华科船舶结构强度第二次大作业

z 2 2 2 2(y yz z )i (z zx x )j (x 2 xy y 2)k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。

uvrr 22 r解：Q f(2y 2z)i (2z 2x)j (x 2xy y 2)k 0固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。

2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为31000kg gm ,大气压为 101kpa 。

解：表压为：Pi P P ogh =1000*9.81=98100pa.绝对压力为：p P ! p 0 =98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长 30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。

若水箱和管装满水(密度为31000kg gm )，试计算：(1)作用在箱底的静水压力； (2)作用在承箱台面上的力。

gv =1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.解：C 表显示:B 表显示:, 2gh 2 =100+9.81*1*3=139.43kN gm习题二2.1设质量力uur ur uv f ( f)2y 3 2z 3 2z 3 2x 3 2x 3 2y 3解:(1)gh =1000*9.8* ( 30+0.6)=300186pa 2.4 如题图 2.42 2所示，大气压力为 p a =100kN gm ，底部A 点出绝对压力为 130kN gm ，问压力计 B 和压力计C 所显示的表压各是多少?P c P Agh 1=130-9 2.81*1=120.43kN gmP B P A2.5倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力P a，斜管接待测压力P（＜P a），若P= P a时斜管中液柱读数为a°,试证明s为斜管的横截面积；s o为贮液杯的横截面积；为斜管的倾斜角。

船舶结构力学习题答案【篇一：船舶结构力学各章思考题】>（摘自习题）（一）绪论1 什么叫做船体总纵弯曲？船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系？2.船体结构中有哪些受压构件？为什么说船在总弯曲时船体受压的构件（主要是中垂状态时的上层甲板）因受压过度而丧生稳定性后，会大大减低船体抵抗总弯曲的能力？3.何谓骨架的带板？带板的宽度（或面积）与什么因素有关，如何确定？试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。

4.什么叫做船体结构的计算图形，它是用什么原则来确定的?它与真实结构有什么差别？5.一个完整的船体结构计算图形应包含哪些具体内容？为什么对同一船体结构构件，计算图形不是固定的、一成不变的？（二）单跨梁的弯曲理论1 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的，有什么物理意义，适用范围怎样？2 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数？它们与坐标系统的选择有没有关系？3 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下梁梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同？4 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系？为什么？ 5 当梁的边界点上作用有集中外力p或几种外弯矩m时，一种处理是把该项外力放在梁端，写进边界条件中去。

另一种处理时把该项外力放在梁上，不写进边界条件。

在求解梁的弯曲要素时，两种处理方法的具体过程有哪些不同？最后结果有没有差别？6 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点？它们与梁本身所受的外荷重（包括大小、方向及分布范围）有没有关系？为什么梁在横弯曲时，横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出？（三）力法1 什么叫力法？如何建立力法方程式？2 什么是力法的基本结构和基本未知量？基本结构与原结构有什么异同？力法正则方程式的物理意义是什么？3 当连续梁两端为弹性固定时，如何按变形连续条件建立该处的方程？4 力法可否用来计算不可动节点的复杂钢架？如可以，应如何做？5 用力法计算某些支座有限位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题？6 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？7 何谓梁的固定系数？它与梁端弹性固定端的柔性系数有何不同？（四）位移法1 试举例说明位移法的基本原理。

关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨船舶与海洋工程结构极限强度是指在极端情况下，船舶或海洋工程结构所能承受的最大载荷。

这一技术参数对于船舶与海洋工程的设计、建造和运营都具有重要的意义。

关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是非常必要的。

船舶与海洋工程结构所面临的极端载荷主要包括海洋风浪、地震、船舶碰撞等外部载荷，以及船舶自重、载货载员、船舶运动引起的加速度等内部载荷。

这些载荷的组合可能会导致船舶与海洋工程结构的破坏，因此对于极限强度的研究和认识至关重要。

船舶与海洋工程结构的极限强度与材料的力学性能、结构的几何形状、结构的连接方式等因素密切相关。

通过研究这些因素对极限强度的影响，可以为结构设计和材料选择提供重要的参考依据。

也可以通过改变结构的几何形状或连接方式等来提高结构的极限强度，从而增强结构的安全性和可靠性。

船舶与海洋工程结构的极限强度研究需要进行大量的试验和数值模拟。

通过试验可以直接获取结构在不同载荷下的破坏性能，而数值模拟则可以对破坏过程进行进一步的分析和预测。

综合利用试验和数值模拟的方法，可以更全面地认识和了解结构的极限强度特性。

船舶与海洋工程结构的极限强度研究是一个复杂而又具有挑战性的课题。

随着船舶与海洋工程结构的不断发展和需求的不断增加，对于极限强度的研究和探讨也将变得更加紧迫和迫切。

只有通过不断地深入研究和探讨，才能更好地保障船舶与海洋工程结构的安全可靠，从而为海洋工程事业的发展做出更大的贡献。

船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是一个复杂而又迫切的问题，需要科研人员和工程技术人员共同努力。

相信随着不断的努力，船舶与海洋工程结构的极限强度问题一定能够得到有效的解决，为船舶与海洋工程的发展提供更加坚实的基础。

A.应力
B.应变
C.弯矩
D.船体振动频率
20.以下哪种方法主要用于评估船舶结构在极限状态下的强度？（）
A.解析法
B.数值法
C.实验法
D.安全因子法
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.以下哪些因素会影响船舶结构的设计？（）
A.船体材料
D.船舶主机功率
5.在船舶结构设计中，哪些部位需要特别注意疲劳强度问题？（）
A.船壳板
B.甲板
C.船舶舷侧
D.船舶生活区
6.以下哪些因素可能导致船舶结构疲劳损伤？（）
A.船体材料的缺陷
B.疲劳载荷循环
C.船舶航速的变化
D.船舶涂装
7.以下哪些方法适用于船舶结构疲劳寿命预测？（）
A.应力分析
B.应变分析
4.船舶在波浪中的运动和载荷响应与船舶的航向无关。（）
5.船舶结构设计时，船壳板的厚度可以完全相同，无需考虑不同区域的不同载荷。（）
6.船舶的疲劳寿命主要受到高应力区域的影响。（）
7.船舶结构设计中的极限强度分析是为了确保船体在极端Байду номын сангаас荷下的安全性。（）
8.船舶结构设计时，不需要考虑船体的振动问题。（）
9.在船舶结构设计中，提高船体的扭转刚度可以减少船体的弯曲变形。（）
10.船舶结构设计完成后，无需进行任何的维护和检查，结构将始终保持设计时的性能。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述船舶结构强度分析的主要目的和基本步骤。
2.描述船舶结构设计中如何考虑疲劳强度问题，并列举几种常用的疲劳分析方法。
B.结构尺寸

←返回前一部分
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方案3： 模 锻 毛 坯
选用40钢模锻成形，锻件在模膛内有立放和卧放两种。
1. 立 放
锻件立放时能 锻出孔(有连皮), 但 不能锻出法兰，外 圆的切削加工工作 量大。
←返回前一部分
继续→
2. 卧放
锻件卧放时, 能 锻出法兰, 但不能锻 出孔, 内孔的切削加
工工作量大。
模锻件的内在质量好，全部能通过水压试验。
比较
方案(4)和方案(3)比方案(1)和方案(2)好。
1.4.2 在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图1-62所 示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？
(a) 轴托架
问题 ①中空结构, 需造芯； ②芯为悬臂芯,难固定， 下芯费工。 改进 ①省去型芯,造型简便； ②成本降低。
A
凸台
A-A
A
A
A
(b) 角架
←返回前一部分
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方案2： 铸造毛坯
用ZG270-500铸钢砂型铸造, 可水平浇注或垂直浇注。
1. 水平浇注
水平浇注时在法 兰顶部安置冒口。该 工艺简便、节省材料、 切削加工工作量小， 但内孔质量较差，水 压试验的合格率低。 ←返回前一部分 继续→
2. 垂直浇注
垂直浇注时在上部法 兰处安置冒口，下部法兰 安置冷铁，使之定向凝固。 该方案提高了内孔的质量， 但工艺比较复杂，也不能 全部通过水压试验。
上 下
下 上
综合题：下图为承压液压缸, 要求选用40# 钢制造, 一共200件。
液压缸的工作压力为1.5MPa, 要求水压试验压力为3MPa; 两端法 兰接合面及内孔要求切削加工, 加工表面不允许有缺陷, 其余外圆 等不加工。就此液压缸毛坯的制造方法进行分析比较(从工艺难易 程度、合格率、经济性等方面), 找出最佳方案。

船体结构强度与安全问题探究摘要：在船体结构设计过程中，工作人员所追求的最终目标是为了提升船体的承载水平，并保障其强度和安全性，与此同时，需要确保最终所支付费用在可承受范围之内。

本文针对船体结构强度与安全进行分析。

关键词：船体结构；强度；安全引言随着社会生产力的不断发展，我国工业技术的不断进步，船舶制造水平也逐步提升。

当前我国沿海地区已形成了相对完整的船舶生产体系和配套体系，造船产业的发展形势也越来越好，全国新建船舶的总量逐年增长，然而在船舶建造速率越来越快、船舶总量越来越大的迅猛势头下，船舶质量问题也越发凸显，并越来越严重的威胁到人民的生命财产安全，也影响了社会的安定和谐。

为有效避免损失，增强船舶建造质量，保障人民的生命及财产安全，就必须从船舶的设计、制造、检验等层面的质量上进行严格把控。

1船体强度的研究意义船舶在建造过程中,会因为材料自身缺陷、工艺等方面的原因,产生残余应力。

在随后的使用中,也会受到风、浪、流的作用力,可以说一艘船在它的生命周期内无时无刻不在受力。

对于一艘船来说,安全是首要的。

在保证安全前提下,提高其经济性能。

不同用途的船舶,有着不同的结构,因此受力状态是不同的。

对于散货船来说,所载的货种、装载情况和受力变形使得散货船比其它类型船舶相对更容易“老化”,出事的概率大,其中载重量Z0000t以上、散装固体重货(如矿砂)的散货船的海损事故最多。

散货船海损事故分析表明,在恶劣海况条件下,结构的破损引起货舱浸水是最终导致船舶沉没事故的直接原因。

而集装箱船为了保证较高的装卸效率,货舱开口非常大,一般货舱口宽度为船宽的80%左右,有的甚至达到89%以上,其船体的纵向、横向及抗扭的强度将是一个不容忽视的问题。

对于大中型船舶,载重量与极限强度基本保持线性关系。

对极限强度的主要影响参数有屈服应力、初始变形、焊接残余应力以及平均板厚等。

因此,船体强度分析是必不可少的。

2船体结构设计方式分析2.1船体结构设计条件在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在使船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观。

船舶结构的强度分析船舶作为一种重要的水上交通工具，其结构的强度对船舶的安全和运行能力至关重要。

船舶结构的强度分析是对船舶结构在不同负荷情况下的性能进行评估和预测的过程，它在船舶设计、制造和运营中起着重要的作用。

一、船舶结构的强度要求船舶结构的强度要求是为了确保船舶在各种复杂的工作条件下仍能够承受各种力学载荷，并保持结构的完整性和稳定性。

船舶在航行中会受到来自波浪、风力、潮流等外部力的作用，同时还要承受自身的结构重量以及载货量的影响。

因此，船舶结构的强度分析需要考虑这些作用力，并进行综合分析。

二、船舶结构的强度分析方法船舶结构的强度分析一般通过有限元分析方法来进行。

有限元分析是一种数值分析方法，它将结构划分为许多小的有限元，通过计算每个有限元的应力和应变，并进行相应的求解和模拟，从而得到结构的强度分布和整体性能。

有限元分析方法不仅能够更真实地反映船舶结构的受力状态，还具有较高的计算精度和计算效率。

三、船舶结构的强度分析参数在船舶结构的强度分析中，有一些重要的参数需要考虑，如材料的力学性能、船舶的尺寸和形状、载荷分布以及液体和气体的影响等。

不同的船舶类型和用途，其结构的强度要求和分析参数也会有所不同。

例如，客船和货船对结构强度的要求可能不尽相同，因此在分析时需要根据实际情况进行合理的选择和设置。

四、船舶结构的强度优化在船舶结构的强度分析过程中，一般会通过一系列的试验和仿真来验证结构的强度性能，并根据结果进行优化设计。

强度优化的目标是在满足强度要求的前提下，最大程度地减少结构的重量和成本，提高船舶的运载能力和经济效益。

优化设计可以通过调整结构参数、优化材料选择和改进制造工艺等途径来实现。

五、船舶结构的强度分析的应用船舶结构的强度分析在船舶领域广泛应用，可以用于新船舶的设计和建造，也可以用于现有船舶的评估和维修。

在新船舶设计过程中，通过结构的强度分析可以评估各种设计方案的可行性，并确定适当的结构参数和材料选择。

船舶结构强度分析及优化设计船舶，是沉浸在海洋中的移动性建筑物，其结构强度的分析和优化设计是保证其安全性的关键。

本文将从船舶结构的发展历程、强度分析的步骤和方法、在优化设计中如何应用结构分析等方面进行探讨。

一、船舶结构的发展历程船舶结构的发展历程可以追溯到古代文明时期，中国南方古代船舶厂遗址就证明了古代船舶结构的科学性和技术精湛性。

随着人类的发展，航行时间、航行范围、航行速度等不断提高，船舶结构的强度需求也日益增加。

19世纪初期，船体主要采用木材构成，但当时的木制船只重心过高、抗风性能差、耐久性低等问题逐渐显现。

后来随着钢铁工业的发展，船舶材料演变为钢铁材料，这使得船舶的结构强度得到了极大的提高。

二、船舶结构的强度分析步骤和方法船舶结构的强度分析步骤主要包括载荷计算、结构计算和校核分析。

其中载荷计算是指对船舶在不同航行状态中的外力进行计算，如风力、水力、波浪力、排水力等等，这些外力将对船舶结构产生巨大的影响。

结构计算是指对船舶的各个部分进行计算，如船体、主机房、上层建筑等，以确定各部位的受力情况。

校核分析是指对各个部分的受力情况进行评估和比对，使其满足船级社要求的规范和标准。

在强度分析中需要考虑到船舶腐蚀、疲劳损伤、开裂以及爆炸等突发情况的处理。

船舶结构的强度分析方法主要包括有限元法、有限差分法、刚度法、试验分析法等。

在其中有限元法是目前应用较为广泛的方法之一，其基本理论是将结构分割成若干小块，利用力学原理计算其各个分块的内应力和变形情况，以达到预判属于何种应力状态、哪些部位可能会产生破坏、哪些部位应当加强等目的。

三、在优化设计中如何应用结构分析船舶的优化设计除了要符合船级社的规范以外，还需要考虑到航行稳定性、运载能力、动力性能等方面。

在结构分析中，可以通过对各个部位的分析、对各种力的分析以及应力应变的估算等一系列操作，确定不同材料的使用范围、决策载货量和速度等。

在优化设计中，还需要结合人工智能等技术，进行复杂的数据计算和分析。

船舶结构规范设计书5000吨江海直达船指导老师:班级：船海1101班小组成员：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：完成日期：2014/7/2目录一．小组成员分工及贡献度二．小组设计任务三．5000吨江海直达船说明四．确定4800mm平台构件尺寸（1）#5 —#12区域（2）#12—#35区域（3）#35—#134区域（4）#134—船首区域五．4800mm平台甲板结构图六．有限元建模及强度计算七．课程设计总结八．附件一．小组成员分工及贡献度1.成员分工按规范确定4800mm平台甲板构件尺寸：绘制4800mm平台甲板结构图：#134—船首有限元建模及结构强度直接计算：Word制作及后期整理：PPT制作：2.贡献度xxx 1.0xxx 1.0xxx 1.0xxx 1.0二．小组设计任务1.按照规范确定4800mm平台甲板构件尺寸，绘制甲板结构图2. #134—船首区域有限元建模及结构强度直接计算三．5000吨江海直达船说明一．说明本船主要运输矿石及钢材，兼顾煤碳及水泥熟料等货物。

航行于长江武汉至宁波中国近海航区及长江A、B 级航区。

船舶结构首尾为横骨架形式，中部货舱区采用双底双舷、单甲板、纵骨架式形式，所有构件尺寸均按 CCS 《国内航行海船建造规范》(2006)要求计算。

1. 主要尺度设计水线长：WL L 107.10米计算船长：L 104.10米型宽：B 17.5米型深：D 7.6米结构计算吃水：d 5.8米2.主要尺度比 长深比：104.1 5.95517.5L B ==> 宽深比：17.5 2.30 2.57.6B D ==<2. 肋距及中剖面构件布置：尾~#10以及#140~首 肋距为600mm#10~#140 肋距为700mm本船按规范要求的标准肋距为：1.2.8.1 肋骨、横梁或纵骨（船底、舷侧、甲板）的标准间距Sb 应按下式计算：0.0160.5Sb L =+ m ,且不大于0.7m式中：L—船长，m。

结构要锈蚀、磨损、疲劳，承载能力逐渐降低，不可 能无限期使用。
③ 为什么要规定不发生过大变形 什么情况会发生变形？结构变形有什么危害？ ——吊车轨梁变形吊车不能正常工作。 ——轿车厢变形不美观。
2 如何计算结构强度
（1）构件破坏形式 构件破坏形式：
① 构件断裂
材料达到强度极限—— 300-400MPa拉杆断裂
强度分析在结构设计中的作用——检验所设计的结 构是否安全，材料使用是否合理。
如，如果结构应力超过许用应力，结构不安全。如 果应力很小，虽然结构安全，但材料可能浪费。
如何修改设计？
第3节 船舶结构强度特点
1.船体结构的作用 实现船舶功能的基础：为船上货物、机械设备提供
装载平台、为船上人员提供生活和工作场所。
拉杆例子 圆杆能力= σy×圆杆面积 影响圆杆能力的因素： 你能保证：σy≥235 MPa， 圆杆直径≥20mm 焊接质量（如果圆杆长需要焊接）
影响圆杆载荷的因素： 你能保证：重物不超过5吨？ 这些不定因素用安全系数来解决。 构件材料破坏极限应力通常取屈服应力。对于受
压缩作用细长杆或薄板，极限应力通常取失稳的临 界应力。
船体结构会受到各种外力的作用： 重力：货物、设备、油水以及结构 水作用力：浮力，波浪动力 意外作用力：碰撞、触礁、搁浅和爆炸等
在这些外力作用下，船体结构会产生多大的变形， 是否会产生断裂破坏，这是造船工程师必须回答的问 题。
2 船体强度
船体在正常使用过程中和在一定寿命期内具有不 破坏或不发生过大变形的能力，以保证船舶能正常工 作。为了使船舶能在其寿命期内正常工作，船体必须 具备足够的强度。
材料达到屈服极限—— 200-260MPa 拉杆明显变形
② 构件失稳
什么情况下发生失稳？

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。

船舶与海洋工程结构极限强度分析摘要：海上运输行业的迅猛发展使得船舶的数目不断增多，航运的范围和规模不断增大，因此导致的海上运输事故也在逐渐增多，为了确保海上运输的安全，就需要提高船舶和海洋工程结构合理性，提高结构极限强度。

对于关于船舶和海洋工程的设计中，有许多环节，其中结构极限压强设计则是其中的最后一个环节，计算船舶和海洋工程的结构极限强度正是整个过程中最为复杂的一个环节，因此必须找到合理的方法对其进行分析。

关键词：极限强度、海洋工程、计算方法我们对船舶与海洋工程结构极限强度进行分析，就需要了解计算结构极限强度的计算方法，确定船体模块极限强度的准确值。

想要对其进行计算需要建立一个合理的船体模型来确定极限强度，在计算中运用有限元分析法进行，但此种方法在理论中适用而对于实际的情况下却有着种种限制。

充分考虑到各种影响因素进行准确分析，从而开展安全有序地海洋工程作业，确保海上运输行业的安全。

一、结构极限强度基础内容概述极限强度指的是船体在遭受到一定程度的破坏时，船体结构所能够抵抗整体船体刚度和完全失去承载能力下的最大承受能力和水平。

当船舶在运行过程中遭受到巨大的外界冲击受到破坏而达到结构极限状态时，为了避免事故的发生就一定要采取一定的防护措施以使损害降到最低。

1、结构极限强度的计算作为船舶设计中的重要一步，为了准确计算船舶的结构极限强度，需要建立一定合适的船体模型作为载体，采用有限元分析法得到准确数据。

但这种方法有其局限性，应用于实际情况时影响因素很多，难以计算，消耗巨大的人力和时间计算，产生较大的误差，因此现在采用这种方法计算较少，所得结果也不准确。

目前较常使用的方法为逐步破坏法，该方法计算简单，能够准确计算结构极限强度，同时计算过程也显示着整个分析过程，具有代表性。

此方法将船体结构按照横向和纵向两个维度进行分析分别计算，先通过逐步的分段计算和分析，再将各个部分的结果进行整合分析，提高整体计算过程的准确度。

船舶结构与强度第二版答案一、判断题(每题2分，共10分)1、船体梁的最大剪力发生在船中剖面处。

(x)2、船体梁上浮力曲线与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心为船体浮心。

(√)3、第二次及更高次总纵弯曲近似计算中在不同弯曲状态下构件的折减系数是相同的。

(x)4、计算槽型舱壁的槽形体的弯曲时，可将其作为弹性固定的单跨梁或连续梁。

(√)5、为了防止应力集中，甲板上应避免采用长边沿船长方向布置的开孔。

(x)二、概念题(每题3分，共12分)1、重量分布曲线船舶在某一计算(装载)状态下，表示船长方向单位长度上重量大小的曲线。

2、许用应力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。

3、船体极限弯矩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。

4、应力集中间断构件在其剖面形状与尺寸突变处的应力，在局部范围内产生急剧增大的现象。

三、简答题(每题8分，共48分)1、简述船体总纵强度计算中剪力和弯矩的计算步骤。

答:(1)计算重量分布曲线p(x);(2)计算静水浮力曲线b(x);(3)计算静水剪力及弯矩:N,(x)=∫ [p(x)-b,(x)]dx’ M,(x)=∫N,(x)dx ;(4 )计算静波浪剪力及弯矩: N…(x) =∫ [-Δb(x)]dx ，M(x)=[N(x)dx;(5)计算总纵剪力和弯矩:N(x)=N,(x)+N_(x)，M(x)=M,(x)+M…(x)。

2、简述计算重量分布曲线时采用的静力等效原则。

答:重量的分配原则:重量不变，重心不变，范围不变，站距均布。

最终，应使重量曲线所围的面积等于全船的重量，该面积的形心纵向坐标与船舶重心的纵向坐标相同。

或:(1)保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围的面积等干该项实际重量:(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形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等。

船舶结构强度分析及优化概述船舶在海上航行时需要面对各种自然环境和工作负荷，因此船舶结构强度的分析和优化显得非常重要。

船舶结构强度分析是通过计算分析和试验方法对船体结构进行强度验算，以判断船体是否满足各种安全标准。

而船舶结构优化则是指通过减轻船体自重和强化重要结构部位的方法，提高船体结构的承载能力。

本文将分别从船舶结构强度分析和优化两个方面详细介绍相关内容。

一、船舶结构强度分析船舶结构强度分析主要包括板材强度分析、结构件强度分析、细部强度分析等。

其中，板材强度分析是指通过计算确定船舶板材的破坏强度，从而判断板材是否满足承载要求。

结构件强度分析则是通过计算和试验确定船舶主要结构件的承载能力，包括龙骨、牛腿等。

细部强度分析则是对船舶细节部位进行验算，保证细部区域不会对船舶整体结构产生影响。

在进行船舶结构强度分析时，需要考虑以下因素：1.载荷类型航行时，船舶需要面对各种不同类型的载荷，包括海浪、风浪、货船载货重量、船员人数等。

通过考虑各种载荷类型的影响，确定船舶各部位的强度计算公式。

2.材料性能船舶的材料性能对其结构强度有着决定性的影响。

因此，在进行结构强度计算时需要考虑其材料性能，包括板材强度、结构件强度、船壳材料等。

3.船舶设计参数船舶的设计参数是决定船舶结构形式和强度的重要因素。

因此在进行结构强度计算时，需要考虑船舶设计参数对结构强度的影响。

二、船舶结构优化船舶结构优化旨在降低船舶自重，增强重要结构部位的承载能力，从而提升船体结构的强度性能和经济性能。

船舶结构优化主要包括以下方面。

1.材料优化选择高强度轻质材料既可以减轻船体自重，又可以提高船体结构承载能力。

船体所采用的材料应能够满足船体的功能要求，但同时也要具有合理的价格。

2.结构形式优化通过改变船舶结构形式，可以实现船体强度优化。

例如通过改变船壳形状或者布局，增加耐波性和航空性能，减小波浪的影响同时增加船体安全性。

3.细节优化对船舶细节进行优化也是提高船体结构强度的重要方法。

船舶与海洋工程结构物强度习题集船舶强度部分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？2．为什么要将船体强度划分为“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？3．如何获得实际船舶的重量分布曲线？4．说明计算船舶静水剪力、弯矩的原理及主要步骤。

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？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？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？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？9．试设计依据“静置法”计算船舶波浪剪力、弯矩的计算机程序框图。

10．区别下列名词的不同含义：静水弯矩；波浪弯矩；波浪附加弯矩；砰击振动弯矩。

11．船体总纵强度的校核通常包括哪三项主要内容？12．举例说明船体结构中什么是纵向构件，什么是横向构件？它们对船体总纵强度的贡献有何不同？13．划分船体四类纵向构件的依据是什么？结合船体的舯剖面图指出第1至第4类纵向构件的实际应用。

14．船体结构相当于一根“空心梁”，其总纵强度的计算方法与普通实心梁不同。

其中必须考虑的两个特殊问题是什么？15．何谓“等值梁”？在计算船体总纵弯曲正应力σ1的过程中，之所以要逐步近似的主要原因是什么？16．船体总纵强度校核时，应如何选择计算剖面的数目及位置？17．船体总纵强度计算中，对船体纵构件（纵桁、纵骨及船体板）稳定性的一般要求是什么？18．计算船体不同部位纵骨的临界应力σc r时，究竟采用“简单板架”还是“单跨压杆”的力学模型主要取决于什么因素？19．甲板横梁的“临界刚度”与“必需刚度”的含义有何不同？为了保证甲板纵骨的稳定性，横梁的设计一定要使之达到“临界刚度”吗？20．说明船体纵骨的欧拉应力计算公式：σπE E i l A=22中各字母的含义；当按此公式计算出的σE值超过材料的比例极限时，应如何对所得结果进行非弹性修正？21．为什么船体板的临界应力可以简单地取为欧拉应力σE，而不做非弹性修正？在计算板的σE时，为什么要区分纵式骨架和横式骨架？22．船体板的失稳不同于“孤立板”，其主要特点表现在哪些方面？23．怎样计算纵式构架中不同部位船体板的减缩系数ϕ？24．在船体底部板架弯曲的静力计算中，如何确定纵桁的“承载宽度”和“带板宽度”？25．说明船体局部弯曲正应力σ2、σ3和σ4的含义，并比较它们的力学计算模型。

某海洋平台结构的极限强度评估
平台结构形式和材料
对某固定式海洋平台的结构形式和材 料进行分析，确定其结构极限强度。
环境因素考虑
考虑海洋环境因素对平台结构的影响 ，如波浪、潮流、冰等。
极限强度评估
采用概率模型或数值模拟方法，对平 台在静载、动力等不同工况下的极限 强度进行评估。
维修和更换建议
根据评估结果，提出针对该海洋平台 的维修和更换建议，确保其在使用寿 命内的安全性。
基于性能优化设计的某型浮式储油装置结构改进方案
储油装置结构形式和材料
性能要求
对某型浮式储油装置的结构形式和材料进 行分析，确定其结构极限强度。
根据实际需求，提出该储油装置的性能要 求，如储油量、稳定性、耐波性等。
结构改进方案
方案评估与实施
基于性能优化设计方法，提出针对该储油 装置的结构改进方案，提高其性能并确保 结构安全性。
性变形。
材料的抗拉强度
材料的抗拉强度直接关系到结构 能够承受的最大拉力，是影响结
构极限强度的关键因素。
结构的几何形状与尺寸
结构形状
不同的结构形状在相同的外力作用下，其内部的应力分布和大小是不同的，因此结构的极限强度也不 同。
结构尺寸
结构尺寸的大小会影响结构的刚度和质量，从而影响结构在受到外力时的响应，也会影响结构的极限 强度。
实验研究阶段
随着技术的发展，实验研究逐渐成为极限强度分析的主要手段。通过模 拟实际环境和加载条件进行实验，可以更准确地评估结构的极限强度。
03
Hale Waihona Puke 数值模拟与实验研究结合阶段
现代的研究方法结合了数值模拟和实验研究，通过建立数值模型来模拟
结构的响应和行为，同时结合实验数据进行验证和修正。这种方法大大

按船舶腐蚀程度确定允许负荷量；
舱内货物重量分布应均匀；
装载重大件货物时应加衬垫；使横跨相应骨 材。若配于二层舱或上甲板，安排在甲板下 有支柱的位置，必要时临时补加支撑；
自动舱盖上不能装货或只能装轻货；
固体散货应合理平舱；
装载重货时应限制其落底速度，局部区域承 载过重时，校核局部受力。
四、扭转强度 （Torsional strength）
（一）定义 船舶结构抵抗船体沿船长方向发生弯
曲或变形的能力。 （二）船体纵向弯曲或变形的原因
船舶所受重力和浮力沿船长方向分布 不一致造成。
（三）负荷曲线、剪力曲线和弯矩曲线
重量曲线（Weight curve）
p(x)
浮力曲线（Buoyancy curve）
b(x)
负荷曲线（Load curve）
(kN m)
（六）船舶总纵强度的校核方法
1、经验法（舱容比配货法）调整值的两种取法
Pi
Vi .ch
Vi .ch
Q
Pi Pi Pi Pi (110%)
舱别 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 NO.5 Total
货舱容积 3075 舱容比％ 14.58
4119 4210 5719 19.53 19.96 27.12
（四）船体剪切变形
单位长度的船体，其前后两端受到 大小相等、方向相反的切力作用，则该 段船体将出现剪切变形。
（五）船体拱垂变形
单位长度的船体，前后两端受到大 小相等，方向相反的弯矩作用，则该段 船体将发生弯曲变形。
弯曲应力的最大值出现在龙骨板或 上甲板。
1、中拱（Hogging） 船体受正弯矩作用，中部的浮力大于 重力，首尾部的浮力小于重力；船舶上甲 板受拉，船底受压，发生中部上拱的变形。