第二节船体强度的概念

船舶强度的概念嘿，朋友们！今天咱来唠唠船舶强度这个事儿。

你想啊，船舶就好比是咱在大海上的移动房子，要是这房子不结实，那可不得出大乱子嘛！船舶强度，简单来说，就是船舶能承受多大的力。

这就跟咱人一样，有的人身体壮实，能抗住很多压力，而有的人就比较脆弱。

船舶也是如此啊！一艘船要是强度不够，在海上遇到点风浪，那可能就摇摇晃晃，甚至有散架的危险，这多吓人呀！咱可以把船舶强度想象成是一个大力士。

这个大力士得有足够的力气来应对各种情况。

比如说，船体结构得牢固吧，不能说随便碰一下就破个洞啥的。

还有啊，船上的各种设备、机器啥的，也得稳稳当当的，不能一颠簸就掉下来或者坏了。

你说要是在海上航行着，突然船的某个地方裂了，那可咋办？那不就跟咱家里房子漏了一样嘛，得赶紧修啊！可在海上哪有那么容易修呀，所以一开始就得把船舶强度给搞好。

咱再想想，船舶在海上要面对多大的压力呀！海水的压力、风浪的冲击、货物的重量等等。

这就好像一个人背着很重的东西，还得在狂风暴雨中走路，得多难呀！要是这人身体不强壮，那肯定走不了几步就趴下了。

船舶也是这样啊，强度不够，怎么能在大海上安全航行呢？你看那些大船，为啥造得那么结实？不就是为了保证强度嘛！它们就像是海上的勇士，不管遇到什么困难都能勇往直前。

而那些强度不行的船呢，就只能小心翼翼的，稍微有点风浪就吓得不行。

咱平时过日子还得注意身体呢，船舶也得注意强度呀！船东们得舍得花钱，把船造得结实点，船员们也得好好爱护船，别乱折腾。

只有这样，船舶才能在大海上安全地航行，把货物送到目的地，把乘客平安送回家。

总之，船舶强度可不是小事儿，这关系到船舶的安全，关系到大家的生命和财产。

咱可不能马虎，得重视起来呀！让我们一起为船舶的强度加油，让它们在大海上乘风破浪，勇往直前！。

2012年2月22日星期三1•船舶发展与分类•船舶强度•船舶结构•船舶管路系统•船舶适航性基本知识•船舶适航性控制第二章船舶适航性控制2012年2月22日星期三2第二节、船体强度一、船体强度的基本观念船体强度是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。

船体强度可分为总纵弯曲强度( 亦称为纵向强度) 、横向强度、局部强度、扭转强度四种。

2012年2月22日星期三3• 1. 总纵弯曲强度•1) 船体发生总纵弯曲变形的原因作用在船体上有各种各样的力, 例如船舶重力、惯性力、浮力，波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运转时的振动力等等。

在这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种各样变形或破坏。

其中对船体最危险的是由于船舶重力和浮力引起的沿着整个船长方向上发生的总纵弯曲变形和破坏。

2012年2月22日星期三4•船舶静浮于水中，对于整个船体来讲，重力和浮力大小相等，方向相反，且重心G 和浮心B 作用于同一条垂线上，如图1-59 （a）所示。

但对于沿船长方向上某一小区段来讲，其重力和浮力的大小并不一定相等，如图1-59 （b ）所示。

如果将船体沿船长方向分成若干个可活动的小分段，则在各个分段上，重力大于浮力的分段会下沉，而重力小于浮力的分段会上浮。

但由于船体是一个弹性的整体结构，不允许各分段有上下相对移动，而只能沿船长方向发生纵向弯曲变形。

因此，引起船体结构发生纵向弯曲变形的原因，主要是由于沿船长方向每一点上的重力和浮力分布不均匀造成的。

2012年2月22日星期三5•2）总纵弯曲力矩和剪力•船体结构抵抗总纵弯曲力矩和剪力作用的能力称为船体总纵弯曲强度，简称纵向强度。

•⑴总纵弯曲力矩和剪力•由于外力的作用，沿船长方向分布，将会产生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲变形趋势，这种内部之间的相互作用力称为内力。

内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内力，称为剪力，另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称为弯曲力矩。

•船体强度：船体结构在正常使用过程中和一定使用年限中具有不被破坏或不发生过大变形的能力。

•总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。

•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。

•船体梁：将船体理想化为一变断面空心薄壁梁•比较强度：以预先规定某一计算载荷为基础，利用结构剖面中的计算应力与许用应力相比较检验所得到的强度。

•总强度：把船体看成一根漂浮的空心薄壁梁，从整体上研究其变形破坏规律和抵抗破坏的能力。

•局部强度：从局部上研究其变形规律和抵抗破坏的能力。

•重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述船舶重量沿船长分布状况的曲线。

•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。

•载荷曲线：船舶在某一计算状态下，描述船体梁总纵弯曲载荷沿船长分布状况的曲线。

•静水剪力，弯矩曲线：船体梁在静水中所受到剪力和弯矩沿船长方向分布曲线。

•中拱：船体梁发生中部向上拱起，首尾端向下垂的弯曲状态。

•中垂：船体梁发生中部向下垂，首尾两端向上翘起的弯曲状态。

•波浪三要素：波形，波长，波高•不封闭修正：用一根直线吧剪力曲线和弯矩曲线封闭起来，并对个理论站点的剪力和弯矩按照线性关系进行修正•Smith修正：波峰处，水质点受到离心力与重力方向相反，故相当与水的密度减小，而在波谷处，水质点受到离心力与重力方向相同，故相当与水的密度增大，因而导致波峰处的实际压力小于静水压力，而波谷处则大于静水压力，结果使浮力曲线趋于平缓，这种记及波浪水质点运动所产生惯性力的影响，即考虑波浪水压力影响对浮力曲线所做的修正，称为Smith修正。

•影响静水弯矩主要因素：船体绕度，货物分布。

•影响静波浪弯矩主要因素：船型，波浪要素，波浪与船舶相对位置。

•浮态：船舶漂浮在睡眠上的姿态。

分为：正浮，横倾，纵倾，横倾加纵倾。

•标准计算方法：1将船舶静置与波浪上，即假象波浪以波速在波浪传播方向上航行，船舶与波浪处于相对静止。

2以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长，计算波高按照有关规范或强度标准选取•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，一般包括满载，压载，空载等和按装载方案可能出现的最不利以及其他正常营运时可能出现的更为不利的装载状况。

1.船体强度是船舶抵抗内外作用力的能力，船舶强度分为总纵强度、横向强度、局部强度和扭转
强度。

其中总纵强度是指船体在整个船长方向上抵抗内外作用力的能力。

2.中垂变形是指中部下垂而首尾两端上翘的一种变形。

由于船体的中部浮力小而首尾两
端浮力大，重力在中部大而首尾小的原因使得船体中垂或中拱变形。

3.承受弯矩和剪力可能致使船体遭受变形和破坏。

最大的弯矩常发生在船中、最大的剪力常等
发生在离船中的1/2 处。

4.纵向构件布置的密，横向构件布置的疏的骨架型式是纵骨架式双层底结构形式。

杂货船常
采用横骨架式单底.式结构。

5.外板的作用有保证船体的密封性；承担船体总纵弯曲强度、横强度、局部强度；承担舷
外水压力、波浪冲击力、坞墩的反作用力、外界的碰撞、挤压和搁浅。

甲板板的板厚是船中比首尾厚的原因是船舶最大总纵弯曲力矩都是作业在船中0.4L船长区段内。

双层底的作用有万一船底破损，内底板可以制止海水浸入舱内，保证船舶和货物安全；增强船底强度；可储存燃料、淡水，空船时装压载水，有效利用空间，并且降低船的重心，增加船舶稳性。

6.肋板是设在双层底内肋位上的横向构件。

中内龙骨是设在中线面上并焊接在平板龙骨
上的纵向连续构件。

实肋板上开孔是为了通空气、水等。

7.仔细看书中图7-7，图7-8，熟识船体常见构件的名称位置和作用。

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）。

船舶原理课后简答题答案第二章1.船舶营运中的船舶重力与重心，浮力与浮心如何确定？2.船舶的静水力性能资料包括哪几类？各自包含哪些参数和曲线？查用时应注意哪些问题？船舶的静水力性能资料包括：静水力曲线图、载重标尺、静水力参数表三种。

静水力曲线图包括：排水量曲线、型排水体积曲线、浮心距船中距离、浮心距基线高度、水线面面积、浮心距船中距离、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩曲线等。

载重标尺包括：船舶实际吃水、排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度等。

静水力参数表包括：排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度、浮心距基线高度、浮心距船中距离等查用时应注意：浮心纵向距中距，漂心纵向距中距离这两条曲线查取的横坐标厘米值是从船中起算的。

3.平均吃水的含义是什么？其大小受哪些因数的影响？船舶处于实际纵横倾或者存在船体变形状况下船舶的排水体积与某吃水下船舶正浮且无船体变形状况下的船舶的排水体积一样时，那么该吃水值就为船舶的平均吃水。

跟不同船舶的浮态对应的首尾和船中吃水以及吃水差有关，同时还和漂心距中距离有关。

4、邦戎曲线与费尔索夫图谱有哪些用途？〔P38-4〕答：借助邦戎曲线可以计算出船舶在较大纵倾浮态〔无横倾〕下的型排水体积及其浮心的垂向和纵向位置。

费尔索夫图谱是用来计算船舶大纵倾浮态下的型排水体积和浮心纵向坐标。

5、载重线标志由哪几局部组成？勘划载重线标志的目的是什么？如何使用？〔P38-5〕答：载重线标志的组成：1、国际航行的船舶的载重线标志：1〕甲板线，2〕载重线圈及水平横线，3〕各载重线，4〕冰极标志；目的：用以限制最大船中吃水和确保船舶最小干舷；如何使用：不会。

第三章1、船舶稳性的分类有哪些？〔P81-1〕答：1、横稳性和纵稳性，2、初稳性和大倾角稳性，3、静稳性和动稳性，4、完整稳性和破舱稳性2、船舶有哪几种平衡状态？简述其特点。

〔P43〕三种，稳定平衡不稳定平衡中性平衡稳定平衡：重心G0点在稳心M点之下，复原力矩M R的作用方向与倾侧力矩M h的作用方向相反，当外力消失后，它能使船舶回复到原平衡状态。

一、名词解释1. 总纵弯曲：船体梁（将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简称船体梁）在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。

2. 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。

3. 重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述全船重量沿船长分布状况的曲线。

4. 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。

5. 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。

6. 静水弯矩曲线：船体梁在静水中所受到的弯矩沿船长分布状况的曲线。

7. 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；一般包括满载、压载、空载等和按照装载方案可能出现的最不利以及其它正常营运时可能出现的更不利的装载状态。

8. 坦谷波：剖面是坦谷曲线的二维波，即波峰陡峭，波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等的波。

9. 船体剖面模数：Z I W ，I 计算剖面对水平中和轴的惯性矩，Z 为所求应力点至水平中和轴的垂直距离。

表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性，也可以用来衡量船体总纵强度10. 纵向强力构件：纵向连续并能有效地传递总纵弯曲应力的构件。

11. 临界应力：材料在力的作用由弹性变形区进入塑性变形区，该点处的应力称为屈服应力或临界应力。

（感谢度娘）12. 波浪附加弯矩：由波浪产生的附加浮力引起的弯矩。

13. 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。

14. 安全系数：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。

15. 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（受拉时）或构件的临界应力（受压时）的总纵弯曲力矩。

16. 带板：为估算骨架的承载能力，作为骨架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的那部分钢板叫做带板。

17. 波浪扭矩：船舶航行方向和波浪前进方向之间有一角度时产生的扭矩。

课题：船体受力与船体强度【授课类型】【授课时间】【授课班级】【教学内容及其分析】船舶在建造、下水、停泊、航行及进坞修理等全部过程中，受到各种外力的作用，这些外力常常会使船体结构产生变形或损坏。

本节内容侧重于理解，掌握船体纵向横向的受力情况。

在满足受力的情况下，达到最下质量降低成本。

【教学目标】【知识与技能】1.掌握船体受到的横向纵向的力。

2.理解船体总纵弯曲形成的原因3.了解船体强度的概念【过程与方法】能够根据船体受力情况，分析出船体外壳的厚薄情况【情感态度价值观】训练学生的逻辑思维能力，学会分析问题解决问题。

让学生体会应用所学知识解决问题的乐趣。

【重点难点】【教学重点】1.船体静水总纵弯曲，船体波浪总纵弯曲2.船体的总纵强度【教学难点】船体总纵弯曲形成的原因【教学方法】电教法，设问讲授法，图示教学法【教学资源准备】哈尔滨工程大学出版社《船体结构与识图》；多媒体网络教学环境；多媒体课件结构教学内容教师活动学生活动设计意图与时间分配导入1．设置情境，导入新课1.播放船舶海难事故视频，船舶断裂瞬间。

提问：水中的船舶为何会发生断裂。

2.提问：研究船舶受力有什么作用？1.观看视频，回答问题：船舶受到各种外力作用2.学生分组讨论触类旁通创设情境导入新课新授新授任务一作用在船体上的力1.播放动画，展示船舶在水中的受力，受到的各种载荷等。

提问：总结出船舶在水中会受到哪些力？2.组织学生上黑板画出船舶在静水中的受力图。

3.播放PPT展示在静水中船体由于重力分布不均匀而产生弯曲4.播放PPT展示在波浪中船体弯曲加剧以及在弯曲过程中不同部位的受力情况，组织学生上黑板画出不同情况下的弯曲情况。

1.观看动画并讨论回答问题2.上黑板完成受力图3.观看PPT分小组讨论并总结在静水中产生弯曲的原因4.观看PPT上黑板画出波浪总纵弯曲的两种情况，并解释受力的特点教师引导学生观察小组讨论发表观点结构教学内容教师活动学生活动设计意图与时间分配新授5.学生阅读课本了解横向载荷以及局部受力情况，并结合PPT总结5.阅读课本前后联系巩固理解新授任务二：船体强度概念1.播放PPT展示受力和强度的关系总纵弯曲→总纵强度横向载荷→横向强度局部载荷→局部强度1.观看PPT讨论强度和受力的关系结构教学内容教师活动学生活动设计意图与时间分配总结检测作业板书设计教学反思。

2012~2013年船舶概论重点归纳第一章船舶分类与用途1、不同分类方法，船舶种类的分类。

2、几种特殊船舶的分类归属：载驳船→运输船；浮船坞、海洋开发船、钻井船、钻井平台→工程船舶；调查船→渔业船；消防船、供应船→港务船；医院船→舰艇。

3、几种船舶的特点：①杂货船：配备有完善的期货设备。

②集装箱船的特点：装卸运输效率高。

③散货船的特点：④油船的特点：要求防火防爆⑤客船的特点：要求安全可靠，具有良好的适航性与居住、生活等设备5、气垫船的分类：全垫世气垫船（全浮式，有两栖能力）与侧壁式气垫船。

第二章船舶的几何形状1、船舶的主要尺度及其含义：总长LOA；设计水线长LWL；垂线间长LPP；型宽B；型深D；吃水T；干舷F。

2、船型系数的含义：面积系数→水线面系数CW；中剖面系数CM；体积系数→方形系数CB；纵向棱形系数CP。

4、主尺度比影响的内容：①长宽比L/B：与船的快速性有关。

例如高速船这比值越大，船越细长，在水中航行时所受的阻力越小；②宽度吃水比B/T：与稳性、快速性、耐波性与操纵性都有关；③型深吃水比D/T：与船的稳性、抗沉性、船体强度及船体的容积有密切的关系；④长深比L/D：与船体总强度有关，长深比小，船短而高，强度好；⑤船长吃水比L/T：主要影响船舶的操纵性，比值越小，回转性越好，转动越是灵敏。

5、船体线形图：纵中剖面；中横剖面；设计水线面。

6、横剖线、纵剖线、水线在基准投影面上的投影是船体得真实形状。

7、船舶的外形的内容：船舶的外形包括首、尾部形状、上层建筑形式、机舱位置的安排及烟囱、桅杆等上层舾装件的形状与布置等。

8、船舶首尾形状的分类。

第三章船舶的航行性能1、航海性能：各种船舶从事运输生产或执行特定任务时，经常航行于凶涛骇浪的海洋或急流险滩的江河里，它们之所以能顺利完成预订的任务，在于船舶本身具有一些特定的性能，我们称之为船舶的航海性能或航行性能。

内容：浮性——在一定装载情况下，船舶在水中具有正常浮态漂浮的能力；稳性——船舶在外力（或外力矩）的作用下偏离原平衡位置时，当外力（矩）消除后船舶恢复到原平衡位置的能力；抗沉性——当船舶破舱淹水后保持浮性与稳性不致沉没的能力；快速性——船舶的主机功率一定时所能达到最高航速或者在一定的航速要求下船舶消耗最小功率的性能；耐波性——船舶在波浪中具有缓与的摇摆性能；操纵性——船舶保持航向与改变航向的能力。