船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí)

1、文檔編碼 : CA1J7Z8A4M10 HB9D3N3F4B9 ZZ4S9Z3G4P2船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí) 緒論 1. 總縱強(qiáng)度 : 在船體總縱強(qiáng)度運算中 , 通常將船體抱負(fù)化為一變斷面的空心薄壁梁 , 簡稱 船 體梁 ；船體梁在外力作用下沿其縱向鉛垂面內(nèi)所發(fā)生的彎曲 抗總縱彎曲的才能 , 稱為 總縱強(qiáng)度 ； , 稱為 總縱彎曲 ；船體梁抵 2. 船體總縱強(qiáng)度運算的傳統(tǒng)方法 : 將船舶靜置在波浪上 , 求船體梁橫剖面上的剪力與彎曲 力矩以及相應(yīng)的應(yīng)力 , 并將它與許用應(yīng)力相比較以判定船體強(qiáng)度； 3. 評判結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) : 安全性 , 營運合適性 , 船舶的整體協(xié)作性 , 耐久性 , 工

2、藝性 , 經(jīng) 濟(jì)性； 4. 依據(jù)靜置法所確定的載荷來校核船體的總縱強(qiáng)度 , 就是否反映船體的真實強(qiáng)度 , 為什 么？ 答 : 依據(jù)靜置法所確定的載荷來校核船體總強(qiáng)度 , 不反映船體的真實強(qiáng)度 , 由于海浪 就是隨機(jī)的 , 載荷就是動態(tài)的 , 而且當(dāng) L 較大時載荷被夸大 , 但具有相互比較的意義； 第一章 引起船體梁總縱彎曲的外力運算 5. 6. 7. 8. 總縱彎曲 : 船體梁在外力作用下沿其縱向鉛垂面內(nèi)所發(fā)生的彎曲； 中拱 : 船體梁中部向 上拱起 , 首,尾兩端向下垂；中垂 : 船中部下垂 , 首,尾兩端向上翹起； 重量曲線 : 船舶在某一運算狀態(tài)下 , 描述全船重量沿船長分布狀況的曲線

3、；繪制重量曲 線的方法 : 靜力等效原就； 浮力曲線 : 船舶在某一裝載情形下 , 描述浮力沿船長分布狀況的曲線 載荷曲線 : 在某一運算狀態(tài)下 , 描述引起船體梁總縱彎曲的載荷沿船長分布狀況的曲 線； 靜9. 水剪力 : 船體梁在靜水中所受到的剪力沿船長分布狀況的曲線； 10. 彎矩曲線 : 船體梁在靜水中所受到的彎矩沿船長分布狀況的曲線； 重量的分類 : 按變動情形來分 : 不變重量 , 即空船重量 , 包括 : 船體結(jié)構(gòu),舾裝設(shè)備,機(jī)電 設(shè)備等各項固定重量；變動重量 , 即裝載重量 , 包括貨物,燃油,淡水,糧食,旅客,壓 載等各項可變重量； 按分布情形來分 : 總體性重量 , 即沿船體

4、梁全長分布的重量 , 通常包括 : 主體結(jié)構(gòu),油漆,鎖具等各項重量；局部性重量 , 即沿船長某一區(qū)段分布的重量； 11. 局部重量的支配原就 P12: 重量的分布原就 : 靜力等效原就；保持重量的大小不變 , 這就就是說要使近似分布曲線所圍成的面積等于該項實際重量；保持重量重心的縱 向坐標(biāo)不變 , 即要使近似分布曲線所圍的面積的形心縱坐標(biāo)與該項重量的重心坐標(biāo)相 等；近似分布曲線的范疇 大體相同； 支配到理論站的范疇 與該項重量的實際分布范疇相同或 12. 如何獲得實際船舶重量分布曲線 : 答 : 通常將船舶重量按 20 個理論站距分布 民船尾 首 , 軍船首尾編排 , 用每段理論站距間的重量作

5、出階梯形曲線 , 并以此來代替重量曲 線；作梯形重量曲線時 , 應(yīng)使每一項重量的重心在船長方向坐標(biāo)不變 , 其重量分布范疇 與實際占據(jù)的范疇?wèi)?yīng)大致對應(yīng) , 而每一項理論站距內(nèi)的重量就當(dāng)做就是勻稱的；最終 , 重量曲線下所包含的面積應(yīng)等于船體重量 坐標(biāo)相同； , 該面積的形心縱向坐標(biāo)應(yīng)與船體重心的縱向 13. 靜水力浮力曲線的繪制 : 浮力曲線的垂向坐標(biāo)表示作用在船體梁上單位長度的浮力值 , 其與縱向坐標(biāo)軸所圍的面積等于作用在船體上的浮力 心的縱向位置；浮力曲線通常依據(jù)邦戎曲線來求得； , 該面積的形心的縱向坐標(biāo)即為浮 14. 用于總縱強(qiáng)度運算的剪力曲線與彎矩曲線的特點 : 首尾端點處的剪力與彎

6、矩為零 , 亦 即剪力與彎矩曲線在端點處封閉零載荷點與剪力的極值相對應(yīng) , 零剪力點與彎矩的極 值相對應(yīng)剪力曲線大致就是反對稱的 , 零點在靠近船中的某處 , 在離首尾約船長的 1/4 處具有最大正值或負(fù)值彎矩曲線在兩端的斜率為零 , 最大彎矩一般在船中 0, 4 倍船長范疇內(nèi)； 15. 波浪剪力 : 完全由波浪產(chǎn)生的附加浮力引起的附加剪力； 16. 波浪彎矩 : 船舶靜置于波浪上 , 由于波面下的浮力分布相對于原靜水面下的浮力分布的 變化而產(chǎn)生的彎矩； 船舶由靜水進(jìn)入波浪時 , 重量曲線 px 并未轉(zhuǎn)變 , 但水面線發(fā)生 了變化 , 從而導(dǎo)致浮力的重新分布；波浪下浮力曲線相對靜水狀態(tài)的 浮力

7、增量 就是引起 靜波浪剪力與彎矩的載荷； 第 1 頁,共 6 頁船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí) 17. 靜水彎矩與波浪彎矩分別與哪些因素有關(guān) : 靜水彎矩 就是指在靜水中船體在重力與浮 力的總載荷作用下發(fā)生彎曲變形產(chǎn)生的彎矩；與船體撓度 有利 與貨物分布有關(guān)； 靜 波浪彎矩 與船型,波浪要素以及船舶與波浪的相對位置有關(guān)； 18. 坦谷波 : 波峰陡峭,波谷平整 , 波浪軸線上下的剖面積不相等的波； 19. 波浪包括哪些要素 , 在實際運算時各個波浪要素如何選取 : 波浪要素包括波形,波長與 波高；在實際運算時 , 取波長等于船長 , 并且規(guī)定按波峰在船舯與波谷在船舯兩種典 20. 型狀態(tài)進(jìn)行運算；波長

8、 與波 h 之間沒有固定的關(guān)系；波高可以按有關(guān)規(guī)范或強(qiáng) 高 ； 度標(biāo)準(zhǔn)選取 一般隨船長而變化 船舶由靜水進(jìn)入波浪 , 浮態(tài)的變化 : 如以靜水線作為坦谷波的波軸線 , 當(dāng)船舯位于波 谷時 , 由于坦谷波在波軸線以上的剖面積小于波軸線以下的剖面積 , 同時船體舯部又比 船艏艉兩端豐滿 , 所以此時船舶的浮力要比在靜水中小 , 因而不能處于平穩(wěn) , 船舶將 下沉 值 ; 而當(dāng) 船舯位于波峰, 一般此時船舶的浮力要比在靜水中大 , 船舶將 上浮 值；另外 , 由于船體艏艉線型不對稱 , 船舶仍將發(fā)生縱傾； 21. 麥卡爾假設(shè)的含義 : 確定船舶在波浪上的平穩(wěn)位置一般接受直接法 , 該方法就是由麥卡

9、爾提出的 , 故也稱 麥卡爾法； 該方法就是利用邦戎曲線來調(diào)整船舶在波浪上的平穩(wěn)位 置；因此 , 在運算時 ,1 要求船舶在水線鄰近就是直壁 線 2 同時船舶沒有橫傾發(fā)生； 即邦戎曲線在水線鄰近就是直 22. 靜波浪剪力與彎矩的標(biāo)準(zhǔn)運算方法 : 坦谷波理論；在實際運算時 , 取運算波長等于船長 , 并且規(guī)定按波峰在船中與波谷在船中兩種典型狀態(tài)進(jìn)行運算；傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)運算方法 : 將 船舶靜置于波浪上 , 即假想船舶以波速在波浪的傳播方向上航行 , 船舶與波浪處于相對 靜止?fàn)顟B(tài)；以二維坦谷波作為標(biāo)準(zhǔn)波形 , 運算波長等于船長 , 運算波高按有關(guān)規(guī)范或 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)選取；取波峰位于船中及波谷位于船中兩種狀態(tài)

10、分別進(jìn)行運算； 23. 運算狀態(tài) : 通常就是指在總縱強(qiáng)度運算中為確定最大彎矩所選取的船舶典型的裝載狀 態(tài) , 一般包括滿載,壓載,空載與按裝載方案可能顯現(xiàn)的最不利以及其它正常營運時 可能顯現(xiàn)的更為不利的裝載狀態(tài) 針對以上方法 當(dāng)波峰位于船舯時 , 此時船舯部浮力 較大 , 艏艉處浮力較小 , 船舶處于中拱狀態(tài) ; 當(dāng)波谷位于船舯時 , 此時船舯部浮力較小 , 艏 艉處浮力較大 , 船舶處于中垂?fàn)顟B(tài) , 如以下圖； 波面 靜水面 靜水面 波面 中拱 中垂 24. 船體撓度對靜水彎矩的影響 : 前面介紹浮力曲線的繪制時 , 假定船體梁沒有任何變形； , 實際上 , 船體梁在載荷的作用下會產(chǎn)生總縱

11、彎曲變形；因此 , 當(dāng)船體梁處于中拱狀態(tài)時 其中部浮力減小 , 而艏艉兩端浮力增大 相對于不考慮船體變形而言 , 于就是中拱彎曲 程度減弱 ; 反之 , 當(dāng)船體梁處于中垂?fàn)顟B(tài)時 , 其中部浮力增加 , 而艏艉兩端浮力減小 , 于就 是中垂彎曲趨于平緩；因此 , 船體撓度對靜水彎矩的影響就是 有利 的； 其次章 船體總縱強(qiáng)度運算 25. 船體總縱強(qiáng)度校核時 , 運算剖面的選取 : 為了進(jìn)行總縱強(qiáng)度校核 , 必需第一確定對哪些 剖面進(jìn)行運算；明顯 , 僅僅需要對可能顯現(xiàn)最大彎曲應(yīng)力的剖面進(jìn)行運算 , 這些剖面稱 為危急剖面或運算剖面； 運算剖面的挑選原就 : 1 由總縱彎曲力矩曲線可知 , 最大彎

12、矩 一般在船中 0, 4 倍船長范疇內(nèi) , 所以運算剖面一般應(yīng)挑選此范疇內(nèi)的最弱剖面 , 即有最 大的艙口或其它開口的剖面 , 如機(jī)艙,貨艙開口剖面； 2 船體骨架轉(zhuǎn)變處的剖面 , 上層 建筑端壁處的剖面 , 主體材料分布變化處的剖面 大的彎矩值的某些剖面； , 以及由于重量分布特別可能顯現(xiàn)相當(dāng) 26. 縱向強(qiáng)力構(gòu)件 : 縱向連續(xù)并能有效地傳遞總縱彎曲應(yīng)力的構(gòu)件； 27. 間斷構(gòu)件 : 長度較短不能完全有效的傳遞總縱彎曲應(yīng)力的構(gòu)件, 28. 上層建筑參與船體總縱彎曲的程度取決于哪些因素 : 長度超過 15% 船長 , 且長度大于 6倍自身高度的上層建筑以及同時受到不少于 3 個橫艙壁或類似結(jié)構(gòu)

13、支持的長甲板室 , 可 以認(rèn)為其中部能完全有效的參與抗擊總縱彎曲 , 但就是其端部參與抗擊總縱彎曲的程度 較小 , 需要扣除不參與抗擊總縱彎曲的構(gòu)件面積； 第 2 頁,共 6 頁船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí) 29. 最小剖面模數(shù) : 在一般船舶中 , 中與軸離船底比較近 , 一般稱強(qiáng)力甲板處的剖面模數(shù)為船 體剖面的最小剖面模數(shù)； 30. 總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似運算 : 畫出船體半剖面圖 ; 對縱向強(qiáng)力構(gòu)件進(jìn)行編號 ; 選取參考軸 ; 進(jìn)行表格運算 ; 確定剖面中與軸 ; 運算構(gòu)件 i 的總縱彎曲應(yīng)力；構(gòu)件 中的總縱彎曲應(yīng)力就是 iM Zi , 按上式求得的應(yīng)力稱為總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似 I 運算

14、值；總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似運算 , 僅僅就是一種強(qiáng)度方面的運算 , 其前提就就 是剖面上的構(gòu)件沒有失穩(wěn)； 31. 折減系數(shù) : cr , 板的臨界應(yīng)力與該板所受到的總縱彎曲的壓應(yīng)力之比來確定該板 i32. 33. 的折減系數(shù)； 1 剛性構(gòu)件 : 受壓不失穩(wěn)的剛性骨架梁,舭列板等相毗連的每一側(cè)寬度等于該板格短邊長 度 0, 25 倍的那一部分板； 柔性構(gòu)件 : 板格的其余部分在受壓后可能失穩(wěn) , 稱為柔性構(gòu)件；只能承擔(dān)等于臨界應(yīng)力 的壓應(yīng)力； 34. 折減面積 Ai : 構(gòu)件 i 需要折減的剖面積；該值等于板的剖面總面積減去屬于剛性構(gòu)件 部分的剖面積； 35. 在運算船體總縱彎曲的過程中 ,

15、逐步近似的緣由 : 從折減系數(shù)的運算公式可以瞧到 , 折 , 減系數(shù)的大小與總縱彎曲應(yīng)力有關(guān) , 而運算總縱彎曲應(yīng)力時又假定構(gòu)件的折減系數(shù)已知 因此總縱彎曲應(yīng)力的運算必定就是個逐步近似的過程；當(dāng)然 , 假如總縱彎曲的壓應(yīng)力均 未超過板的臨界應(yīng)力 , 就不必進(jìn)行折減運算 , 因而第一次近似運算求得的總縱彎曲應(yīng)力 , 就就是進(jìn)行強(qiáng)度校核的運算應(yīng)力； 36. 依據(jù)縱向構(gòu)件在傳遞載荷的過程中產(chǎn)生的應(yīng)力種類與數(shù)目 , 可將縱向構(gòu)件分為哪幾類 : 只承擔(dān)總縱彎曲 1 的縱向構(gòu)件稱為 第一類構(gòu)件 , 如不計甲板橫向載荷的上甲板 ; 同 時承擔(dān)總縱彎曲 1 與板架彎曲 2 的縱向構(gòu)件稱為 其次類構(gòu)件 , 如船

16、底縱桁,內(nèi)底板 ; 同時承擔(dān)總縱彎曲 1 ,板架彎曲 2 以及縱骨彎曲 3 的縱向構(gòu)件 ; 或者同時承擔(dān)總 縱彎曲 1 ,板架彎曲 2 以及板的彎曲 4 橫骨架式 的縱向構(gòu)件稱為 第三類構(gòu)件 , 如 縱骨架式中的縱骨與橫骨架式中的船底板 ; 同時承擔(dān)總縱彎曲 1 ,板架彎曲 2,縱 骨彎曲 3 以及板的彎曲 4 的縱向構(gòu)件稱為 第四類構(gòu)件 , 如縱骨架式中的船底外板；以 上各種彎曲 , 除總縱彎曲外均稱為局部彎曲； 37. 38. 開式剖面彎曲剪應(yīng)力的運算 : 由于船體中心線處甲板沒有與其它構(gòu)件相連接 , 故該處 剪 應(yīng)力等于零 , 這種結(jié)構(gòu)相當(dāng)于開式剖面結(jié)構(gòu) , 因此按公式 NS 即可求得剖

17、面上各點 It 的剪應(yīng)力； 許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)就是如何確定的 : 許用應(yīng)力就就是在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計時估量的各種工況下 , 結(jié)構(gòu)構(gòu)件所容許承擔(dān)的最大應(yīng)力值；在理論上 , 材料的極限應(yīng)力除以安全系數(shù)即得到許 用應(yīng)力值；在實際上 , 許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn) 就是依據(jù)艦船設(shè)計,建造與營運的體會 , 以及積存 的實船靜載測量與航行試驗結(jié)果 , 依據(jù)安全與經(jīng)濟(jì)的原就而確定的； 39. 極限彎矩 : MjWj 就是指船體剖面內(nèi)離開中與軸最遠(yuǎn)點的剛性構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到結(jié) 構(gòu)材料的屈服極限時 在受拉伸時 或構(gòu)件的臨界應(yīng)力時 在受壓縮時 , 船體剖面中所對 應(yīng)的總縱彎矩； j : 船體結(jié)構(gòu)材料的屈服極限 , 或距中與軸最遠(yuǎn)點的構(gòu)件的臨

18、界應(yīng) 力 cr ; Wj : 距中與軸最遠(yuǎn)點的構(gòu)件中的拉應(yīng)力等于材料的屈服極限時的船體最小剖面 模數(shù) , 或距中與軸最遠(yuǎn)點的構(gòu)件中的壓應(yīng)力等于該構(gòu)件的臨界應(yīng)力時的船體最小剖面模 數(shù)； 第 3 頁,共 6 頁船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí) 40. 過載系數(shù) n: Mjn , Mj極限彎矩 ; M船舶靜置于標(biāo)準(zhǔn)波浪上的運算彎矩 ;n 值的大 M小說明船體結(jié)構(gòu)所具有的承擔(dān)過載才能的大??；對于不同類型的船舶 ,n 值就是不同的 , 詳細(xì)要求見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)； 41. 為什么船體總縱強(qiáng)度的校核內(nèi)容需要包括極限彎矩 : 由于船體結(jié)構(gòu)除保證在正常航行 狀態(tài)中具有足夠的強(qiáng)度外 , 對某種意外的狀態(tài)也應(yīng)具有確定的強(qiáng)度儲備 ,

19、 船舶可能遇到 的意外情形多種多樣 , 如擱淺 , 碰撞 , 水下爆炸等； 這些情形下運算狀態(tài)的外力難于確 定； 因而需要用船體剖面中的極限彎矩來估量船體所需過載才能； 42. 船體總縱強(qiáng)度校核通常包括哪三項內(nèi)容 : 1 總合正應(yīng)力 總和 max 總和 2 剪應(yīng)力 3 極限彎矩 M jnM 運算 第三章 船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度運算 43. 帶板的寬度有哪兩種不同的定義 : 帶板 : 為估算骨架的承載才能 , 也應(yīng)當(dāng)把確定寬度的 板運算在骨架剖面中 , 這部分板稱為帶板或附連翼板；針對骨材的詳細(xì)運算要求 , 帶板 的寬度有兩種不同的定義與數(shù)值 :1 考慮骨材穩(wěn)固性時的 穩(wěn)固性帶板寬度 ;2 考慮骨 材

20、彎曲時的 強(qiáng)度帶板寬度 ； 44. 在校核船底外板的局部強(qiáng)度與穩(wěn)固性時 , 板的邊界條件如何選取 : 船底板被船底骨架分 成矩形板格 , 在板的外表面上作用著均布水壓力；由于相鄰板格的結(jié)構(gòu)以及所承擔(dān)的載 荷均對稱于支承周界 , 所以通?？梢哉J(rèn)為船底板的四邊就是剛性固定的；如以下圖 , 均 布載荷 q 作用下長邊為 a, 短邊為 b 的四邊剛性固定矩形板的撓度與彎矩的運算公式就 是 o x bay 45. 在校核船底縱骨的局部強(qiáng)度與穩(wěn)固性時 , 縱骨的力學(xué)模型如何選取 : 船底縱骨由肋板 支 持 , 由于縱骨自身結(jié)構(gòu)以及所承擔(dān)的載荷均對稱于肋板 固定在肋板上的單跨梁進(jìn)行運算 , 如以下圖； ,

21、所以可以把縱骨瞧作兩端剛性 第五章 型材剖面設(shè)計 46. 47. 48. 49. 50. 型材抱負(fù)剖面 : 由兩個面積各為 0, 5F 的翼板組成 , 沒有腹板 , 剖面最小剖面模數(shù)最大； 型材剖面利用系數(shù) : 實際剖面模數(shù) W 與抱負(fù)剖面模數(shù) W0 的比值 W 稱為剖面的利 W0 用系數(shù) , 值越大 , 剖面材料的利用率就越高； 型材剖面模數(shù)的比面積 : 剖面面積 F 與剖面模數(shù)的無因次比Cw 稱為型材剖面模數(shù)的 值 比面積 , 即 Cw F 2 W 3； 型材慣性矩的比面積 : 剖面面積 F 與剖面慣性矩的無因次比值 Ci 稱為型材慣性矩的比 面積 , 即 Ci F ； I 12型材剖面要

22、素的運算 : 型材要素 : 剖面面積 , 剖面模數(shù) 與 剖面慣性矩； 剖面中與軸到參 考軸的距離 : eB ; 剖面對中與軸的慣性矩 A : I C 2 Ae CeB : 剖面模 第 4 頁,共 6 頁船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí) 數(shù) : W I W hI e；在推導(dǎo)公式時 , 假定板厚比剖面高度小得多 , 翼板自身的 e慣性矩可以忽視不計；取通過小翼板形心的軸線作為參考軸 A f1 f 2 f , 就 剖面面積 A 以及其對參 考軸的靜矩 B 可以表示為 B f2 h 1fh , 剖面中與軸到參考軸的距離 h1 就是 2h1 B hf 2 1f f , 剖面對中與軸的 慣性矩 就是 2A f1 f2 I 2 f2 h f h22 fh 2 Ah1 , 212 51. 影響型材總穩(wěn)固性的主要因素 : 當(dāng)橫向載荷超過某一限度時 , 型材將會在它的最小剛性 平面內(nèi)彎曲而丟失整體穩(wěn)固性；這種丟失穩(wěn)固性