船舶结构与强度设计 第2章
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船舶结构设计与强度分析研究船舶是人类重要的运输工具之一,其结构设计与强度分析对于船舶的安全和性能至关重要。
本文将探讨船舶结构设计与强度分析的研究内容及其重要性。
船舶结构设计的目标是确保船舶在各种工作条件下都能满足安全、经济和可靠性的要求。
船舶结构设计的核心任务包括:船体、船内设备的布置设计、船舶各个部位的尺寸和形状设计、结构材料的选择与选型等。
这些任务在设计船舶时都要充分考虑船舶的载荷特性、运行条件和预期使用寿命等因素。
船舶结构设计的基础是对船舶载荷的合理估计。
船舶的载荷主要包括静载荷和动载荷。
静载荷包括自重、燃料、货物、人员等固定的重量,而动载荷则是由于波浪、风力和操作引起的。
船舶结构设计需要根据这些载荷对船舶各个部位的强度要求进行计算,以确保船舶在正常运行和紧急情况下的安全性。
船舶结构设计还需要考虑船舶的抗扭刚度和抗扭能力。
因为船舶在水中运动时,受到波浪等外界力的作用,会出现扭曲变形。
在设计船体时,需要合理布置结构材料和构件,以增强船体的抗扭刚度和抗侧倾能力,从而提高船舶的稳定性和安全性。
船舶结构设计中的关键问题之一是材料的选用和使用寿命的预测。
船舶结构在海洋环境下需要承受长期的水冲刷、氧化和腐蚀等作用,因此需要选择耐腐蚀性强、强度高的材料。
此外,船舶的使用寿命也是设计的重要考虑因素。
船舶运营成本巨大,设计人员需要预测材料的使用寿命,以在设计过程中考虑船舶维护和修理的成本,从而提高船舶的经济性和可靠性。
船舶强度分析是对船舶结构力学特性进行研究和计算的过程。
强度分析的目的是确定船舶结构在各种载荷和运行条件下的承载能力,确保船舶在正常和紧急情况下的安全性。
强度分析的主要内容包括船舶结构的应力分布、应力集中和疲劳分析等。
通过对船舶的强度分析,可以及时识别结构弱点和潜在的故障源,为船舶设计和维护提供重要指导。
船舶强度分析中的关键问题之一是疲劳分析。
船舶在长期运行过程中会出现疲劳破坏,这是由于载荷的反复作用导致材料出现裂纹和断裂。
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.第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算1.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。
2.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。
3.总纵强度:船体梁抵抗总纵弯曲的能力。
4.引起船体梁总纵弯曲的主要外力:重力与浮力。
5.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。
6.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)。
7.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。
8.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.9.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。
10.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)。