长，波谷位于船中，船体中垂加剧。 总纵弯曲应力为 M — 计算剖面的总纵弯矩 Ix — 计算剖面对中和轴的惯性矩 中和轴 剖面中和轴是指船体梁在弯曲过程中各个剖面转动的轴线,该轴通过该剖面的形心并与剖面的基线平行.在中和轴上剖面的材料无拉伸变形,也无压缩变形,材料处于中性状态。对于空心变断面梁的船体，中和轴位于船体剖面的中心。 甲板剖面模数wd和舱底板剖面模数wb （2）经验法 根据有关实测资料，可以近似认为甲板剖 面模数每年平均扣除腐蚀量约为0.4～0.6％。 扣除原则：使用年限小于5年的船舶取下限， 使用年限10年以上的船舶取上限。 1、经验法（舱容比配货法） 2、静水弯矩及静水切力法 LBP?90m的船舶，通常只校核计算船中剖面上的静水弯矩。 LBP150m的船舶，需要校核重要剖面的剪力和弯矩。 3、强度曲线图法 （1）适用条件 船长小于90m或者装载均匀，不需要校核静水切力时，可以使用该法。 （2）曲线图的构成 纵坐标：载荷对船中力矩的绝对值之和。 横坐标：平均型吃水。 点划线 虚线 实线 点划线和虚线之间：有利范围 虚线和实线之间：允许范围 实线之外：危险范围 点划线左上方：中拱范围 点划线右下方：中垂范围 4、船舶吃水校核法 （1）利用吃水判定船舶的拱垂 dM¤ dM：中垂变形 dM¤ dM：中拱变形 dM¤ ＝ dM：无拱垂变形 （2）利用吃水判定拱垂的变形大小 （3）利用拱垂差的大小校核总纵强度 注意 船舶处于有利和正常拱垂范围，可以开航； 船舶处于极限拱垂范围，只能好天气开航； 船舶处于危险拱垂范围，不能开航。 三、 局部强度（Local strength） （一）定义 船舶结构抵抗船体局部发生变形或破坏的能力。 船舶局部结构抵抗内外力作用的能力。 （二）主要计算（校核）部位 舱口盖、上甲板、中间甲板、底舱底板、平台。 （三）允许负荷量的表示方法 均布载荷pd：单位面积允许承受的最大重 量（kPa）。 集中载荷P：某一较小特定面积上允许承 受的最大重量（kN）。 车辆载荷Pv ：载车部位允许承受的以特定 车