船舶原理7-11章.ppt

第十章船体强度与结构 §10-1船体强度概念 §10-2船体主要构件名称及骨架形 §10-3船体结构 §10-1船体强度概念 §10-1船体强度概念 §10-1船体强度概念 总纵强度 §10-1船体强度概念 构件的计算应力——根据构件所承受外力和构件的 几何要素确定。 材料的许用应力——根据构件所用材质的机械强度 和安全系数确定。 承担局部强度的构件——船底板架、甲板板架、舱 壁、肋骨框架等。 有些船体构件，如船底板架，在外荷重作用下，既参加船体总纵弯曲变形，又参加局部弯曲变形，在计算这类构件的强度时，必须分别计算出总纵强度的应力与局部强度的应力，然后将两者叠加起来，作为校验这类构件强度的总应力。 §10-1船体强度概念 船体挠度的特征值可表达为： 船体挠度 = 船中吃水－平均吃水 船体挠度的组成 总纵弯矩产生的挠度（最重要） 总纵剪力产生的挠度 甲板和水下船体温差产生的挠度 船体挠度不像强度那样重要，但对采用高强度或轻合金材质的船，特别是L∕D很大的船，应引起注意，因挠度过大将影响主机与轴系的运转。 §10-1船体强度概念 根据船体结构的特点和受力情况，船体强度可分为： 总纵强度——指船体结构抵抗总纵弯距和剪力作用 的能力。 横向强度——指船体结构抵抗横向作用力的能力。 局部强度——指船体结构抵抗局部外力作用力的能力。 扭转强度——指船体结构抵抗扭转变形和破坏的能力。 §10-1船体强度概念 学习目的： 了解船体总纵强度计算的基本知识，以便看懂“总纵强度计算书” ； 掌握保障营运船舶总纵弯曲和剪切强度的基本思路； 掌握总纵弯曲强度的估算法，以利于营运状态对总纵弯曲强度的衡准和控制； 掌握底舱和甲板装载的基本思路。 §7-2总纵强度衡准 总纵弯曲强度衡准 总纵剪切强度衡准 §7-3弯矩和剪力的计算 一、作用在船体上的外力 §7-3弯矩和剪力的计算 一、作用在船体上的外力 §7-3弯矩和剪力的计算 §7-3弯矩和剪力的计算 中拱和中垂现象及受力分析 §7-3弯矩和剪力的计算 中拱和中垂 §7-3总纵弯矩和剪力的计算 二、弯矩和剪力曲线 初始平衡状态 重量曲线、浮力曲线 载荷曲线 弯矩曲线、剪力曲线 结论 影响因素、计算状态 §7-3弯矩和剪力的计算 §7-3弯矩和剪力的计算 结论 §7-3弯矩和剪力的计算 三、影响弯矩和剪力的因素 1、重量分布的影响： ⑴均匀装载； ⑵交叉装载。 2、浮力分布的影响：⑴波长的影响； ⑵波位的影响 3、吃水的影响： 重量分布——除空船船体重量按通常的梯形分布外，各种载 重及机舱重量近似于按舱容的载重分布。 浮力分布——取船静置于水中，并取三种水面作计算分析： ①平水；②波峰位于船中；③波谷位于船中。（分析见后） 1、重量分布的影响 ： 给定浮力曲线，改变重量曲线，考察它对剪力和 弯矩的影响。 ⑴均匀装载：各舱的载货量按舱容比分配。（载 货比） ⑵交叉装载：如图7－8所示，第2及4货舱为空 舱，其货重分配在第1、3、5货舱 内，计算结果表明： 交叉装载的最大弯矩是均匀装载的3.01倍。 交叉装载的最大剪力是均匀装载的4.12倍。 2、浮力分布的影响： 给定重量曲线，改变浮力曲线，考察它对剪力和 弯矩的影响。 ⑴波长的影响：当λ=L时是对船体承受剪力和弯矩 最不利的浮力分配情况。 ⑵波位的影响：船与波的相对位置处于标准波时， 是对船体承受剪力和弯矩最不利的 浮力分配情况。 标准波——船与波的相对位置是波峰位于船 中或波谷位于船中时的波。 对于中区油水消耗、首尾压载的中机船，当波峰 位于船中（中拱变形）时具有最大剪力和 最大弯矩； 对于中区油水均满，首尾油水消耗的中机船， 当波谷位于船中 （中垂变形）时具有最大 剪力和最