船舶与海洋结构物结构动力学-第七章1汇总
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船舶与海洋工程结构物强度智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第一章测试1.不同类型的海洋平台的载荷工况都一样()答案:错2.军船和民船的装载工况是相同的。
()答案:错3.海洋平台结构的破坏模式主要是屈服破坏和疲劳破坏。
()答案:错4.强度分析主要包括外载荷计算、内力分析、强度校核标准。
()答案:对5.长方形梁截面的惯性矩与()无关。
答案:粱的长度6.以下为全船性的外力的是()。
答案:波浪压力;船体结构重量7.载荷随时间的变化性质分类有()。
答案:动变载荷;静变载荷;冲击载荷;不变载荷8.虽然海洋平台的结构形式较多,但其总强度的模型主要有()。
答案:三维空间模型;三维空间梁模型9.海洋平台受到的间接自然环境载荷包括以下()答案:系泊力;惯性力10.造成海损事故的原因主要有()。
答案:人为因素;恶劣海况;强度不足;意外事故第二章测试1.静置在波浪上的船体载荷曲线有两条性质,分别是:沿着船长分布的整个载荷曲线与轴线之间所包含的面积之和为0;上述面积对轴上任意一点的静力矩之和为零。
()答案:对2.波长远大于船长或者远小于船长的情况下,浮力的分布与在静水中的浮力分布相差很小()。
答案:对3.船体结构的响应分析是指()。
答案:确定结构剖面中的应力或变形4.静置法中,船与波的相对速度为()。
答案:=05.船舶静置在波浪上的总纵弯矩等于船舶在静水中的弯矩和船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩之()。
答案:和6.船舶在中垂状态下,()在船中,此时船中浮力较()。
答案:波谷;小7.进行平衡水线调整时,需要满足以下()条件。
答案:重力和浮力的力矩相等;船体的排水体积不变;重力和浮力相等8.绘制船体重量曲线时,需要遵循以下()原则。
答案:重量的重心位置不变;重量的大小不变;重量的分布范围大体一致9.船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩,其值的大小与下列()因素有关。
答案:波浪要素;船与波的相对位置10.下列图中为涌浪的是()。
船舶结构动力学稳定性分析与优化设计船舶在海上行驶时,除了要面对风浪的考验,还要处理各种复杂的水动力问题。
其中,船舶结构动力学稳定性是一个重要的研究领域。
船舶结构动力学稳定性分析与优化设计的目的是确保船舶在各种海况下都能保持良好的稳定性和安全性。
一、船舶结构动力学稳定性的基本概念船舶结构动力学稳定性指的是船舶在行驶中所受到的各种外界力和内力的综合作用下,保持平衡和稳定的能力。
船舶结构的稳定性与船舶的设计参数、结构形式、荷载分配、材料性能等密切相关。
二、船舶结构动力学稳定性的分析方法1. 静态稳定性分析:静态稳定性分析主要考虑船舶在完全静止状态下的稳定性。
通过计算船体的吃水、吃底、纵倾和横倾等参数,以及确定船舶的稳心高度和稳心面积,可以评估船舶在不同荷载条件下的稳定性。
2. 动态稳定性分析:动态稳定性分析主要考虑船舶在运动状态下的稳定性。
通过考虑船舶的运动参数,如横摇、纵摇、滚动和偏航等参数,可以评估船舶在各种外界载荷作用下的稳定性。
3. 数值模拟方法:数值模拟方法是一种常用的分析船舶结构动力学稳定性的方法。
通过建立船体的数学模型,结合流体力学和结构力学的计算模型,可以对船舶在不同海况下的稳定性进行模拟和分析。
三、船舶结构动力学稳定性优化设计为了提高船舶的结构动力学稳定性,优化设计是必不可少的。
优化设计的目标是在满足船舶基本要求的前提下,减小船舶在各种海况下的稳定性风险。
1. 结构强度优化:结构强度是保证船舶结构动力学稳定性的重要指标。
通过采用合适的材料、设计合理的结构形式、合理分配荷载等方式进行优化,可以提高船舶的结构强度,减小结构的变形和振动,提高稳定性。
2. 船型优化:船型是船舶结构动力学稳定性的关键因素之一。
通过改变船体的几何形状和流线型,可以改善船舶在水中的运动性能,减小横倾、纵摇和滚动等现象,提高稳定性。
3. 荷载分配优化:船舶的荷载分配对结构动力学稳定性有很大的影响。
合理分配货物和燃油的位置和重量,可以减小船体变形和振动,提高船舶的稳定性。
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。
第一章:绪论1由于船舶经常在航行状态下工作,它所受到的外力是相当复杂的。
这些外力包括船的各种载重〔静载荷〕、水压力、冲击力、以及运动所产生的惯性力〔动载荷〕等。
为了保证船舶在各种受力下都能正常工作,船舶具有一定的强度。
所谓具有一定的强度是指船体构造在正常使用的过程中和一定的年限内具有不破坏或不发生过大变形的才能。
2船体强度包括中拱状态、总纵强度、部分强度、改变强度问题、应力集中问题、低周期疲劳。
3把船舶整体当做空心薄壁梁计算出来的强度就成为船体的总纵强度。
部分强度是指船体的横向构件〔如横梁、肋骨、及肋板等〕一集船体的部分构建〔如船底板、底纵衍等〕在部分载荷作用下的强度。
4船体强度所研究的问题通常包括外力,构造在外力作用下的响应,及内力与变形,以及许用应力确实定等一系列问题。
船舶构造力学只研究船体构造的静力响应,及内力与变形,以及受压构造的稳定性问题,因此,船舶构造力学的首要任务是说明构造力学的根本原理与方法,即说明经典的方法、位移法及能量原理。
5船舶设计与制造是一个综合性很强的行业。
学习本课程不要仅仅满足于会计算船体构造中一些典型构件〔如连续梁、钢架、板架、板〕还应学会解决一般工程构造的计算问题。
6船体构造是由板和骨架等构件组成的空间复杂构造,在进展构造计算之前需要对实际的船体构造加以简化。
简化后的构造图形称为实际构造的理想化图形或计算图形〔又称计算模型或力学模型等〕7构造的计算图形是根据实际构造的受力特征,构建之间的互相影响,计算精度的要求以及所采用的计算方法,计算工具等因素确定的。
因此,对于同一个实际构造,基于不同的考虑就会得出不同的计算图形,对于同一个实际构造,其计算图形不是唯一的,一成不变的。
8首先是船体构造中的板,板是船体的纵、横骨架相连接的,且通常被纵、横骨架划分成许多矩形的板格。
9其次是船体构造中的骨架,船体构造中的骨架无外乎是横向构件—横梁、肋骨、肋板和纵向构件—纵桁、纵骨等,它们大都是细长的型钢或组合型材,故称为“杆件〞或简称为“杆〞。
中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍1.课程描述:结构动力学是研究工程结构在循环荷载作用下的动力响应,与弹性动力学和机械振动具有相同的理论体系,只因他们的研究对象和/或研究内容不同而分为三门独立的课程。
弹性动力的研究对象为三维弹性体,与弹性力学的研究对象相同,而结构动力学的研究对象为特殊的三维弹性体,即弹性体的某一维尺寸远远大于(杆、梁)或小于(板)其它两维尺寸,因此,与结构力学的研究对象相同。
弹性动力学的研究内容是弹性波在弹性体中的传播,并不涉及弹性体的变形(位移),而结构动力学则研究结构在动力作用下的变形,包括位移及相应的速度和加速度,而不涉及波的传播问题。
机械振动的研究对象是机械装置和机构,研究内容与结构动力学相同。
因此,从理论方法上来说,结构动力学与机械振动两门课程是相同的。
2.设计思路:结构动力学是船舶与海洋工程专业选修课,通过该课程学习使学生掌握结构动力学的基本理论及分析计算方法,为后续的海洋工程结构动力分析和结构振动测试技术等课程以及毕业设计打下良好的基础。
其基本要求为:掌握线性系统的单自由度系统、多自由度系统的动力特性和动力相应的分析计算方法,了解分布参数系统的分析计算- 1 -方法,了解非线性系统振动和随机振动的基本概念和基本方法。
能够运用所学知识进行工程结构的动力分析计算。
3. 课程与其他课程的关系结构动力学中的一些基本概念与结构力学是不同的,一个最简单的例子是关于自由度的概念,也就是说静力自由度和动力自由度是两个完全不同的概念。
众所周知,一个结构的静力自由度必须是小于或等于零的,即所谓的静定和超静定结构,否则就不是结构而是机构。
也就是说,结构力学中的自由度(静力自由度)是刚体自由度。
而结构动力学中所说的自由度(动力自由度)是不包括结构刚体自由度在内的弹性体变形自由度,它是描述弹性体振动的参数。
刚体自由度是由结构的约束条件唯一确定的,而动力自由度则是由结构的质量分布唯一确定的。
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、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,船体内产生的弯矩会较静水中为大。
第一章绪论主要内容及解题要点研究对象:结构是由若干相互联系的构件组成的整体。
结构按其构件的几何性质可分为三类:杆件结构、板壳结构、实体结构。
杆件的横截面尺寸比长度小得多,若干杆件按一定方式联结组合而成的体系为杆件结构板壳结构的几何特征是厚度要比长度和宽度小得多,形状呈平面状的为板,曲面状的为壳。
由薄壁构件组成,也可称为薄壁结构实体结构的长、宽、厚三个尺度大小相仿。
通常所说的结构力学是指杆件结构力学,因而结构力学的主要研究对象是杆件结构。
对于板壳结构(薄壁结构)和实体结构的受力分析将在弹塑性力学中进行研究。
基本任务:具体包括以下几个方面:(1)研究结构的组成规律、合理形式以及结构计算简图的合理选择。
(2)研究结构在载荷和其他外界因素作用下的内力和变形的计算方法,以便进行结构强度和刚度的验算。
(3)研究结构的稳定性以及在动力载荷作用下的结构反应。
研究手段:包含理论分析、实验研究和数值计算,结构力学课程讨论理论分析和数值计算方面的内容。
超静定问题必须满足以下三个基本条件,方能求解。
(1)力系的平衡条件或运动条件在一组力系的作用下,结构的整体及其中任何一部分都应满足力系的平衡条件。
(2)变形的几何连续条件连续的结构发生变形后仍是连续的,材料没有重叠或缝隙;同时结构的变形和位移应满足支座和节点的约束条件。
(3)应力与变形间的物理条件(或称本构方程)把结构的应力和变形联系起来的物理性条件,即物理方程或本构方程。
结构力学的各种计算方法均是结构计算三个基本条件的具体体现,要注意各种方法在其计算过程中是怎样实现三个基本条件的要求的。
实际结构的简化实际结构很复杂,完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的,也没必要。
对实际结构进行力学分析时,需要做一些简化和假设,略去某些次要因素,保留主要的受力特征,把实际结构抽象和简化为既能反映实际受力情况又便于计算的图形。
(1)结构体系的简化:空间结构和平面结构(2)杆件的简化:杆件的宽度和厚度比长度小得多,在结构计算简图中,杆件用其纵轴线表示;对由单个杆件联结起来的结构,杆件之间的连接区用结点表示,杆长用结点间的距离表示,而载荷的作用点也转移到纵轴线上;但当断面尺寸增大时(例如超过杆长的1/4),杆件用其轴线表示的简化,将引起较大的误差。