船體局部強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

1、船體局部強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一、目的和要求通過實(shí)驗(yàn)，可以在學(xué)會(huì)船體總縱強(qiáng)度的計(jì)算方法、學(xué)習(xí)測(cè)量結(jié)構(gòu)應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，了解除總縱強(qiáng)度以外的船體局部強(qiáng)度的測(cè)量方法及分析方法。二、實(shí)驗(yàn)原理把船體作為一等效船體梁，當(dāng)船體梁受到中拱或中垂彎矩彎曲時(shí)，可以計(jì)算出梁上各測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力；也可以用電阻應(yīng)變片測(cè)量出各測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力。計(jì)算各測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力 i=MZi / I但是，船體結(jié)構(gòu)上，有些部位不符合等效梁的理論，用等效梁理論不能計(jì)算出其應(yīng)力狀態(tài)，比如，上建不是百分之百參加總縱強(qiáng)度，橫倉壁上的應(yīng)力是如何分布，外板與板架的應(yīng)力又如何分布，等等，只能用測(cè)量的方法測(cè)出來。測(cè)量方法用得最多的是電測(cè)法。電測(cè)法，即電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)

2、變方法。其原理是：把應(yīng)變片牢固的粘貼在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)上，當(dāng)構(gòu)件被加上載荷時(shí)，就會(huì)變形，不是伸長就是縮短，應(yīng)變片也隨著一起變形，應(yīng)變片伸長時(shí)其電阻值增大，應(yīng)變片縮短時(shí)其電阻值減小，把應(yīng)變片接成電橋，就可以得到電信號(hào)，再經(jīng)放大和顯示，即可得到微應(yīng)變讀數(shù)。再用虎克定理即可求出測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力。三、實(shí)驗(yàn)裝置1. 鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)船模2. 程控電阻應(yīng)變儀3. 船模加載架4. 油壓加載機(jī)5. 壓力傳感器及顯示器6. 直尺及工具圖3-1 鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)船模圖3-2 程控電阻應(yīng)變儀（主機(jī)）圖3-3 船模加載架圖3-4 油壓加載機(jī)圖3-5 壓力傳感器及顯示器四、實(shí)驗(yàn)步驟電測(cè)法測(cè)量船體總縱彎曲應(yīng)力的一般步驟為：1、 根據(jù)相似理論，設(shè)計(jì)

3、和制作船模。本次實(shí)驗(yàn)船模為大開口駁船型式，鋼質(zhì)，尺度為8.5m×1.6m×0.9m。記錄各構(gòu)件的尺寸。2、 設(shè)置應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)，粘貼應(yīng)變片。在船模測(cè)試段上取一橫剖面，分別在底板、船側(cè)板、主甲板上布置測(cè)點(diǎn)。均為單向片。計(jì)算應(yīng)力的相應(yīng)點(diǎn)與應(yīng)變測(cè)點(diǎn)一致。并記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)編號(hào)的位置尺寸。 圖2 測(cè)試剖面構(gòu)件尺寸及測(cè)點(diǎn)布置3、 安裝船模。把船模裝在特制的加載架上，用油壓千斤頂加載并用力傳感器監(jiān)測(cè)。記錄加載的有關(guān)尺寸。為了消除新加工結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，最好加卸載110%載荷三次以上。本次船模試驗(yàn)的總縱彎矩取PL=80×120=9600KNcm。4、 接通靜態(tài)應(yīng)變儀及測(cè)量電路，調(diào)試，全部準(zhǔn)

4、備就緒后預(yù)熱儀器30分鐘。注意使用儀器前沒人指導(dǎo)操作就一定要看懂說明書再操作。5、 建立零工況：加載載荷調(diào)到零，清除其它所有干擾力，儀器自動(dòng)平衡（采零）。也可以預(yù)加部分載荷調(diào)零，其作用是消除安裝不平穩(wěn)引起的受力不均，削除內(nèi)應(yīng)力。6、 正式加載：把設(shè)計(jì)載荷分成幾級(jí)，逐級(jí)加載測(cè)量，然后逐級(jí)卸載測(cè)量。分級(jí)加卸載測(cè)量可以在實(shí)驗(yàn)過程中觀察構(gòu)件應(yīng)變的線性和重復(fù)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。詳細(xì)記錄每次試驗(yàn)的儲(chǔ)存頁面、加載工況、試驗(yàn)時(shí)刻、環(huán)境溫度等。7、 載荷回零的工況一定要測(cè)出，根據(jù)回零應(yīng)變，可以看出是否有殘余應(yīng)變，儀器是否有溫度漂移。8、 確認(rèn)沒有其它問題后清理現(xiàn)場(chǎng)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以在程控應(yīng)

5、變儀上打印出來，也可以送進(jìn)微機(jī)用Excel電子表格取出。2、實(shí)驗(yàn)測(cè)得的微應(yīng)變要經(jīng)過溫度漂移修正、導(dǎo)線電阻影響修正、以及其它必須的修正，才能進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算就是用虎克定理、廣義虎克定理根據(jù)應(yīng)變求應(yīng)力。3、選取某一比例，畫出船模橫剖面圖（取半個(gè)橫剖面）（建議用方格紙）。 圖3 應(yīng)力分布曲線4、根據(jù)表3的測(cè)量應(yīng)力，在同一船模橫剖面圖上按同一比例尺（1cm=？Mpa）繪出甲板上、外側(cè)壁上、內(nèi)側(cè)壁上、外底板上、內(nèi)底板上、倉口上幾條測(cè)量應(yīng)力分布曲線。5、寫出分析及結(jié)論；寫一些學(xué)習(xí)體會(huì)。分析內(nèi)容主要有：上建和倉口圍板是如何參加總縱強(qiáng)度的？雙底雙殼的作用？上建和倉口圍板的應(yīng)力分布形式；上建和倉口圍板應(yīng)如何布置才合理？ 六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1. 上建的強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？2. 上建做強(qiáng)了會(huì)帶來哪些問