船舶结构力学-6结构屈曲
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实际结构的理想化图形或计算图形:船体结构是由板和骨架等构件组成的空间复杂结构,在进行结构计算之前需要对实际的船体结构加以简化,简化后的结构图形称为实际结构的理想化图形或计算图形2.刚架:由于杆系中各杆互相刚性连接,并受到杆系平面内的载荷作用,故称这种杆系为刚架或肋股框架3.板架:在垂直于杆系平面的载荷作用下发生弯曲,这种杆系称为交叉梁系或称板架 4.梁的弯曲要素:梁的弯矩M、剪力N、横截面转角、扰度r5.梁的复杂弯曲:如果梁的抗弯刚度EI不大或轴向力很大,那么轴向力所引起的弯曲要素就不能忽略,同时考虑横向和轴向这两种载荷作用的弯曲,就称为梁的复杂弯曲6.叠加原理:复杂弯曲梁的弯曲要素可以用叠加原理求的,其叠加原理为:当梁上同时受到几个不同的横向荷重及一定的轴向力作用时,分别求出在该轴向力作用下的各个横向荷重单独作用于梁时的弯曲要素,然后进行叠加,即得到在该轴向力作用下几个不同的横向荷重同时作用于梁时的弯曲要素7.静定结构:几何不变而又没有多余联系的体系,其反力和内力只需根据静力平衡方程即可求得,所谓几何不变体系是指如果不考虑材料应变所产生的变形,体系在受到任何载荷作用后能够保持其固有的几何形状和位置的体系8.超静定结构:几何不变但却存在多余联系的体系9.超静定次数:通常将多余的联系或多余约束力的数目称为结构的超静定次数10.力法:把多余约束力作为基本未知量的计算方法称为力法11.位移法:以杆系结构节点处的位移作为基本未知量的方法12.矩阵位移法:把位移法分析杆系结构的全过程以矩阵形式来表示13.杆元:基本结构中的每一根超静定单跨梁称之为位移法的计算单元或杆元14.平面刚架杆元要考虑同时发生弯曲变形和拉压变形。
平面板架杆元要考虑其同时发生弯曲变形和扭转变形。
15、船体结构中的板架,为双向正交梁系。
并且双向梁的数目一般是不相等的。
其中数目较多的一组梁叫做主向梁,与其正交的数目较少的梁叫做交叉构件。
16、简单板架:为主向梁于交叉构件都是等截面的板架。
船体结构加筋板的屈曲分析【开题报告】开题报告船舶与海洋工程船体结构加筋板的屈曲分析一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义当结构所受载荷达到某一值时,若增加一微小的增量,则结构的平衡位形将发生很大的改变,这种情况叫做结构失稳或屈曲,相应的载荷称为屈曲载荷或临界载荷。
结构的屈曲问题按结构屈曲时的材料性质及工作应力水平,可将屈曲分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲间。
弹性屈曲,一结构屈曲前后仍在小变形假定的范围内处干弹性状态时,称之为弹性屈曲;塑性屈曲一结构在塑性应力状态下发生屈曲时,称之为塑性屈曲;弹塑性屈曲一介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式,屈曲前结构处于弹性应力状态,而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性,即屈曲发生后材料处于弹塑性应力状态。
由于上述三种屈曲现象中材料性质呈现出本质上的差别,因此整个屈曲过程也表现出各自不同的特点。
近二十年来,广大造船工作者在板架和加筋板稳定性的计算方法、试验研究等方面做了不少研究。
目前对加筋板的屈曲分析,主要有三种方法:(1)基于实验结果或数值计算结果基础上的经验公式。
(2)有限元法;(3)理论解析法或半解析法;结构屈曲分析是结构强度理论的一个重要分枝,对保证结构安全是极为重要的研究课题。
随着科学技术的不断发展,高强度材料的大量涌现和应用,材料的强度已经不是主要关心的方面了,以及以拉应力为主的结构强度也不是主要研究方向了,而以压应力为主的研究结构稳定性在结构设计中突显了出来。
不管在建筑、桥梁、航空还是在海洋工程中都面临着这一课题。
保证安全的前提下,如何最大限度的降低材料消耗,已成为结构设计中一个重要课题。
所以在满足结构设计功能、保证结构安全性的前提下,每一个设计工作者都追求节省材料。
因此急需研究人员提供一个准确、可靠且与理论结果接近的研究方法。
稳定性问题是船体结构设计中的重要问题,历来受到船舶结构力学工作者的高度重视。
近十年来,随着船舶排水量的增加、船体结构重量的减少,为了满足强度要求,多采用高强度钢。
船舶结构力学课后题答案船舶结构力学课后题答案1.什么是船舶结构力学?船舶结构力学是研究船舶结构受到的力学作用及其力学性能的学科。
它主要涉及到船舶结构的强度、刚度、稳定性、疲劳、振动、冲击等方面的问题。
船舶结构力学的研究对于船舶的设计、建造、维修和运营具有重要意义。
2.船舶结构的强度是指什么?船舶结构的强度是指船舶结构在外界力作用下所能承受的最大应力或变形程度。
船舶结构的强度对于船舶的安全性和使用寿命具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行强度计算和强度验证。
3.船舶结构的刚度是指什么?船舶结构的刚度是指船舶结构对外界力作用的抵抗能力。
刚度主要包括纵向刚度、横向刚度和扭转刚度。
船舶结构的刚度对于船舶的航行性能和稳定性具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行刚度计算和刚度验证。
4.船舶结构的稳定性是指什么?船舶结构的稳定性是指船舶在受到外界力作用时保持平衡的能力。
船舶结构的稳定性对于船舶的航行安全和运载能力具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行稳定性计算和稳定性验证。
5.船舶结构的疲劳是指什么?船舶结构的疲劳是指船舶结构在循环荷载作用下产生的疲劳损伤和疲劳破坏。
船舶结构的疲劳对于船舶的使用寿命和安全性具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行疲劳计算和疲劳验证。
6.船舶结构的振动是指什么?船舶结构的振动是指船舶结构在受到外界激励作用下产生的振动现象。
船舶结构的振动对于船舶的航行舒适性和结构安全具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行振动计算和振动验证。
7.船舶结构的冲击是指什么?船舶结构的冲击是指船舶结构在受到外界冲击力作用下产生的应力和变形。
船舶结构的冲击对于船舶的抗冲击能力和结构安全具有重要影响,因此在设计和建造船舶时需要进行冲击计算和冲击验证。
8.船舶结构力学的研究对船舶设计和建造有什么意义?船舶结构力学的研究对船舶设计和建造具有以下几方面的意义:•提高船舶的强度和刚度,保证船舶的安全性和使用寿命;•提高船舶的稳定性,保证船舶的航行安全和运载能力;•预测和控制船舶结构的疲劳、振动和冲击,保证船舶的航行舒适性和结构安全;•优化船舶结构设计,提高船舶的性能和经济效益。
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〞。
第六章结构屈曲
⏹6-1 基本概念
⏹6-2 单跨杆的稳定性
⏹6-3 板的中性平衡微分方程式及其解⏹6-4 杆系结构的稳定性
⏹6-5 结构稳定性的能量解法
6-1 基本概念
丧失稳定性,失稳,屈曲
⏹
概述
⏹受压构件的存在就有可能失稳➢压杆;刚架;板架
➢梁失去侧向稳定➢板发生皱折
失稳现象
船舶结构的稳定性问题
⏹构件
➢支柱
➢纵向布置的骨架和板
✦甲板板与甲板骨架与船底结构失稳可能性比较
船舶结构的稳定性问题主要讨论支柱和甲板板与甲板骨架的稳定性问题
⏹高强度钢的运用对稳定性问题的影响
稳定性问题的几个术语
⏹研究稳定性就是求结构的临界压力或临界荷重⏹临界荷重的性质(结构尺寸,形式,状态,固有
值
⏹临界荷重与临界状态的关系
稳定平衡,不稳定平衡,中性平衡(临界状态)⏹如何求
6-2 单跨杆的稳定性⏹6-2-1 解析法及欧拉方程⏹6-2-2 非弹性稳定
单跨等断面压杆
小变形平衡状态的中性平衡微分方程式,代表杆件在压力作用下弯曲平衡的条件
其解答由边界条件可以解出临界力(非求积分常数!!)6-2-1 解析法及欧拉方程
IV 0
EIv Tv ''+=0123cos sin v C C kx C kx C kx =+++
⏹两端自由支持单跨梁
解析法及欧拉方程
➢边界条件
故
0123
cos sin v C C kx C kx C kx =+++
解析法及欧拉方程
➢C1和C3不同时为零(中性平衡,有挠度),有
得
理论上满足中性平衡状态的压力值多个,最小为所求。
故n=1,临界力——欧拉力(弹性范围内失稳的临界力)。