船舶结构强度第二次课程大作业
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图示为某船舶横剖面结构示意图。请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为9.0×107N·m，考虑折减系数计算总纵弯曲应力。
解：计算过程如下面所示：
1.计算载荷
计算弯矩M=9.0*107 N·m
2.船体材料
计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限σY= 235Mpa。
3.许用应力
（1）总纵弯曲应力[σ]= 0.5σY
（2）总纵弯曲与板架局部弯曲合成应力的许用应力：
在板架跨中[σ
1+ σ
2
]=0.65σ
Y
在横舱壁处 [σ1+σ2]=σY
4、总纵弯曲正应力第一次计算
(1) 根据图示肋骨剖面计算简图，对其中构件进行编号。然后将与图中编号对应的各强力构件尺寸填入下表中。船体剖面要素及第一近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。
构
件编号构件
名称
构件
尺寸
构建
剖面
积Ai
距参考
轴距离
Z
i
（m）
静力矩
A
i
·Z
i
惯性矩
A
i
·Z
i
2
构件
自身
惯性
矩
距中
和轴
距离
（m）
总纵弯
曲应力
(N/mm2)
1 甲板
纵桁
1//2 18.4 4.26 78.384
333.91
584
0.073
2
2.646
347.392
89807
2 上甲
板
5x28
00
140 4.4 616 2710.4 不计 2.786
358.809
56609
3 上甲
板纵
骨
（80
x22x
5）
x11
64.2
4
4.4
282.65
6
1243.6
864
0.028
853
2.786
358.809
56609
4 上甲
板纵
桁
8x28
0/12
x120
36.8 4.26
156.76
8
667.83
168
0.146
3
2.645
98449
215.773
76062
5 甲板
边板
6x24
00
144 4.4 633.6
2787.8
4
不计
2.785
98449
227.190
42863
6 舷顶
列板
6x24
00
144 3.2 460.8
1474.5
6
不计
1.585
98449
129.333
27424
7 舷侧
板
10x2
000
200 1 200 200 不计
-0.61
40155
1
-50.071
508798
8 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 4 23.36 93.44 不计
2.385
98449
194.571
37717
9 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 3.6 21.024
75.686
4
不计
1.985
98449
161.952
32571
10 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 3.2 18.688
59.801
6
不计
1.585
98449
129.333
27424
11 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 2.8 1
6.352
45.785
6
不计
1.185
98449
96.7142
22782
12 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 2.4 14.016
33.638
4
不计
0.785
98449
64.0951
7132
13 舷侧
纵桁
8x28
0/12
x120
36.8 2 73.6 147.2
0.017
28
0.385
98449
31.4761
19857
14 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 1.6 9.344
14.950
4
不计
-0.01
40155
1
-1.1429
316049
15 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 1.2 7.008 8.4096 不计
-0.41
40155
1
-33.761
983067
16 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 0.8 4.672 3.7376 不计
-0.81
40155
1
-66.381
03453
17 舷侧
纵骨
10x2
000
5.84 0.4 2.336 0.9344 不计
-1.21
40155
1
-99.000
085992
18 船底
板
10x5
200
520 0 0 0 不计
-1.61
40155
1
-131.61
913745
19 船底
桁纵
骨
（10
0x26
x6）
/2
4.31
5
0.5 2.1575
1.0787
5
不计
-1.11
40155
1
-90.845
323126
20 船底
桁纵
骨
(100
x26x
6)/2
4.31
5
0.25
1.0787
5
0.2696
875
不计
-1.36
40155
1
-111.23
223029
21 中底
桁
8x75
0/12
40.8 0.375 15.3 5.7375
0.351
6
-1.23
90155
-101.03
877671
x180 1
22 旁底
桁
（8x
750/
12x1
80）
x3
244.
8
0.375 91.8 34.425
2.109
3
-1.23
90155
1
-101.03
877671
23 船底
桁纵
骨
(100
x26x
6)x3
25.8
9
0.5 12.945 6.4725 不计
-1.11
40155
1
-90.845
323126
24 船底
桁纵
骨
(100
x26x
6)x3
25.8
9
0.25 6.4725
1.6181
25
不计
-1.36
40155
1
-111.23
223029 总和
A=17
02.8
1
B=2748
.36175
C=9951
.41948
25
2.726
533
在计算中，参考轴取在基线处。利用上表中的数据可得：
第一次近似中和轴距参考轴的距离为：
Δ=2748.3615/1702.81=1.614 m
所以，第一次近似中和轴距基线的距离为1.614m。
船体剖面对水平中和轴的惯性矩为：
I=2*[9951.4194825+2.72653-(2748.36175)^2/1702.81]=11036.49505 cm2·m2剖面上各构件的应力为：
бi=（M·Z i'/I）/100 （N/mm2）
上式中Zi'=Zi-Δ; 依据此式，将上述表格后两列计算出并填入。
2、临界应力计算
由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。
纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算：
б
cr =76（b t /100)2
(N/mm 2
)
板格临界应力计算见下表：
构件名称 构件编号 板有效性
板短边b （cm ） 板厚度t （cm ） （100t/b ）2
板的临界应力бcr （N/mm 2
） 甲板纵桁 1 1/2 12 1.2 100 7600 甲板板
2
1 40 0.5 1.5625 118.75 甲板纵桁 4 1 1
2 1.2 100 7600 甲板边板 5 1 40 0.6 2.25 171 舷顶列板 6 1 40 0.6 2.25 171 舷侧列板 7
1
40
1
6.25
475
3.船体总纵弯曲应力第二次近似计算
1）剖面折减系数计算
已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件，则
β
σ
σ
?·i
cr
=
上式中， cr
σ
—板格的临界应力
i
σ—与所计算的板在同一水平线上的刚性构件总纵弯
曲压应力的绝对值
β
—
系数，；，则取若11,752=>-
=βββt
b
b —纵骨间距；
计算如下表：
构件名称构件
编号
板短
边b
（cm
）
板厚
t
（cm
）
应力（N/mm^2）
β折减系数?1-?
临界
应力
板架总
纵弯曲
应力
上甲板2 40 0.5
118.
75
358.809
5661
0.93333
333333
0.30889180
168
0.69110
819832
甲板边板3 40 0.6 171
227.190
4286
1
0.75267255
339
0.24732
744661
2）总纵弯曲应力第二次近似计算
由上表知本船在波谷位置时，甲板板发生折减。船体剖面要素第二次近似计算在下表中完成：
构件编号构件
名称
构
件
尺
寸
mm
剖面
积
cm2
折
减
系
数
ψ-1
折减剖面
积Ai（ψ
-1）（cm2）
距参
考轴
距离
Zi
（m）
静力矩
（cm2·m
）
惯性矩
（cm2·m
2）
自身惯
性矩 i
（cm2·m
2）
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) （11）
第一
次近
似计算结果1702.81
1.61
4
2748.361
75
9951.41
9483
2.72653
3
2 上甲
板
5*2
800
140
0.3
088
918
02
-0.6
9110
8198
-96.7551
4772
2.78
6
-269.559
84155
-750.99
371855
3
甲板
边板
6*2
400
144
0.7
526
725
53
-0.2
4732
7447
-35.6151
52368
2.78
6
-99.2238
14497
-276.43
754719
求和
Σ
A
1
=1570.
4396999
B
1
=2379.
578094
C
1
=8926.
7147503 由上表可得第二次近似中和轴距参考轴距离为：
Δ1=B1/A1=2379.578094/1570.4396999=1.5152 m
因此，第二次近似中和轴距基线为1.5152 m。
各构件距中和轴的距离为：
Z i'=Z1-Δ 1
剖面惯性矩为：
I1=2[8926.7147503-(2379.578094)2/1570.4397]=10642.21cm2·m2 第二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：
бi=（M·Z i'/I1）/100（N/mm2）
计算结果如下表示：
构件编号构件名称距参考
轴距离
Z
i
(m)
距中和轴距离
（m）
总纵弯曲应力
(N/mm2)
许用应力
[б](N/mm2)
1 甲板纵桁 4.26 2.7448 -223.8319311
3
117.6
2 上甲板 4.4 2.8848 -235.2485991
5
117.6
3 上甲板纵
骨
4.4 2.8848
-235.2485991
5
117.6
4 上甲板纵
桁
4.26 2.7448
-223.8319311
3
117.6
5 甲板边板 4.4 2.8848 -235.2485991
5
117.6
6 舷顶列板 3.2 1.6848 -137.3914447
6
117.6
7 舷侧板 1 -0.5152 42.013338284 117.6
8 舷侧纵骨 4 2.4848 -202.6295476
8
117.6
9 舷侧纵骨 3.6 2.0848 -170.0104962
2
117.6
10 舷侧纵骨 3.2 1.6848 -137.3914447
6
117.6
11 舷侧纵骨 2.8 1.2848 -104.7723933 117.6
12 舷侧纵骨 2.4 0.8848 -72.15334183
5
117.6
13 舷侧纵桁 2 0.4848 -39.53429037
2
117.6
14 舷侧纵骨 1.6 0.0848 -6.91523891 117.6
15 舷侧纵骨 1.2 -0.3152 25.703812552 117.6
16 舷侧纵骨0.8 -0.7152 58.322864015 117.6
17 舷侧纵骨0.4 -1.1152 90.941915477 117.6
18 船底板0 -1.5152 123.56096694 117.6
19 船底桁纵
骨
0.5 -1.0152 82.787152611 117.6
20 船底桁纵
骨
0.25 -1.2652 103.17405978 117.6
21 中底桁0.375 -1.1402 92.980606193 117.6
22 旁底桁0.375 -1.1402 92.980606193 117.6
23 船底桁纵
骨
0.5 -1.0152 82.787152611 117.6
24 船底桁纵
骨
0.25 -1.2652 103.17405978 117.6
船体强度与结构设计复习材料 绪论 1.船体强度：是研究船体结构安全性的科学。 2.结构设计的基本任务：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构建的尺寸和连接方式，在保证具有充足的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 3.全船设计过程：分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段。 4.结构设计应考虑的方面：①安全性；②营运适合性；③船舶的整体配合性；④耐久性；⑤工艺性；⑥经济性。 5.极限状态：是指在一个或几个载荷的作用下，一个结构或一个构件已失去了它应起的各种作用中任何一种作用的状态。 引起船体梁总纵弯曲的外力计算 船体梁：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁。 总纵弯曲：船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。 引起船体梁总纵弯曲的主要外力：重力与浮力。 船体梁所受到的剪力和弯矩的计算步骤： ①计算重量分布曲线平p(x)； ②计算静水浮力曲线bs(x)； ③计算静水载荷曲线qs(x)=p(x)-bs(x)； ④计算静水剪力及弯矩：对③积分、二重积分； ⑤计算静波浪剪力及弯矩： ⑥计算总纵剪力及弯矩：④+⑤。 重量的分类： ①按变动情况来分：不变重量（空船重量）、变动重量（装载重量）； ②按分布情况来分：总体性重量（沿船体梁全场分布）、局部性重量（沿船长某一区段分布）。静力等效原则： ①保持重量的大小不变；②保持重心的纵向坐标不变； ③近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。 浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线。 载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。载荷、剪力和弯矩之间的关系： ①零载荷点与剪力的极值相对应、零剪力点与弯矩的极值相对应； ②载荷在船中前后大致相等，故剪力曲线大致是反对成的，零点靠近船中，在首尾端约船长的1/4处具有最大正、负值； ③两端的剪力为零，弯矩曲线在两端的斜率为零（与坐标轴相切）。 计算状态：指在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态，一般包括满载、压载、空载等和按装载方案可能出现的最为不利以及其它正常营运时可能出现的更为不利的装载状态。 挠度及货物分布对静水弯矩的影响： ①挠度：船体挠度对静水弯矩的影响是有利的；
1波浪包括哪些要素？并叙述在实际计算时各个波浪要素的选取方法。 答：波浪要素包括波形、波长与波高。 在实际计算时，波形为坦谷波, 取计算波长等于船长，波高随船长变化，并且规定按波峰在船舯和波谷在船舯两种典型状态进行计算。 2试简述浮力曲线的绘制方法 答：浮力曲线是指船舶在某一装载状态下(一般为正常排水量状态)，浮力沿船长分布状况的曲线。浮力曲线的纵坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力值，其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心纵向坐标即为浮心的纵向位置。通常根据邦戎曲线求得浮力曲线。下 . 图为邦戎曲线及获得的浮力曲线 浮态第一次近似计算 根据静水力曲线去确定相应与给定排水量时的平均吃水dm、浮心纵向坐标xb、水线面漂心坐标xf 以及纵稳心半径R。 由于实船的R远大于KC，所以 确定了首尾吃水之后，利用邦戎曲线求出对应于该吃水线时的浮力分布，同时计算出总浮力及浮心纵向坐标。如果求得的这两个数值不满足精度要求，则应作第2次近似计算。 浮态第二次近似计算 1
A-水线面面积 若浮心与重心的纵向坐标之差不超过船长L 的0.1%，排水量与给定的船舶重量之差不超过排水量的0.5%，则认为调整好了,由此产生的误差不超过5%M max ，应根据最后一次确定的首尾吃水求出浮 力分布曲线。 3若被换算构件的剖面积为ai ，其应力为σi ，弹性模量为Ei ；与其等效的基本材料的应力为σ，弹性模量为E ，根据变形相等且承受同样的力P ，则与其等效的基本材料的剖面积为a 为多少？ 答：aE P E a P E E i i i i ====εσσε或 所以E E a a i i ?= 4按照纵向构件在传递载荷过程中产生的应力种类和数目，将纵向强力构件可分为哪几类？ 答：只承受总纵弯曲的纵向构件，称为第一类构件，如不计甲板横荷重的上甲板纵向构件。同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向构件，称为第二类构件，如船底纵桁、内底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向构件，或者同时承受总纵弯曲、板架弯曲及板格弯曲（横骨架式）的纵向构件，称为第三类构件，如纵骨架式中的船底纵骨或横骨架式中的船底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板格弯曲的纵向构件，称为第四类构件，如纵骨架式中的船底板。 5已知纵骨架式船底外板的板架弯曲应力为σ2=+-300, 欧拉应力为σE=800 总纵弯曲应力为σ1=-1000, 试计算该板的折减系数φ 答： 1.11000 30080012=+=+=σσσ?E 实取1=? 5.0100030080012=-=-= σσσ?E 实取5.0=?
1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和（或）载 荷效应，并且在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。此外，结构在正常使用时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。 2、船体强度计算包括： （1）确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即外力问题；外载荷 （2）确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦或求载荷效应的极限值），即内力问题。响应 （3）确定合适的强度标准，并检验强度条件。衡准（结构的安全性衡准都普遍采用确定性的许用应力法） 3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。 4、结构的安全性是属于概率性的。 5、把船体当做一根漂浮的空心薄壁梁（成为船体梁），从整体上研究其变形规律和抵抗破坏 的能力，通常成为总强度。总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。 6、作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为：总体性载荷、局部性载荷。 按载荷随时间变化的性质可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。 7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。 局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。 冲击载荷，是指在非常短的时间内突然作用的载荷，例如砰击。 8、结构设计的基本任务是：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接 方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 9、船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个阶段，即初步设计、详细设计和生产设计。 10、结构设计应考虑：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。 11、大多数结构的优化设计都以最小重量（或最小体积）作为设计的目标。但是，减小结构 尺寸、降低结构重量，往往会增加建造工作量，从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。因此，应该研究怎样才能达到降低结构重量和降低初始成本这两个目标的最佳配合。 1、船体重量按分部情况来分可以分为：总体性重量、局部性重量。 按变动情况分可以分为：不变质量和变动质量。 2、对于船体总纵强度的计算状态，选取满载：出港、到港；压载：出港、到港；以及装载 手册中所规定的各种工况作为计算状态。 3、计算波浪弯矩的船体标准计算方法是以二维坦谷波作为标准波形的，计算波长等于船长。 4、计算波浪弯矩时，确定船舶在波浪上平衡位置的方法一般有逐步近似法和直接法两种， 直接法又称为麦卡尔法。 5、史密斯修正：计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响，即考虑波浪动水压力影响对 浮力曲线所做作的修正，称为波浪浮力修正，或称史密斯修正。 6、船体梁：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简称船 体梁。 7、船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲，称为总纵弯曲。船体抵抗总纵弯 曲的能力，成为总纵强度（简称纵强度）。 8、波浪附加剪力、波浪附加弯矩完全是由波浪产生的附加浮力（相对于静水状态的浮力增 量）引起的，简称波浪剪力和波浪弯矩。
船体强度与结构设计 ------第二次大作业 班级： 姓名： 学号：
题目：图示为某船舶横剖面结构示意图。请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为×107N ·m ，考虑折减系数计算总纵弯矩应力。 解答： 一、计算依据 1、计算载荷 计算弯矩 7 9.010m M N =?? 2、船体材料 计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限=235a Y MP σ 3、许用应力 （1）总纵弯曲许用应力 []0.5Y σσ= (2)总纵弯曲与板架局部玩去合成应力的许用应力： 在板架跨中 12[+]0.65Y σσσ= 在横仓壁处 12[+]Y σσσ=
二、总纵弯曲正应力计算 1、总纵弯曲正应力第一次近似计算 肋骨剖面计算简图如题图所示。将图中个强力构件编号并将其尺寸填入表中。船体剖面要素及第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。
在计算中，参考轴取在基线处。利用上表中的数据可得第一次近似中和轴距参考轴的距离为： =2748.361702.81=1.614m ?÷ 所以，第一次近似中和轴距基线的距离为 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为： 222=2(9951.42138.512748.361702.81)11308.1cm m I ?+-÷=? 剖面上各构件的应力为： ' i i = /100M Z I σ 式中'i i Z Z =-? 2、临界压力计算 由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。 纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算： 2 10076( )cr t b σ= 3、船体总纵弯曲应力第二次近似计算 （1）剖面折减系数计算 已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件 cr i σ?βσ= 式中 cr σ——板格的临界应力
机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2020年春《船舶与海洋结构物结构强度》 期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：200分。 一、单项选择题（本大题共11小题，每小题2分，共22分） 1、船体结构设计最后一个阶段是（）。 A．初步设计 B．详细设计 C．生产设计 D．分段设计 答案：C 2、船体总纵强度计算中，选取的计算波长与船长的关系是（）。 A．计算波长小于船长 B．计算波长大于船长 C．计算波长等于船长 D．没有关系 答案：C 3、许用应力与结构发生危险状态时材料所对应的极限应力值相比，存在如下哪种关系？（） A．许用应力等于极限应力值 B．许用应力大于极限应力值 C．许用应力小于极限应力值 D．许用应力与极限应力值没关系 答案：C 4、扭矩曲线和扭矩分布曲线的关系为（）。 A．扭矩曲线为扭矩分布曲线的一次积分 B．扭矩分布曲线为扭矩曲线的一次积分 C．扭矩曲线为扭矩分布曲线的二次积分 D．扭矩分布曲线为扭矩曲线的二次积分 答案：A 5、自升式平台着底状态的总体强度计算一般是以哪种工况作为设计工况（） A．拖航工况 B．放桩和提桩工况
C．满载风暴工况 D、桩腿预压工况 答案：C 6、对于半潜式平台，下列哪种工况每一构件上的载荷只有均布载荷和集中载荷（）A．平台满载、静水、半潜吃水 B．平台满载、静水、半潜吃水，但平台有一定升沉运动 C．平台满载、静水、半潜吃水，但平台有一定升沉运动，且平台处于井架大钩有集中载荷时的钻井作业状态 D．平台满载、设计风暴、半潜吃水、横浪，且设计波长等于2倍平台宽度，波峰位于平台中心线上 答案：A 7、平台结构在空气中的重量属于下列哪种载荷（） A．固定载荷 B．活载荷 C．环境载荷 D．施工载荷 答案：A 8、极限弯矩对应的极限状态是以什么量为衡准的（） A．结构受力达到许用应力 B．结构受力达到屈服极限 C．结构受力达到许用应力的0.9倍 D．结构受力达到屈服极限的0.9倍 答案：B 9、已知扭矩为60Nm，在此扭矩作用下扭转角度为0.1弧度。则船体的扭转刚性为（）A．300弧度/（牛米） B．400弧度/（牛米） C．500弧度/（牛米） D．600弧度/（牛米） 答案：D 10、导管架在海上利用驳船运输的过程中受到哪些力的作用（）
《船体结构与强度设计》复习题 一、判断题 1、长期以来，总强度一直是船体结构强度校核的主要方面。（√） 2、强度标准设计又称为计算设计方法，是目前应用比较广泛的方法。（√） 3、船舶除具有一定的强度外，还必须具有一定的刚度。（√） 4、对那些抗扭刚度较低的船体来说，扭转强度的研究就显得十分必要。（√） 5、在单跨梁的弯曲理论中，我们规定弯矩在梁的左断面逆时针为正，在梁的右断面顺时针为正，反之为负。（√） 6、在材料力学中，多数是根据剪力方程与弯矩方程或根据载荷、剪力与弯矩三者之间的微积分关系来画剪力图与弯矩图，在结构力学中也是一样。（×） 7、通过在方程中引入初始点的弯曲要素值来求解梁挠度曲线方程的方法叫做“初参数法”。（√） 8、如果梁上受到几个载荷共同作用时，就可以用“叠加原理”来进行计算。（√） 9、求解静不定梁往往是利用弯曲要素表，并通过变形协调条件来进行，而不能利用“初参数法”。（×） 10、在船体结构中，除了少数的桁架结构外，大多数的结构都是以弯曲变形为主的静不定杆系，例如连续梁、刚架及板架等属于这类杆系。（√） 11、变形连续条件就是变形协调条件。（√） 12、交叉梁系中不受任何外载荷作用的杆系称为无载杆。（√） 13、从原则上讲，力法可以解一切静不定结构。（√） 14、在船体结构计算中，常将甲板纵骨与船底纵骨视作连续梁，而甲板横梁与船底肋板作为它们的弹性支座。（×） 15、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。（√） 16、位移法中关于弯曲要素正负号的规定与力法中的规定一样。（×） 17、节点平衡方程又叫位移法方法，且此方程为正则方程。（√） 18、在弯矩分配法基本结构下，连接于节点的各杆杆端的固端弯矩一般来说相互平衡，即作用于节点上的固端弯矩之和等于零。（×） 19、和位移法相比，弯矩分配法可以使问题简单化，因为绕过了求节点转角这一步而直接求出杆端弯矩。（×） 20、正则方程就是力的互等定理的反应。（√） 21、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。（√） 22、最小变形能定理，又称最小功原理，是莫尔定理的特殊情况。（×） 23、广义位移应理解为杆件在变形中广义力作用点处沿力作用方向的位移，广义力与广义位移永远成线性关系。（×） 24、运用能量法能够解决结构的位移问题，也能解决静不定问题。（√） 25、若杆件横断面对于两个主对称轴的惯性矩不同，则杆在失稳时总是在刚度最大的平面中弯曲。（×） 26、在造船界，通常把杆件在弹性范围外失稳的力叫做临界力，以区别弹性范围内失稳的欧拉力。（√） 27、对于高强度钢与普通钢，虽然具有相同的弹性模量，但具有不同的屈服极限，因此用这两种材料做成的杆件，尽管其断面形式相同、跨度相同、固定情况相同，他们的欧拉力是不同的。（×） 28、对于任意多跨连续梁，只要其每个跨度是等距、等断面的，并且两端是自由支持的，这时不论跨度有多少，其欧拉力都等于每跨单独时的欧拉力。（√）
复习思考题 1.船体强度计算的主要内容是什么？船舶结构 的主要特点是什么？船舶结构主要的骨架型式有哪些？它们的主要优缺点？一般的应用原则是什么？ 2.船舶结构主要的纵向强力构件、横向构件有 哪些？它们的主要作用是什么？ 3.作用在船舶结构上的主要载荷类型有哪些？ 每种类型载荷的典型例子是什么？ 4.船舶结构的主要失效形式有哪些？每种失效 形式的主要影响因素有哪些？ 5.船舶结构设计的一般过程或步骤是什么？ 6.船体梁中剪力和弯矩产生的原因是什么？剪 力和弯矩沿船长分布的特点？典型载荷曲线、剪力曲线、弯矩曲线的绘制。 7.传统静波浪剪力和弯矩标准计算的要点是什 么？中拱、中垂的含义？ 8.熟练掌握典型重力、浮力分布情况下，船体 梁中剪力、弯矩的计算方法。 9.总纵强度校核计算时通常选取哪些计算剖面 进行总纵强度校核？
10.船体总纵弯曲应力沿剖面高度分布的规律是 什么？剖面中最大总纵弯曲拉伸、压缩正应力发生的位置？剖面中最大剪应力发生的位置？ 11.剖面折减、折减系数的概念？为什么要进行 总纵弯曲应力的多次迭代计算？ 12.船体构件多重作用的定性分析，船底构件应 力合成计算剖面的选取分析。 13.船体极限弯矩的基本含义是什么？ 14.熟练掌握简化船体剖面中总纵弯曲正应力、 剪应力的计算。 15.船舶开口剖面剪力中心的位置？船体在哪些 情况下受到扭矩作用？典型扭矩曲线的绘制。 16.翘曲的含义？为提高大开口船舶抗扭刚度采 取什么结构措施比较有效？ 17.典型构件如甲板纵骨、船底纵骨强度、稳定 性计算模型是什么？船底板、甲板板强度、稳定性计算模型是什么？典型板架强度计算模型是什么？ 18.船体骨架附连带板的概念，剪切滞后和带板 宽度？
大工17秋《船舶与海洋结构物结构强 度》在线作业2
1: 单选题(5分) 钻井平台结构一般都采用（）的空间钢架形式，各种梁元的最大受力状态并不对应于同一波浪状态。 A: 管状 B: 板状 2: 单选题(5分) 中垂状态下，（）中的应力首先达到屈服极限。 A: 船首 B: 船尾 C: 船底 D: 甲板 3: 单选题(5分) 剖面模数的物理意义是体结构抵抗（）能力的一种几何特性 A: 扭转变形 B: 弯曲变形 C: 剪切变形 D: 拉伸变形 4: 单选题(5分) 半潜式平台刚架计算的主要问题是（） A: 确定各梁元的应力 B: 确定各梁元的挠度 C: 确定各梁元的位移 D: 确定各梁元的应变 5: 单选题(5分) 剪切挠度一般在弯曲挠度的（）左右，所以通常不计算。 6: 多选题(5分) 下列关于极限弯矩的说法，正确的有（）。 A: 极限弯矩表征船体能承受的最小载荷。 B: 极限弯矩表征船体能承受的最大载荷。 C: 用极限弯矩来估计船体所具有的过载能力。 D: 极限弯矩值越大越好。 ,C 7: 多选题(5分)
扭转强度计算假定有（） A: 船体前后对称与中剖面的 B: 在静水水线和波浪水线间的范围内的船侧是直臂型的 C: 波形是余弦性的 D: 船体在波浪上斜置时没有横纵倾角了 ,B,C,D 8: 多选题(5分) 桩腿除了受到风、浪、流等的环境载荷、自身的重量和浮力外还受到（）。 A: 船体对桩腿的作用力矩 B: 船体对桩腿的水平剪力 C: 船体对桩腿的轴向力 D: 桩腿底部的垂直反力与水平反力 ,B,C,D 9: 多选题(5分) 海底基础对自升式平台的桩腿的转动约束可用一个转动弹簧来表示，此转动弹簧的刚度系数的确定取决于（）？ A: 海域的海况 B: 海底土壤的特性 C: 插桩深度 D: 桩腿箱的形状 ,C,D 10: 多选题(5分) 挠度过大的时候，可能造成的影响有哪些？（） A: 影响主机、轴系的运转。 B: 影响到舾装件的安装。 C: 影响到仪表的使用。 D: 影响到上层建筑端部由于应力集中而破坏。 ,B,C,D 11: 判断题(5分) 单位长度扭角即扭率。 A: 错误 B: 正确 12: 判断题(5分) 在实际上，许用应力标准是根据舰船设计、建造和营运的经验，以及积累的实船静载测量和航行试验结果，根据安全和经济的原则而确定的。 A: 错误 B: 正确
思考题 1.依据“建造规范”与依据“强度规范”设计船体结构的方法有什么不同？它们各有何优缺点 答：建造规范：根据规范确定最小尺寸，设计尺寸不应小于最小尺寸 优点：安全、简便。缺点：不易反应具体船舶的特点及新技术成果。 强度规范：又分直接设计和间接设计，前者是依据]/[max σM W =来确定构件尺寸，后者参考母型取定构件尺寸，再计算max σ与][σ相比较，修改尺寸。 优点：合理，反映具体的船舶特点。缺点：计算工作量大 2.为什么要将船体强度分为“总强度”和“局部强度”？其中“局部强度”与“局部弯曲”的含义有何不同？ 答：总强度是把整个船体看做一个整体来研究其强度，局部强度是研究组成船体的某些部分结构、节点及其组成构件的强度问题，一般在总强度校核已进行的前提下，对局部强度进行分析，以确定结构布置原则和决定构件尺寸。局部弯曲是考虑将总纵弯曲应力计入的总应力，而局部强度还得将总应力与][σ相比较，进行强度校核。 3.如何获得实际船舶的重量分布曲线？ 答：通常将船舶重量按20个理论站距分布（民船尾－首，军船首－尾编排），用每段理论站距间的重量作出阶梯形曲线，并以此来代替重量曲线。作梯形重量曲线时，应使每一项重量的重心在船长方向坐标不变，其重量分布范围与实际占据的范围应大致对应，而每一项理论站距内的重量则当做是均匀的。最终，重量曲线下所包含的面积应等于船体重量，该面积的形心纵向坐标应与船体重心的纵向坐标相同。 4.说明计算船舶静水剪力、弯矩的原理及主要步骤。 答：原理：认为船是在重力、浮力作用下平衡于波浪上一根梁 步骤：（1）确定平衡水线位置（2）根据梯形法、围长法等得出船舶重量分布曲线w(x)，根据邦戎曲线得出某一吃水下的浮力曲线b （x ），计算载荷曲线q(x)=w(x)-b(x)，根据∫=x dx x q x N 0)()(计算船舶静水剪力，∫∫=x x dxdx x q x M 00)()(计算静水弯矩 5.“静置法”对计算波浪的波型、波长、波高以及与船舶的相对位置作了怎样的规定？ 答：对于“静置法”，标准波浪的波形取为坦谷波，计算波长等于船长，波高则随波长变化。波船相对位置：中拱（波峰在船舯）和中垂（波谷在船舯）两种典型状态。 6.按照“静置法”所确定的载荷来校核船体总纵强度，是否反映船体的真实强度，为什么？答：按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度，不反映船体的真实强度，因为海浪是随机的，载荷是动态的，而且当L 较大时载荷被夸大，但具有相互比较的意义 7.依据ｑ－Ｎ－Ｍ关系解释在中拱和中垂波浪状态下，通常船体波浪弯矩总是舯剖面附近最大，这一结论是否适用于静水弯矩？ 答：适用于静水弯矩，将船近似为自由－自由梁，受垂向载荷作用，易知船体弯矩是舯剖面附近最大 8.在初步设计阶段，如何应用“弯矩系数法”来决定船体的最大波浪弯矩和剪力？ 答：在初步设计阶段，通过参考母型船，估计一个主尺度D 、L ，在中拱、中垂两种情况下，由max )/(w M DL K =，得出K DL M w /)(max =其中中垂K ，中拱K 的值约15－35，而max )(w N 由max )(w N =L M w /)(5.3max 得出
复习题 第一章（重点复习局部载荷分配、静水剪力弯矩的计算绘制） 1、局部载荷是如何分配的？ （2理论站法、3理论站法以及首尾理论站外的局部重力分布计算） P P P =+21 a P L P P ?=?+)(2 121 由此可得： ?? ? ?? ?? ?-=?+=)5.0()5.0(21L a P P L a P P 分布在两个理论站距内的重力 2、浮力曲线是如何绘制的？ 浮力曲线通常按邦戎曲线求得，下图表示某计算状态下水线为W-L 时，通常 根据邦戎曲线来绘制浮力曲线。为此，首先应进行静水平衡浮态计算，以确定船舶在静水中的艏、艉吃水。
帮戎曲线确定浮力曲线 3、M、N曲线有何特点？ (1) M曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的弯矩应为零，亦即弯矩曲线在端点处是封闭的。此外，由于两端的剪力为零，即弯矩曲线在两端的斜率为零，所以弯矩曲线在两端与纵坐标轴相切。 (2) N曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的剪力应为零，亦即剪力曲线在端点处是封闭的。在大多数情况下，载荷在船舯前和舯后大致上是差不多的，所以剪力曲线大致是反对称的，零点在靠近船舯的某处，而在离艏、艉端约船长的1/4处具有最大正值或负值。 5、计算波的参数是如何确定的？ 计算波为坦谷波，计算波长等于船长，波峰在船舯和波谷在船舯。 采用的军标GJB64.1A中波高h按下列公式确定： 当λ≥120m时， 当60m≤λ≤120m时，当λ≤60m时， 20 λ = h（m） 2 30 + = λ h（m） 1 20 + = λ h（m） 6、船由静水到波浪中，其状态是如何调整的？ 船舶由静水进入波浪，其浮态会发生变化。若以静水线作为坦谷波的轴线，当船舯位于波谷时，由于坦谷波在波轴线以上的剖面积比在轴线以下的剖面积小，同时船体中部又较两端丰满，所以船在此位置时的浮力要比在静水中小， 因而不能处于平衡，船舶将下沉ξ值；而当船舯在波峰时，一般船舶要上浮一些。 另外，由于船体艏、艉线型不对称，船舶还将发生纵倾变化。 7、麦卡尔假设的含义。 麦卡尔方法是利用邦戎曲线来调整船舶在波浪上的平衡位置。因此，在计算 时，要求船舶在水线附近为直壁式，同时船舶无横倾发生。根据实践经验，麦 卡尔法适用于大型运输船舶。 第二章 （重点复习计算剖面的惯性矩、最小剖面模数是如何的计算、折减系数、极限弯矩的计算）1、危险剖面的确定。 危险剖面： 可能出现最大弯曲应力的剖面，由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在 船中0.4倍船长范围的，所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—既有最大
船舶总纵强度计算 班级：船海1301 姓名：禹宗昕 学号：U201312263 完成日期：2016.4.18 一．计算依据 1.横剖面图和尺寸 图1.1 横剖面图和尺寸 注：6,18分别为全部的甲板纵骨和船底纵骨；20,21分别为统一水平高度的加强筋。 2.计算载荷 中垂，计算弯矩M=9.0×107N·m 3.船体材料 计算剖面所有的构件均采用低碳钢，屈服极限σr=350N/mm2 4.总纵弯曲许用应力[σ]=0.5σr 二．总纵弯曲正应力
1.总纵弯曲正应力第一次近似计算 剖面简图如上图所示，和图中编号对应的各强力构件尺寸已表明。第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成，参考轴取在基线处。 表2.1 总纵弯曲正应力第一次近似计算 第一次近似中和轴参考轴（基线）距离： Δ=2275.61/1756.59=1.580 m 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为 I=2*[9928.905+154.262-Δ2 *1756.59]=11394.7448 cm2m2 总纵弯曲应力为 σi=M/I*Z i*10 N/mm2 2.临界应力计算 因为处于中垂状态，下面只列出了中和轴以上部分受压板，纵骨，纵桁的临界应力。 （1）纵骨架式板格按下式计算： σcr=76*（100t/b）2 N/mm2 表2.2.1 纵骨架式板格临界应力计算 （2）.纵骨剖面要素及临界应力计算入下表，其中欧拉临界应力计算式： σcr=π2Ei/a2（f+b e t）N/mm2 式中，a为实肋板间距，a=120cm，b e为带板宽度平均值 b=40cm < a/6 =20cm, 因而带板的计算依据a/6. 带板受到压缩应力大于临界应力时应做折减，带板宽度按下式确定： b e=a/6/2*（1+φ） 带入可得，
作 业 1． 长方形浮码头，长25m, 宽5m, 深3m, 空载时吃水1m （淡水）。当中部10m 范围内承受均布载 荷时，吃水增加到2m 。假定船体质量沿船长均匀分布，试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩值。 2． 某型深为3.5m 的横骨架式船舶，第一次近似计算船中剖面要素时，参考轴选在基线上 1.4m 处， 不小于0.5, 该船底板的最小厚度至少应为多少（肋距为600mm, 船底板的临界应力 2 )100( 6.19s t cr =σ， N/mm 2, s 为肋距， t 为板厚）。 3． 某方形驳船L=90m, 空船质量W=450t, 沿 全船均布，载矿砂500t 分布于船中部70m 。设矿砂沿船长均布，但沿船宽方向呈图1所示分布且前后反对称，试画出扭矩曲线。 4． 试计算图2所示横骨架式内河驳船在甲板和船底处的总纵 弯曲应力及中和轴处的剪应力（不计初挠度和横荷重的影响，不考虑板的折减）。已知： 型深 D ＝3.2m ， 船宽B ＝6.0m ， 吃水 d=2.0m ， 肋距 S ＝500mm; 甲板厚度 t 1=3.5mm ；船底、舷侧板厚度t 0=4.0mm; 甲 板纵桁 ，中内龙骨 ，中垂弯矩 M ＝1250 kNm ， 剪力V ＝ 1125kN 。 图1 200×5 60×6 250×5 80×6 图2
5. A ship with length 90 m, floats in still fresh water at a draft of 5.8 m when loaded. The weight curve of the loaded ship may be regarded as linear, from zero at the two ends to a maximum at the mid-length. The simplified cross-section of the hull with a superstructure is shown in Figure 3. The cross-sectional dimensions are also shown in Figure 2. The hull girder is made of steel and the superstructure of aluminium. The modulus of elasticity of the steel steel E is 2.1×105 MPa and that of the aluminium alu E is 0.7×105 MPa. (a) Draw the shear force and bending moment curves respectively. (b) Compute the normal stresses at top deck house and at the bottom shell of the mid-section respectively. 6． Analyze strength computational model of a typical deck grillage, ones of stability and strength analyses of a longitudinal at deck, and one of a longitudinal at bottom for its strength analysis. Briefly explain the reasons. Figure 3
1.极限弯矩：是指在船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限（在受拉伸时）或构件的临界应力（在受压缩时）的总纵弯曲力矩。 2.总强度:从整体上研究船体梁变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为总强度。 3.计算状态：在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态。 4.剖面模数：W=I/Z,表征船体结构抵抗弯曲变形能力。 5.纵向强力构件：纵向连续并能够有效地传递总纵弯曲应力的构件习惯上被称为纵向强力构件。 6.安全系数：是考虑强度计算中的许多不确定性，为保证设计结构必要的安全度而引入的强度储备。 7.许用应力：是指在结构设计预计的各种工况下，船体结构构件所容许承受的最大应力值。 8.强度储备系数：Mj与在波谷上和波峰上的相应计算弯矩M进行比较，即应满足Mj/M>n, n称为强度储备系数,Mj/M也表明船体结构所具有的承受过载的能力的大小。 9.局部强度：从局部上研究船体梁变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。 10.带板：为估算骨架的承载能力，把一定宽度的板计算在骨架剖面中，即作为它的组成部分来计算骨架梁的剖面积、惯性矩和剖面模数等几何要素，这部分板称为带板。 11.剖面利用系数：实际剖面模数与理想剖面模数的比值，表明了材料在剖面中分布的合理程度。 12.剖面模数比面积：产生单位剖面模数（W2/3)所需的剖面积。Cw=F/W2/3
13.计算剖面：可能出现最大弯曲应力的剖面。 14.甲板室：上层建筑中宽度与船宽相差较大的围蔽建筑物。 1.集装箱船为什么要进行扭转强度计算，产生扭矩的原因是什么？ 集装箱船具有大开口的技术特征，舱口宽度一般达到甚至超过船宽的85%，舱口长度可以达到舱壁间距的约90%，使得扭转强度的重要性上升到与总纵强度同等的地位。船舶在斜浪中航行、船舶倾斜、船舶横摇 2.船体强度计算应包括下述内容： （1）确定作用在船体和各个结构上的载荷的大小及性质，即所谓外力问题。（2）确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各个作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦称求载荷效应的极限值），即所谓内力问题。 （3）确定合适的强度标准，并检验强度条件。 3.简述计算船体梁所受剪力弯矩的步骤。P10 （1）计算重量分布曲线； （2）计算静水浮力曲线； （3）计算静水载荷曲线； （4）计算静水剪力及弯矩； （5）计算静波浪剪力及弯矩； （6）将静水剪力及弯矩和静波浪剪力及弯矩叠加，即得总纵弯矩和剪力 4.简述坦谷波绘制步骤。P23 5.纵向强力构件分为四类： （1）只承受总纵弯曲的纵向强力构件，称为第一类构件，如不计甲板横荷重
船舶结构强度第二次课程大作业 院系班级：*********** 姓名：*********** 学号：*********** 指导老师：*********** 日期：*********
图示为某船舶横剖面结构示意图。请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为9.0×107N·m，考虑折减系数计算总纵弯曲应力。
解：计算过程如下面所示： 1.计算载荷 计算弯矩M=9.0*107 N·m 2.船体材料 计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限σY= 235Mpa。 3.许用应力 （1）总纵弯曲应力[σ]= 0.5σY （2）总纵弯曲与板架局部弯曲合成应力的许用应力： 在板架跨中[σ 1+ σ 2 ]=0.65σ Y 在横舱壁处 [σ1+σ2]=σY 4、总纵弯曲正应力第一次计算 (1) 根据图示肋骨剖面计算简图，对其中构件进行编号。然后将与图中编号对应的各强力构件尺寸填入下表中。船体剖面要素及第一近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。 构 件编号构件 名称 构件 尺寸 构建 剖面 积Ai 距参考 轴距离 Z i （m） 静力矩 A i ·Z i 惯性矩 A i ·Z i 2 构件 自身 惯性 矩 距中 和轴 距离 （m） 总纵弯 曲应力 (N/mm2) 1 甲板 纵桁 1//2 18.4 4.26 78.384 333.91 584 0.073 2 2.646 347.392 89807 2 上甲 板 5x28 00 140 4.4 616 2710.4 不计 2.786 358.809 56609 3 上甲 板纵 骨 （80 x22x 5） x11 64.2 4 4.4 282.65 6 1243.6 864 0.028 853 2.786 358.809 56609 4 上甲 板纵 桁 8x28 0/12 x120 36.8 4.26 156.76 8 667.83 168 0.146 3 2.645 98449 215.773 76062
船体强度与结构答案 【篇一：《船体结构与强度设计》复习题】 txt>一、判断题 1、长期以来，总强度一直是船体结构强度校核的主要方面。（√） 2、强度标准设计又称为计算设计方法，是目前应用比较广泛的方法。（√） 3、船舶除具有一定的强度外，还必须具有一定的刚度。（√） 4、对那些抗扭刚度较低的船体来说，扭转强度的研究就显得十分必要。（√） 5、在单跨梁的弯曲理论中，我们规定弯矩在梁的左断面逆时针为正，在梁的右断面顺时针为正，反之为负。（√） 7、通过在方程中引入初始点的弯曲要素值来求解梁挠度曲线方程的 方法叫做“初参数法”。（√） 8、如果梁上受到几个载荷共同作用时，就可以用“叠加原理”来进行 计算。（√） 10、在船体结构中，除了少数的桁架结构外，大多数的结构都是以 弯曲变形为主的静不定杆系，例如连续梁、刚架及板架等属于这类 杆系。（√） 11、变形连续条件就是变形协调条件。（√） 12、交叉梁系中不受任何外载荷作用的杆系称为无载杆。（√） 13、从原则上讲，力法可以解一切静不定结构。（√） 15、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。（√） 17、节点平衡方程又叫位移法方法，且此方程为正则方程。（√） 20、正则方程就是力的互等定理的反应。（√） 21、所谓“位移法”就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。（√） 24、运用能量法能够解决结构的位移问题，也能解决静不定问题。（√） 26、在造船界，通常把杆件在弹性范围外失稳的力叫做临界力，以 区别弹性范围内失稳的欧拉力。（√） 28、对于任意多跨连续梁，只要其每个跨度是等距、等断面的，并 且两端是自由支持的，这时不论跨度有多少，其欧拉力都等于每跨 单独时的欧拉力。（√）
船舶强度与设计名词解释 引起船体梁总纵弯曲的外力计算 总纵弯曲：船体梁在外力的作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力 波浪剪力：完全是由波浪产生的附加浮力引起的附加剪力 重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述船体重量沿船长分布的曲线 不变重量：即空船重量，包括船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量 变动重量：即装载重量，包括货物、燃油、淡水、旅客压载等各项可变重量 总体性重量：即沿船体梁全长分布的重量，包括主体结构、油漆、索具等 局部性重量：沿船长某一区段分布的重量，包括货物、燃油、机电设备等 浮力曲线：船舶在某一装载时，描述浮力沿船长分布状况的曲线 载荷曲线：引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线 静水剪力曲线：船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线 计算状态：在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态 波浪要素：包括波形、波长与波高 坦谷波：波峰陡峭、波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等的波 史密斯修正：考虑波浪动力压力影响对浮力曲线所做的修正 总纵弯矩：船舶在同一计算状态下，静水弯矩和静波浪弯矩的代数和 重量的分布原则:遵循静力等效原则。保持重量的大小不变；保持重量的重心的纵向坐标不变；近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同 重量曲线绘制的方法与原理？ 梯形法：船舶往往中部丰满，两端尖瘦，可以将平行中体部分用均匀的重量分布，两端部分用两个梯形分布，根据重量分布原则确定梯形要素 围长法：假设船体结构单位长度的重量与该横剖面围长（包括甲板）成比例。该方法适用于船舶主体结构重量的分布 库尔求莫夫法：用特定的阶梯型分布曲线来表示船体重量的分布 装载曲线、剪力曲线、弯矩曲线的特征: 首尾端点处的剪力和弯矩为零，亦即剪力和弯矩曲线在端点处封闭 零载荷点与剪力的极值相对应，零剪力点与弯矩的极值相对应
船舶结构强度第一次大作业 学生姓名：李聪洲 班级：船海1103 学号：U201112258 2014年4月8日
一、主要数据及原始资料 1、主要数据 垂线间长 p L =200m 海水密度 ρ=1.0253 /m t 重力加速度 g=9.802/s m 2、原始资料 （1）全船重量重心汇总表。 站号 重心坐标 （m ） 重量（t ） 0-1 -95 791.9 1-2 -85 810.6 2-3 -75 855.8 3-4 -65 900.0 4-5 -55 399.6 5-6 -45 488.1 6-7 -35 525.6 7-8 -25 410.1 8-9 -15 558.9 9-10 -5 750.1 10-11 5 710.5 11-12 15 670.8 12-13 25 540.9 13-14 35 650.0 14-15 45 558.6 15-16 55 610.2 16-17 65 496.5 17-18 75 580.0 18-19 85 520.4 19-20 95 419.3 总重量 12248.0 （2）邦戎曲线图。 i x
（3）静水中的有关参数 总重量 W=120030.4 kN 水线面面积 A=48002 m 纵稳性半径 R=220m 漂心纵向坐标 x f =-4.3m 平均吃水 d=3.9m （4）参数计算 由公式i i i g P x P x ∑∑= 以及全船重量重心汇总表中的数据可以计算出全船重心： g x =-6.786m 由邦戎曲线数据表中的数据绘制邦戎曲线，并与吃水为3.9m 的直线相交如下所示： 得到下表数据： 站号 浸水面积si A （2 m ） 纵向坐标i x （m ） 0 3.22 -100 1 5.58 -90 2 18.21 -80 3 31.31 -70 4 50.91 -60 5 74.46 -50 6 93.82 -40 7 105 -30 8 109.73 -20 9 110.19 -10 10 110.16 0 11 107.82 10 12 101.22 20 13 90.23 30 14 74.36 40 15 55.95 50
船体强度与结构设计 复习
绪论 1.总纵强度：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简 称船体梁。船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲，称为总纵弯曲。船体梁抵抗总纵弯曲的能力，称为总纵强度。 2.船体总纵强度计算的传统方法：将船舶静置在波浪上，求船体梁横剖面上的剪力和弯 曲力矩以及相应的应力，并将它与许用应力相比较以判断船体强度。 3.评价结构设计的质量标准：安全性，营运合适性，船舶的整体配合性，耐久性，工艺 性，经济性。 4.按照静置法所确定的载荷来校核船体的总纵强度，是否反映船体的真实强度，为什 么？答：按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度，不反映船体的真实强度，因为海浪是随机的，载荷是动态的，而且当L较大时载荷被夸大，但具有相互比较的意义。 第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算 5.总纵弯曲：船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。（中拱：船体梁中 部向上拱起，首、尾两端向下垂。中垂：船中部下垂，首、尾两端向上翘起。） 6.重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述全船重量沿船长分布状况的曲线。绘制重量 曲线的方法：静力等效原则。 7.浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线 8.载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲 线。 9.静水剪力：船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线。 10.弯矩曲线：船体梁在静水中所受到的弯矩沿船长分布状况的曲线。 （重量的分类：按变动情况来分：①不变重量，即空船重量，包括：船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量。②变动重量，即装载重量，包括货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重量。按分布情况来分：①总体性重量，即沿船体梁全长分布的重量，通常包括：主体结构、油漆、锁具等各项重量。②局部性重量，即沿船长某一区段分布的重量。） 11.局部重量的分配原则（P12）：重量的分布原则：静力等效原则。①保持重量的大小 不变，这就是说要使近似分布曲线所围成的面积等于该项实际重量。②保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积的形心纵坐标与该项重量的重心坐标相等。③近似分布曲线的范围（分配到理论站的范围）与该项重量的实际分布范围相同或大体相同。 12.如何获得实际船舶重量分布曲线：答：通常将船舶重量按20个理论站距分布（民船 尾－首，军船首－尾编排），用每段理论站距间的重量作出阶梯形曲线，并以此来代替重量曲线。作梯形重量曲线时，应使每一项重量的重心在船长方向坐标不变，其重量分布范围与实际占据的范围应大致对应，而每一项理论站距内的重量则当做是均匀的。最终，重量曲线下所包含的面积应等于船体重量，该面积的形心纵向坐标应与船体重心的纵向坐标相同。 13.静水力浮力曲线的绘制：浮力曲线的垂向坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力 值，其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心的纵向坐标即为浮心的纵向位置。浮力曲线通常根据邦戎曲线来求得。 14.用于总纵强度计算的剪力曲线和弯矩曲线的特点：①首尾端点处的剪力和弯矩为零， 亦即剪力和弯矩曲线在端点处封闭②零载荷点与剪力的极值相对应，零剪力点与弯矩的极值相对应③剪力曲线大致是反对称的，零点在靠近船中的某处，在离首尾约船长的1/4处具有最大正值或负值④弯矩曲线在两端的斜率为零，最大弯矩一般在船中 0.4倍船长范围内。 15.波浪剪力：完全由波浪产生的附加浮力引起的附加剪力。