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大连理工大学网络教育学院
2019年秋《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10小题，每小题2分，共20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、对确定性许用应力方法的描述不恰当的是（）。
A．在一定范围内可以比较判断船体强度，且简单、方便
B．可以计算出结构的真实受力，使设计者胸中有数
C．以大量安全航行的总纵弯曲应力计算为基础
D．按照安全要求制定
答案：B
9、已知扭矩为50Nm，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：C
10、受折减构件折减掉的面积为0.2平方厘米，其实际剖面积为1平方厘米。则该构件的折减系数为（）。
A．0.8B．0.2C．0.25D．1.25
答案：A
二、多项选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）
1、船体结构的适用性包括哪几个方面？（）
A．安全性 B．营运适合性
C．船舶的整体配合性 D．经济性
答案：BC
2、总纵弯矩一般分解为下列哪两个弯矩之和？（）
A．静水弯矩 B．波浪附加弯矩
C．中拱弯矩 D．中垂弯矩
答案： AB
3、计算船中剖面的剖面模数时，下列哪些构件需要计入？（）
A．上甲板 B．外板 C．内底板 D．纵桁
答案：ABCD
4、下列哪些船舶的扭转强度问题不容忽视？（）
A．油船 B．矿石船 C．集装箱船 D．槽型驳船
答案：BCD
5、对于自升式平台的船体和桩腿的描述正确的是（）。
A．船体的刚度比桩腿的刚度大得多
B．桩腿相对船体往往是“薄弱”的构件
C．桩腿是压弯构件
D．桩腿的刚度比船体的刚度大得多
答案：ABC
6、半潜式平台的设计工况包括哪些？（）
A．静水工况 B．风浪工况 C．着地工况 D．拖航工况答案：AB
7、固定式平台的强度分析，至少应计算下列哪些载荷组合工况？（）A．设计工作环境条件与平台上的固定载荷和相应的最大活载荷的组合；
B．设计工作环境条件与平台上的固定载荷和相应的最小活载荷的组合；
C．设计极端环境条件与平台上的固定载荷和相应的最大活载荷的组合；
D．设计极端环境条件与平台上的固定载荷和相应的最小活载荷的组合；
答案：ABCD
8、结构的工艺性包括哪些方面？（）
A．设计的结构必须便于施工B．设计的结构必须保证施工质量C．能最大限度地减少建造工作量D．能最大限度地降低制造成本
答案：ABCD
9、根据坦谷波理论，下列说法正确的是？（）
A．波面下的水压力等于波浪表面下的静水压力
B．波面下的水压力不等于波浪表面下的静水压力
C．在波峰附近波面下的水压力较静水压力小
D．在波峰附近波面下的水压力较静水压力大
答案：BC
10、选取参考轴距基线为4米，已知计算剖面的面积为0.8平方米，对参考轴的面积静矩为
米3（在参考轴以上为正），计算剖面对参考轴的惯性矩为20米4，则实际中和轴距基0.4
线的距离和剖面对实际中和轴的惯性矩分别为哪两个值?（）
A．3.5米B．4.5米C．39.2米4D．39.6米4
答案：AD
三、填空题（本大题共33个空，每空1分，共33分）
1、船体结构强度计算的概率方法包括的随机因素有、
、和。
答案：波浪载荷、材料性能、建造质量
2、空载重量曲线的三种绘制方法为、和。答案：围长法、抛物线法、梯形法
3、自升式平台的工作状态有下列五种：、、
、和。
答案：拖航状态、放桩和提桩状态、插桩和拔桩状态、桩腿预压状态、着底状态
4、评价结构设计的质量指标有、、、
、和。
答案：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
5、船型既定时，船舶在静水中的弯矩只与及其有关。
答案：重量、重量沿船长的分布
6、海洋结构的阻尼主要来源于、和。答案：结构阻尼、动水阻尼、基础阻尼
7、船体结构强度计算的方法有 、 和 。 答案：确定性的许用应力法、概率方法、直接计算方法（半概率预报）
8、波浪附加弯矩值的大小与 和 有关。 答案：波形范围内的船体外形、波浪要素
9、平台的抗倾安全系数的公式为 ；其中R M 为 ，
T M 为 。 答案：R A T
M K M =、平台所具有的扶正力矩、水平外力作用下的平台倾斜力矩 10、 等于应力集中处的最大应力与所选定的平均应力之比值，它是 的一个标志，公式为 。 答案：应力集中系数、应力集中程度、0
max σσ=k 或0m ax ττ=k
四、 简答题（本大题共11小题，每小题7分，共77分）
1、何谓结构的安全性？
答案：船体能够承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和载荷效应，并在偶然事件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性。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、 什么是船舶的重量曲线？
答案：船舶在某一装载状态下，全船的重量沿船长的分布曲线称为重量曲线。
3、简述船体结构强度计算的任务和船体总强度问题。
答案：船体结构强度计算的任务是研究船体结构抵抗破坏的能力和变形的规律。船体总强度问题：把船体作为一个整体（一根漂浮的空心薄壁梁）来研究其强度的问题，主要是研究船体纵弯曲问题，或称纵强度。对于大开口船舶（集装箱船等）还需研究其扭转强度。
4、简述如何用静置法计算总纵强度？
答案：将船舶静置在波浪上，求出总纵弯曲力矩以及相应的总纵弯曲应力，并将它与许用应力进行比较以判定船体的强度。这里静置的意思就是：船舶以波速在波浪的前进方向上运动，船与波的相对速度为零，这样可以认为是在重力和浮力作用下静平衡于波浪上的一根梁。
5、简述剖面模数的定义及其物理意义。
答案：剖面模数的定义：Z
I W ，I —计算剖面对水平中和轴的惯性矩，Z —求应力点至中和轴的距离。物理意义为：表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性，也是衡量船体强度的一个重要指标。
6、 简述船舶结构设计的初步设计和生产设计阶段。
答案：船舶结构设计的初步设计阶段，根据批准的技术任务书对整个结构的设计原则作出分析比较，对主要构件的布置与尺寸作出理论的估算，并绘制横剖面图，给出钢料预估单。生产设计：主要绘制各结构、构件连接的施工详图。
7、 简述总纵弯矩计算的两种极端情况。
答案：总纵弯矩计算的两种极端情况为中拱和中垂。船舶处于中拱状态的时候，波峰在中，波谷在首尾，此时船中部浮力较大，首尾处的浮力较小。船舶处于中垂状态的时候，波谷在中，波峰在首尾，此时船中浮力较小，首尾处的浮力较大。
8、什么是船舶的分布扭矩曲线和扭矩曲线？
答案：求出船体上各点的单位长度分布扭矩()k m x ，把船长作为基线，各x 点上以扭矩()k m x 为坐标，得到分布扭矩曲线。作分布扭矩曲线的积分曲线得到扭矩曲线。
9、简述船舶结构设计的详细设计阶段。
答案：船舶结构设计的详细设计阶段，根据确认的初步设计及审批初步设计时所做的各项决定进行。在这一阶段中要全面解决结构设计中的技术问题，最终确定构件的布置、尺寸及连接方式，提交送验船部门审查所需要的设计图纸及技术文件。
10、引起船舶扭矩的主要因素是？什么是船舶的扭矩曲线？
答案：引起扭矩的主要因素是波浪、横摇和装卸货物。求出船体上各点的单位长度分布扭矩()k m x ，把船长作为基线，各x 点上以扭矩()k m x 为坐标，得到分布扭矩曲线。作这曲线的积分曲线，即可求得扭矩曲线。
11、三角形的自升式平台采用什么预压方式？并简述该预压方式。
答案：三角形的自升式平台一般采用压载舱加载方法预压。使三个桩腿同时承受全部重量和压载重量，这时船体相当于三点支撑，没有扭曲变形的问题。
五、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）
1、空船的重量曲线可用抛物线和矩形之和表示，即把空船重量的一半作为均匀分布，另一半作为二次抛物线分布。试求证距船中x 处单位长度的重量为：
l W x l W x w 8583)(23
+-= 式中W 为空船重量，kN ；l 为船长的一半，m 。
答案：问题关键是求解二次抛物线的表达式。 取船中为原点，向船首为正。矩形部分均布载荷为l
W 4。（2分） 因为该抛物线顶点在船中，设载荷表达式为b ax x w +-=2)(
则应满足以下两个条件：（1）l x ±=处，l W l w 4)('=±，即l
W b al 42=+-（2分） （2）在],[l l -区间积分为W 。即W bl l a =+-23
23
（2分） 由此可得383l W a =，l W b 85=。（2分）所以载荷表达式为： l W x l W x w 8583)(23+-=)
kN/m (（2分）
2、某船甲板厚度为10mm ，承受160MPa 的总纵弯曲应力。其上纵骨间距为800mm ，跨距为3000mm ，计算其有效面积。 答案：纵骨架式板的欧拉应力为22
N/mm 10080??
? ???=b t E σ（2分） 其中，t 为甲板板厚；b 为纵骨间距。 将已知代入上式可得欧拉应力为： 221001080125N/mm 800E σ???=?= ???
（3分） 则，板的折减系数?为： 1250.78160
E σ?σ===（2分） 有效面积E A 为： 2108000.786240mm E A bt ?==??=（3分）
3、某箱型船长100m ，宽18m ，在淡水中正浮时吃水为5m 。假定船体质量沿船长均匀分布。将一个150t 的载荷加在船中50m 处。（1）写出浮力表达式，并绘制载荷曲线。（2）写出剪力和弯矩的表达式。
答案：（1）取船尾为原点，向船首方向为正。
加载荷后，浮力沿船长增加均布载荷浮力()q x =t/m 5.1100/150=， 浮力表达式：15001001.5t/m ()10001000x q x x x ?≤≤=?=?<>??
或（2分）
故载荷曲线为（3分）：
（2）剪力曲线为载荷曲线的积分，其表达式如下：
1.5050()()150 1.550100x x N x q x dx x x -≤≤?==?-<≤?
?（2分） 弯矩曲线为剪力曲线的积分，其表达式如下。
2
20500.75()()501000.75(100)x x M x N x dx x x ≤≤?-==?<≤--??（3分）
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。
一、问答题（20分，每题5分） 1、海洋工程主要技术指哪两类？各举3例。 答：第一类：资源开发技术。主要包括：深海矿物勘探、开采、储运技术；海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；海水资源与能源利用技术，包括淡化、提炼、潮汐、波力、温差等；海洋生物养殖、捕捞技术； 海底地形地貌的研究等。 第二类：装备设施技术。主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水技术；海洋建设技术，包括港口、海洋平台、海岸及海底建筑；海洋运载器工程技术，包括水面(各种船舶)、半潜(半潜平台)、潜水(潜器)、水下(水下工作站、采油装置、军用设施等)设备技术等。 标准：答出斜体字的每项1分，共2分；其余举一例1分，最多3分。 2、目前常用的海洋平台有哪几种（分类及名称）？ 答：移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、 力腿式平台、牵索塔式平台； 固定式平台：混凝土重力式平台、钢质导管架式平台 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。 3、什么是移动式平台？什么是固定式平台？各包括什么具体平台？
答：移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。移动式平台包括坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。固定式平台包括混凝土重力式平台、钢质导管架式平台。 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。 4、什么是船体的总纵弯曲？什么是船体的总纵强度？ 答：作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲，总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力称为船体的总纵强度。 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分。 5、什么是船体的中拱弯曲与中垂弯曲？ 答：在波浪状况下，船体产生的弯矩会较静水中为大。一般认为波浪长度等于船长时，船体的弯曲最为严重。当波峰在船中时，会使船体中部向上弯曲，称为中拱弯曲(hogging)。当波谷在船中时，会使船体中部向下弯曲，称为中垂弯曲(sagging)。中拱弯曲时，船体的甲板受拉伸，底部受压缩。中垂弯曲时，船体的甲板受压缩，底部受拉伸， 标准：答出斜体字每项2分；细节项最多加1分。
船舶与海洋工程结构极限强度分析 【摘要】本文研究了基于简单非线性有限元分析的极限强度计算方法，这种方法适用于船舶与海洋工程等箱型梁结构的极限强度计算。加筋板是主要组成构件。箱型梁可以分为若干加筋板单元和角单元，利用非线性有限元法逐一计算加筋板单元的应力-应变关系曲线，最终得到极限弯矩。同时说明了为了合理评估船舶与海洋工程结构物的安全性，有必要做极限强度分析。 【关键词】极限强度；加筋板；应力应变曲线；非线性有限元 1 概述 极限强度指的是船体结构所能接受的抵抗整体崩溃的最大强度，然而船体结构会在特殊载况或恶劣环境下受到注意增加的外荷载作用，随着荷载的不断增加，船体的主要构件会遭到破坏，手拉部分会因屈服失效，受压部分会发生屈曲失效，这种情况下，船体仍可以继续承受荷载，随着荷载的继续增加，达到屈服和屈曲的构件越来越多，最终无法承受荷载而破坏，这是剖面所承受的荷载就叫做极限荷载，也叫做极限承载力，这就是极限强度，极限强度需要我们来估算，无法得到精确值。 极限状态分析是船舶结构设计的基本任务之一。如何合理的评估初始挠度、几何非线性等对船体的极限承载能力的影响，考虑循环加载作用下的动态损伤过程，需要研制更加简洁、实用、准确的计算方法和计算程序。穿在加载过程中会受到极大地弯矩威胁，如果加压载不当就会出现船体收到的弯矩急剧增加从而使船体受到破坏的影响，甚至会出现更加严重的后果。 2 船舶与海洋工程结构极限强度分析 船舶与海洋工程结构极限强度的计算是最复杂、计算量最大的一部分，它包含多种三维结构构件，崩溃形式也包含塑性变形和构件屈曲的多种形式组合，所以说有限元分析计算是获得船体模块极限强度最精确的一种方法。然而这种方法计算量非常庞大，费用高。所以这种方法很少被应用在实际中，现如今运用最多的还是传统的逐步破坏法。通过分析逐步破坏法可以得到，在整个船体模块中，存在一个相邻横向钢架之间的临界分段，由于它的破坏就会把船体结构的极限强度合理的简化为计算船体某一部分的极限强度，即可以简化运算又能保证计算结果的准确性。 逐步破坏分析法，船舶与海洋工程结构的崩溃是一个极其复杂的过程，要想得到它的精确值那是不可能的，这就需要我们采取简化和近似的方法来进行计算。我们主要运用有限元法，也就是我们所说的逐步破坏分析法来进行有限元的模拟分析，得出加筋板单元的应力-应变曲线，然后通过逐步破坏法计算整体结构的极限强度。它的基本流程包括分段模型的建立和分段基本假定，我们对船体模块每次只需考虑一个分段，只需要对其中承受较大荷载的分段进行分析，通过
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
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
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（）
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
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
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？
1、关于附加质量 1786年P.L.G.杜布阿特在他的《水力学原理》一书中详细叙述了他在水中进行震荡圆球的阻力实验时，首先发现圆球的非定常阻力与它所挟带的流体质量有关。即圆球具有附加质量后应较它的真实质量为大。1828年F.W.贝赛尔进行摆的长度实验时，也观察到类似的现象，他还将物体所增加的惯性（即附加质量）用于物体同体积的流体质量的n倍来表示，并用球摆分别在空气与水中进行试验，所获得的n值为0.9与0.6。
式中，0X 为结构在某个方向上的振动幅值，f 为结构振动频率，ν/2fD 为类雷诺数。当不考虑流体的压缩性及粘性时，可利用势流理论来分析结构的附加质量，此时附加质量仅与结构的形状有关，即 ()g F M A 0pf ,ρ= （3） 实验研究与理论分析均表明，当流体和结构的马赫数、振动幅值相对于结构尺寸都很小，并且类雷诺数很大时，式（3）具有很好的精确性。即对式（1）要求有 1c U 00<<，12U '0
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
船舶与海洋工程结构物构造题 库答案 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
一、问答题（20分，每题5分） 1、海洋工程主要技术指哪两类各举3例。 答：第一类：资源开发技术。主要包括：深海矿物勘探、开采、储运技术；海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；海水资源与能源利用技术，包括淡化、提炼、潮汐、波力、温差等；海洋生物养殖、捕捞技术； 海底地形地貌的研究等。 第二类：装备设施技术。主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水技术；海洋建设技术，包括港口、海洋平台、海岸及海底建筑；海洋运载器工程技术，包括水面(各种船舶)、半潜(半潜平台)、潜水(潜器)、水下(水下工作站、采油装置、军用设施等)设备技术等。 标准：答出斜体字的每项1分，共2分；其余举一例1分，最多3分。 2、目前常用的海洋平台有哪几种（分类及名称） 答：移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平 台、张力腿式平台、牵索塔式平台； 固定式平台：混凝土重力式平台、钢质导管架式平台 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣分，最多扣3分。3、什么是移动式平台什么是固定式平台各包括什么具体平台
答：移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。移动式平台包括坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。固定式平台包括混凝土重力式平台、钢质导管架式平台。 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣分，最多扣3分。 4、什么是船体的总纵弯曲什么是船体的总纵强度 答：作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲，总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力称为船体的总纵强度。 标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣分。 5、什么是船体的中拱弯曲与中垂弯曲 答：在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中为大。一般认为波浪长度等于船长时，船体的弯曲最为严重。当波峰在船中时，会使船体中部向上弯曲，称为中拱弯曲(hogging)。 当波谷在船中时，会使船体中部向下弯曲，称为中垂弯曲 (sagging)。中拱弯曲时，船体的甲板受拉伸，底部受压缩。 中垂弯曲时，船体的甲板受压缩，底部受拉伸， 标准：答出斜体字每项2分；细节项最多加1分。
船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 陈有芳、章伟星 中国船级社北京科研所
船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 Skills of Ship Structural Strength Analysis By FEM 陈有芳、章伟星 （中国船级社北京科研所） 摘要：在对船舶结构进行有限元计算分析和评估中，一般采用的是舱段板梁模型，不可避免要面临应力的选取问题。对于弯曲板单元，有限元计算输出的应力包括上下表面的应力，我们在评估中一般采用中面应力作为工作应力，中面应力应该是上下表面应力的平均，如果在实际操作中采用上下表面应力的平均的方法来得到中面应力，将比较麻烦，也不直观。本文对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法以及如何在MSC.Patran中如何得到中面应力的技巧做一介绍，供船舶结构分析工程师参考使用。并做了一些测试和分析。 关键词：船舶结构有限元强度中面应力 MSC.Patran Abstract: In analyzing and evaluating of ship structures by FEM, a plate-beam FE model within holds is generally used and it is unavoidable to solve how to select the stress used. For bending plate, the output stresses include the stresses of up-surface and lower-surface, but in ship structure strength analysis, the mid-surface stress is used as applied stress in general. As we know, the mid-surface stress is the average value of up-surface stress and the lower-surface stress. It is discommodious to obtain the mid-surface stress by the up-surface stress and lower-surface stress in practice. The paper introduces the theory and method of using the mid-surface stress as the applying stress in ship structure strength analysis, and the skills about how to obtain the mid-surface stress in MSC/PATRAN. Some tests and analysis have also been carried in this paper. Keys:Ship Structure Finite Element Strength Mid-surface Stress MSC.patran 1 概述 一般来讲，对承受面外压力的板进行强度校核时，应对板的上下表面应力进行校核，相应的强度标准也是对应的上下表面应力，这些均应该建立在能对板的应力精确计算的基础上。在工程应用上，强度标准建立在相对假设的基础上的，即所谓的相对强度标准，所采用的强度标准也应该根据所采用的强度理论和采用的有限元模型简化程度来选取对应的应力。
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
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
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
船舶与海洋工程结构物构造 海洋工程主要分为两大部分 1 资源开发技术 （5种） ◆深海矿物勘探、开采、储运技术； ◆海底石油、天然气钻探、开采、储运技术； ◆海水资源与能源利用（淡化、提炼、潮汐、波力、温差等）技术； ◆海洋生物养殖、捕捞技术； ◆海底地形地貌的研究等。 2 装备设施技术 （3种） ◆海洋探测装备（海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水）技术； ◆海洋建设（港口、海洋平台、海岸及海底建筑）技术； ◆海洋运载器工程设备（水面各种船舶、半潜平台、潜水潜器、水下工作站、水下采油装置、水下军用设施等)技术等 海洋平台的种类 1）移动式平台(坐底式平台（6种）自升式平台 钻井船 半潜式平台 张力腿式平台 牵索塔式平台) 2）固定式平台(混凝土重力式平台 （2种）钢质导管架式平台） 1.1.1 移动式平台 移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。 1. 坐底式平台 坐底式平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。不但作业水深有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。所以这种平台发展缓慢。 胜利1号” 坐底式钻井平台。 2 自升式平台 又称甲板升降式或桩腿式平台，见图1-5、图1-6。优点主要是所需钢材少、造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大的工作水深约在120m左右。超 过此水深，桩腿重量增 加很快，同时拖航时桩 腿升得很高，对平台稳 性和桩腿强度都不利 3 钻井船
钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。 按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影响，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。图1—7为一钻井船。 4 半潜式平台 随着海洋石油开发的发展，作业海域已延伸到更深的海域，在深海中使用受水深限制的自升式和坐底式平台，难以完成钻井作业，而钻井船由于在开阔的海域摇摆大，故作业率很低。所以摇摆性能好，在相当深的海域能进行钻井作业的半潜式平台就应运而生。半潜式平台可采用锚泊定位和动力定位，锚泊定位的半潜式平台一般适用于200m一500m水深的海域内作业。 半潜式和坐底式钻井装置统称为支柱稳定式钻井装置。坐沉在海底的称为坐底式(或可沉式)，浮在水中的为半潜式。 半潜式平台有三角形、矩形、五角形和“V”字形之分。平台在波浪中的运动响应较小，因而它具有出色的深海钻井的工作性能，一般在作业海况下其升沉不大于±(1m～1.5m)，水平位移不大于水深的5%～6%，平台的纵横倾角不大于±(2°～3°)。这种性能对漂浮于水面的钻井平台具有十分重要的意义. 5 牵索塔式平台 牵索塔式平台得名于它支撑平台的结构如一桁架式的塔，该塔用对称布置的缆索将塔保持正浮状态。在平台上可进行通常的钻井与生产作业。原油一般是通过管线运输，在深水中可用近海装油设施进行输送。牵索塔式平台比导管架平台、重力式平台更适合于深水海域作业，它的应用范围在200m—650m] 6. 张力腿式平台 张力腿式平台是利用 绷紧状态下的锚索产生的 拉力与平台的剩余浮力相 平衡的钻井平台或生产平 台，如图1—14所示。 张力腿式平台也是 采用锚泊定位的。张力 腿式平台自1954年提出 设想以来，迄今已有近60年 的历史。作用于张力腿式平台上的各种力并不是稳定不变的。在重力方面会因载荷与压载水的改变而 变化；浮力方面会因波浪峰谷的变化而增减；扰动力方面因风浪的扰动会在垂向与水平方向产生周期变化。所以张力腿的设计，必须周密考虑不同的载荷与海况。 固定式平台 固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。 1. 混凝土重力式平台 这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。现在