船体强度与结构设计复习材料
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船体结构与强度知识点汇总及答案1、旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有哪几种连接方式?各有何优缺点?答:旁内龙骨在横舱壁处间断后,与横舱壁之间有三种连接方式:(1)单独加肘板;(2)纵桁腹板升高;(3)腹板不升高而面板加宽。
各自的优缺点分别是:第一种工艺性好,影响舱容;第二种强度较好,也影响舱容;第三种不影响舱容,但工艺性较差。
2、尾尖舱内的结构采用哪些加强措施?答:尾尖舱内的加强措施有:(1)肋骨间距≤600mm,且板厚增加;(2)底部设升高肋板;(3)设强胸横梁和舷侧纵桁;(4)中线面处设制荡舱壁。
3、中型货船货舱区的结构一般采用混合骨架式,请问哪些部位采用纵骨架式,哪些部位采用横骨架式?答:中型货船货舱区一般采用混合骨架式结构。
船底和上甲板采用纵骨架式结构,舷侧和下甲板采用横骨架式结构。
4、油船油舱区为什么设高腹板的纵向桁材?答:油船油舱内都设高腹板的纵向桁材(底纵桁,甲板纵桁),这是因为:(1)加强纵向强度;(2)当船舶横摇时,高复板对舱内液体起制荡作用,减少液体摇荡,从而减少船舶横摇;(3)对于液舱而言,高腹板不影响舱容。
5、舷墙的作用有哪些?海船的舷墙高度不小于多少?答:舷墙的作用是:保障人员安全,减少甲板上浪,防止甲板上的物品滚落海中。
海船的舷墙高度不小于1.0m。
6、试述船体静水总纵弯曲的产生。
答:船舶在静水中受到的外力有船舶及其装载的重力和水的浮力。
重力包括船体本身结构的重量和机器、装备、燃料、水、供应品、船上人员及行李和载货的重量等。
重力的方向向下,浮力的方向向上。
当重力和浮力的大小相等、重心和浮心作用在同一条铅垂线上时,船舶处于平衡状态。
但由于船体的各段重力和浮力的大小并不相等。
船舶装载情况及船体浸水部分形状总是变化,因而船体各段重力和浮力的不平衡总是存在。
重力大的一段有下移的趋势,浮力大的一段有上移的趋势。
然而,船体是一整体结构,各段不可能让它们自由上下移动,在船体结构内部必然有内力产生,这就使船体发生弯曲变形,即总纵弯曲。
船体结构复习材料《船体结构》复习材料⼀、选择填空第⼀章船舶类型及结构的⼀般知识1、船舶按航⾏区域可分为海船和内河船;按航⾏状态可分为排⽔型船、潜艇、滑⾏艇、⽔翼艇和⽓垫艇;按推进动⼒可分为风帆船、蒸汽机船、内燃机船、燃⽓轮机船和核动⼒船;按推进器可分为螺旋桨船、喷⽔推进船,空⽓螺旋桨推进船和明轮船;按建造材料可分为钢船、⽊船、⽔泥船,铝合⾦船和玻璃钢船等。
通常⼀般是按船舶的⽤途来分类,可分为如下⼏种:运输船、⼯程船、渔业船、港务船、海洋调查船、战⽃舰艇、辅助舰艇。
2、船体发⽣扭转变形的时机:①船舶在斜浪航⾏;②⾸尾装载对中⼼线左右不对称时。
3、船体的四⼤板架:甲板板架、舷侧板架、船底板架和舱壁板架。
第⼆章外板和甲板板1、通常在⾸尾端将外板板列数⽬减少,⽽把原有的两列板并成⼀列板。
2、并板的两种形式:双并板和齿形并板。
3、外板的端接缝应布置于1 /4或3/4肋距处。
4、钢板长边与长边之间的接缝称为边接缝:5、舷边连接的三类形式:舷边⾓钢铆接、圆弧舷板连接、舷边直⾓焊接。
6、⾓隅应做成圆形、椭圆形或抛物线形。
7、⼀般⾸舷弧是尾舷弧的2倍。
第三章船底结构1、内底边板的结构形式:⽔平式、下倾式(普通⼲货船)、上倾式(散货船)、折曲式。
2、箱型中底桁主要⽤于集中布置管系,避免管⼦穿过货舱⽽妨碍装货。
3、中底桁是⽔密的连续构件。
4、横⾻架式单底结构由内龙⾻与肋板组成。
5、横⾻架式双层底结构肋板的三种形式:主肋板(实肋板)、⽔密肋板、框架肋板(组合肋板)。
6、内龙⾻分为中内龙⾻和旁内龙⾻。
7、中底桁在中部0.75L区域范围内应连续,并尽可能向⾸尾柱延伸。
第四章舷侧结构1、多层甲板船上的肋⾻有主肋⾻和甲板间肋⾻。
2、强肋⾻每隔⼏档肋距设置⼀道,⽤于局部加强或⽀撑舷侧纵桁。
第五章甲板结构1、横⾻架式甲板⾻架由横梁和甲板纵桁等构件组成。
2、纵⾻架式甲板⾻架由甲板纵⾻、甲板纵桁和强横梁等构件组成。
3、甲板纵桁的剖⾯尺⼨较⼤,常⽤T型材制成,它作为横梁的⽀点,可以减⼩横梁的尺⼨。
船舶结构强度与设计复习题船舶结构强度与设计复习题船舶结构强度与设计是船舶工程中非常重要的一部分,它涉及到船舶的安全性和可靠性。
在进行船舶结构设计时,需要考虑到各种力学和材料力学的知识。
下面将提供一些船舶结构强度与设计的复习题,帮助读者回顾相关知识。
1. 什么是船舶结构强度?船舶结构强度是指船舶结构在各种外力作用下的抗力能力。
它包括静态强度、动态强度和疲劳强度等方面。
船舶结构的设计应该能够满足船舶使用寿命内的各种工况和负荷要求。
2. 船舶结构设计中常用的材料有哪些?船舶结构设计中常用的材料包括钢材、铝合金和玻璃钢等。
钢材具有高强度和良好的可塑性,广泛应用于船舶建造。
铝合金具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能,适用于船舶的轻量化设计。
玻璃钢具有优良的抗腐蚀性能,适用于船舶的特殊部位。
3. 船舶结构设计中常见的荷载有哪些?船舶结构设计中常见的荷载包括静荷载和动荷载。
静荷载包括自重、货物重量、燃油重量等,它们是静态荷载。
动荷载包括波浪荷载、风荷载、船员和乘客的荷载等,它们是动态荷载。
4. 什么是船舶结构的疲劳强度?船舶结构的疲劳强度是指船舶结构在循环荷载作用下的抗疲劳能力。
船舶在航行过程中会受到波浪的作用,波浪荷载会引起船体的振动和变形,从而产生疲劳损伤。
船舶结构的疲劳强度设计要考虑到船舶使用寿命内的循环荷载。
5. 船舶结构设计中常用的强度计算方法有哪些?船舶结构设计中常用的强度计算方法包括解析法和数值模拟法。
解析法是指通过解析公式和理论计算船舶结构的强度。
数值模拟法是指通过有限元分析等数值方法计算船舶结构的强度。
这两种方法在船舶结构设计中都有广泛应用。
6. 船舶结构设计中需要考虑的安全系数有哪些?船舶结构设计中需要考虑的安全系数包括材料强度安全系数、结构强度安全系数和疲劳强度安全系数等。
材料强度安全系数是指材料的实际强度与设计强度之间的比值,用来保证材料的可靠性。
结构强度安全系数是指结构的实际强度与设计强度之间的比值,用来保证结构的可靠性。
复习题第一章(重点复习局部载荷分配、静水剪力弯矩的计算绘制)1、局部载荷是如何分配的?(2理论站法、3理论站法以及首尾理论站外的局部重力分布计算)P P P =+21a P L P P ⋅=∆+)(2121由此可得:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∆-=∆+=)5.0()5.0(21L aP P L a P P分布在两个理论站距内的重力2、浮力曲线是如何绘制的?浮力曲线通常按邦戎曲线求得,下图表示某计算状态下水线为W-L 时,通常根据邦戎曲线来绘制浮力曲线。
为此,首先应进行静水平衡浮态计算,以确定船舶在静水中的艏、艉吃水。
帮戎曲线确定浮力曲线3、M、N曲线有何特点?(1) M曲线:由于船体两端是完全自由的,因此艏、艉端点处的弯矩应为零,亦即弯矩曲线在端点处是封闭的。
此外,由于两端的剪力为零,即弯矩曲线在两端的斜率为零,所以弯矩曲线在两端与纵坐标轴相切。
(2) N曲线:由于船体两端是完全自由的,因此艏、艉端点处的剪力应为零,亦即剪力曲线在端点处是封闭的。
在大多数情况下,载荷在船舯前和舯后大致上是差不多的,所以剪力曲线大致是反对称的,零点在靠近船舯的某处,而在离艏、艉端约船长的1/4处具有最大正值或负值。
5、计算波的参数是如何确定的?计算波为坦谷波,计算波长等于船长,波峰在船舯和波谷在船舯。
采用的军标GJB64.1A中波高h按下列公式确定:当λ≥120m时,当60m≤λ≤120m时,当λ≤60m时,20λ=h(m)230+=λh(m)120+=λh(m)6、船由静水到波浪中,其状态是如何调整的?船舶由静水进入波浪,其浮态会发生变化。
若以静水线作为坦谷波的轴线,当船舯位于波谷时,由于坦谷波在波轴线以上的剖面积比在轴线以下的剖面积小,同时船体中部又较两端丰满,所以船在此位置时的浮力要比在静水中小,因而不能处于平衡,船舶将下沉ξ值;而当船舯在波峰时,一般船舶要上浮一些。
另外,由于船体艏、艉线型不对称,船舶还将发生纵倾变化。
第一章船舶与海洋平台一般类型及结构的一般知识一、名词解释1、总纵弯曲:作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲,它是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。
2、中拱弯曲:当波峰在船中时,会使船体中部向上弯曲。
3、中垂弯曲:当波谷在船中时,会使船体中部向下弯曲。
4、总纵强度:船体结构抵抗纵向弯曲不使整体结构遭受破坏或不发生不允许的变形的能力。
5、横向强度:横向构件抵抗横向载荷的能力。
6、局部强度:个别构件对局部载荷的抵抗能力。
7、主船体:上甲板以下的部分,由船底、舷侧、上甲板围成的水密空心结构。
8、上层建筑:上甲板以上的围蔽建筑物部分,它分为首楼、桥楼、艉楼以及甲板室。
9、纵骨架式:板格的长边沿船长方向,短边沿船宽方向,纵向骨材的间距小而密横向桁材的间距大而疏。
10、横骨架式:板格的长边沿船宽方向,短边沿船长方向,横向骨材的间距小而密纵向桁材的间距大而疏。
11、混合骨架式:纵横方向的骨材间距相差不多,板格的形状接近正方形。
12、弯矩的最大值在船体中部,向首尾部逐渐减小。
13、一般认为当波浪的波长等于船长时,船体的弯曲最为严重。
14、组成船体的四种板架结构:甲板板架、舷侧板架、船底板架和舱壁板架。
二、简答题1、作用在船体与海洋平台上的外力有哪些?答:①船体的总纵弯曲:作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等引起的船体绕水平横轴的弯曲,它是由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成;②横向的局部载荷:局部的水压力和货物的横向载荷等;③局部载荷:机器和螺旋桨运转时的振动力、船首端的波浪砰击和水面漂浮物的撞击等局部外力、油船的油货舱内液体的晃动载荷等局部外力;④波浪惯性力:船舶横摇时引起肋骨的歪斜和船体的扭转。
(发生扭转的原因:①船舶在斜浪中穿行;②首尾载荷分布不均。
)2、船体骨架布置的形式有几种?各有何优缺点?分别运用于哪些船舶或部位?答:①纵骨架式:板格的长边沿船长方向,短边沿船宽方向,纵向骨材的间距小而密横向桁材的间距大而疏。
船体强度与结构设计知识点《船体结构与强度设计》知识点1.掌握船体强度概念,并理解其含义。
2.掌握船体强度计算所包括的内容。
3.掌握船体强度的划分及其各自的含义。
4.掌握作用在船体上载荷种类的划分及各自含义。
5.掌握总纵弯曲外力的产生与船体梁的弯曲变形原因及相关概念。
6.掌握重量曲线、浮力曲线、载荷曲线、剪力曲线、弯矩曲线的含义。
7.了解重量曲线的计算与绘制步骤与方法。
8.了解静水浮力曲线的计算与绘制。
9.掌握载荷、剪力、弯矩的基本公式及计算步骤。
10.掌握影响静水弯矩的主要因素。
11.掌握影响波浪弯矩的主要因素。
12.掌握总纵强度外力计算。
13.掌握计算状态选取原则。
14.掌握船体扰度及货物分布对静水弯矩的影响。
15.掌握波浪三要素含义及标准计算方法。
16.掌握Smith修正的含义及原因。
17.掌握剖面模数的概念及含义。
18.掌握计算剖面的选取原则及相关概念。
19.掌握危险剖面及剖面中和轴概念含义。
20.掌握强力甲板含义、纵向强力构件的含义及划分。
21.了解船体结构稳定性要求原因及检验公式。
22.掌握剖面折减的概念,了解折减系数计算公式及方法。
23.掌握构件多重作用含义,四类构件的划分及应力合成。
24.了解船体扰度计算公式及方法。
25.掌握极限弯矩含义了解其计算方法。
26.掌握船体梁的特点及载荷曲线、剪力曲线、弯矩曲线的特点。
27.掌握需用应力及名义应力的含义。
28.掌握局部强度及计算模型的含义。
29.了解计算模型的原则及结构处理模型化。
30.掌握强度带板及稳定性带板含义。
31.掌握衡量型材剖面材料利用指标:剖面利用系数和比面积。
32.掌握型材剖面几何要素的计算。
33.掌握船体梁剖面几何要素计算。
34.掌握型材总稳定性影响因素及型材侧向失稳的含义。
35.掌握微分法计算相当厚度原理。
36.了解规范发设计对船体强度,刚度,稳定性要求。
37.掌握应力集中原因及减少措施。
38.掌握强力上层建筑含义。
绪论一.填空1. 作用在船体结构上的载荷,按其对结构的影响可分为:总体性载荷和局部性载荷。
2. 作用在船休结构上的载荷,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。
二.概念题: 1. 静变载荷等等三.简答题:1.船体强度研究的内容有哪些?2.作用在船体结构上的载荷如何进行分类?试说明。
3.为什么要对作用在船体结构上的载荷进行分类?4.结构设计的基本任务和内容是什么?第一章:一、填空题1. 船体重量按分布情况来分可以分为:总体性重量、局部性重量。
2. 对于计算船体总纵强度的计算状态,我国《钢质海船入级和建造规范》中规定,选取满载:出港、到港;压载:出港、到港;以及装载手册中所规定的各种工况作为计算状态。
3. 计算波浪弯矩的传统标准计算方法是以二维坦谷波作为标准波形的,计算波长等于船长。
4. 计算波浪弯矩时,确定船舶在波浪上平衡位置的方法一般有逐步近似法和直接法两种,直接法又称为麦卡尔法。
5. 计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响,即考虑波浪动水压力影响对浮力曲线所作的修正,称为波浪浮力修正,或称史密斯修正。
二、概念题:1. 船体梁2. 总纵弯曲3. 总纵弯曲强度4. 重量曲线5. 浮力曲线6. 荷载曲线7. 静水浮力曲线8. 静水剪力、弯矩曲线9. 波浪附加浮力10. 波浪剪力11. 波浪弯矩12. 静波浪剪力13. 静波浪弯矩14. 静置法15. 静力等效原则16. 史密斯修正二、简答题:1. 在船体总纵弯曲计算中,计算总纵剪力及弯矩的步骤和基本公式是什么?2. 在船体总纵弯曲计算中重量的分类及分布原则是什么?3. 试推导在两个及三个站距内如何分布局部重量。
4. 空船重量曲线有哪几种计算绘制方法?试推导梯形重量分布的计算公式。
5. 教材中,静水剪力、静水弯矩的计算采用的是什么方法?静波浪剪力、静波浪弯矩的计算采用的是什么方法?两种方法可以通用吗(计算方法唯一吗)?6. 波浪浮力曲线需要史密斯修正吗?为什么?第二章:一、填空题1. 纵向连续并能有效传递总纵弯曲应力的构件称为纵向强力构件。
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近似分布曲线的围与该项重量的实际分布围相同或大体相同。
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)。
11.计算状态:指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为不利以及其它正常营运时可能出现的更为不利的装载状态。
12.挠度及货物分布对静水弯矩的影响:①挠度:船体挠度对静水弯矩的影响是有利的;②货物:自首至尾(或自尾至首)的连续装卸顺序,将满、空舱分散且间隔安排。
13.静波浪弯矩的影响因素:船型、波浪要素(波形、波长、波高)以及船舶与波浪的相对位置。
14.坦谷波的特点:波峰陡峭,波谷平坦,波浪轴线上、下的剖面积不相等。
轴线以下面积比以上面积大(波谷面积大于波峰面积)。
15.静波浪剪力和弯矩的传统标准计算方法(静置法):①将船舶静置于波浪上,即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行,船舶与波浪处于相对静止状态;②以二维坦谷波作为标准波形,计算波长等于船长,计算波高按有关规或强度标准选取;③取波峰位于船中两种状态分别进行计算。
16.确定船舶在波浪上平衡位置的方法:逐步近似法、直接发(麦卡尔法)。
17.波浪浮力修正(史密斯修正):计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响,即考虑波浪动水压力影响对浮力曲线所作的修正。
18.总纵弯矩:船舶在同一计算状态下,静水弯矩和静波浪弯矩的代数和。
第二章船体总纵强度计算1.船体剖面模数(W=I/Z):表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性,也是衡量船体总纵强度的一个重要标志。
2.计算剖面(危险剖面):可能出现最大弯曲应力的剖面。
3.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。
4.间断构件:长度较短的纵向构件。
其参与总纵弯曲的有效性取决于其长度及与船体的连接情况。
5.船体总纵强度计算中必须考虑的两个主要问题:反映船体结构的工作特征(结构的稳定性和构件的多重作用)。
6.纵向强力构件分类:①第一类构件:只承受总纵弯曲;(不计甲板横荷重的上甲板)②第二类构件:同时承受总纵弯曲和板架弯曲;(船底纵桁、底板)③第三类构件:同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲/板的弯曲;(纵骨架式中的船底纵骨、横骨架式中的船底板)④第四类构件:同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲、板的弯曲;(纵骨架式中的船底板)7.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。
(许用应力通常小于构件材料破坏时的极限应力值或结构发生危险状态时材料所对应的极限应力值,以保证其强度有足够的储备,许用应力值随船长而增加)8.安全系数(K):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。
9.船体总纵弯曲的总挠度:弯曲挠度与剪切挠度之和,船体的总挠度与船长之比应小于1/400~1/500。
10.船体极限弯矩:在船体剖面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)或构件的临界应力(受压)的总纵弯曲力矩。
第三章船体结构局部强度计算1.局部强度:船体在外力作用下除发生总纵弯曲变形外,各种局部结构,如船底、甲板、船侧和舱壁板架以及横向肋骨框架也会因局部在和作用而发生变形、失稳或破坏。
2.影响计算模型的主要因素:①结构的重要性:对重要结构应采用比较精确的计算模型;②设计阶段:在初步设计阶段可用较粗糙的模型,在详细设计阶段则需要较精确的计算模型;③计算问题的性质:对于结构静力分析,一般可用较复杂的计算模型,对于结构动力和稳定性分析,由于问题比较复杂,可用简单的计算模型。
3.三种支座情况:①自由支持在刚性支座上;②刚性固定;③弹性支座和弹性固定。
(简化成何种支座,视相邻构件与计算构件间的相对刚度及受力后变形特点而定)4.带板(附连翼板):为估算骨架的承载能力,应八一定宽度的板计算在骨架剖面中,即作为它的组成部分来计算骨架梁的剖面面积、惯性矩和剖面模数等几何要素。
5.船底结构的强度计算步骤:①船底外板的强度计算;②船底纵骨弯曲应力计算;③船底板架计算;第四章船体扭转强度计算1.甲板大开口船舶特点:舱口宽度已达到、甚至超过船宽的80%,舱口长度达到舱壁间距的90%。
2.作用在船体上的扭转外力:①船舶斜浪航行时的扭矩;②船舶倾斜时的扭矩;③船舶摇摆时的扭矩;3.扭转强度计算的标准状态:①船体为直立状态;②船的航向角与波浪行进方向的夹角取作α=45°;③取坦谷波,有效波长等于船长:λ/cos45°=λ·根号二=L,同时,取波高h为波长λ的1/20;④船与波浪的相对位置是把船中设在波峰上(中拱)或设在波谷上(中垂),并且通常不做史密斯修正。
4.符拉索夫两个基本假设:①薄壁梁中面无剪切变形;②梁的横剖面外廓投影形状不变(刚周边假设)。
5.等直薄壁梁扭转理论:①开口剖面薄壁梁自由扭转;②闭口剖面薄壁梁自由扭转。
第五章型材剖面设计1.型材剖面设计应符合的要求:①具有足够的强度、刚度和稳定性;②应尽可能符合生产与工艺方面的要求,如简单制造简单、施工质量高;③满足特殊结构与营运使用的要求;④剖面材料分布合理,使所得结构重量最轻,这是船体结构工程师的重要目标之一。
2.衡量型材剖面材料分布合理程度的指标:①剖面利用系数;②比面积。
3.船体骨架梁带板宽度的变化对梁材最小剖面模数的影响不大(f2变化对W1的影响不大)。
4.增加不对称剖面型材最小剖面模数最有效地办法是增加腹板的高度,或者腹板高度不变时,增加小翼板的剖面积(增加f1或增加h,W1增加明显)。
5.型材腹板的相当面积:相当于使最大剪应力沿腹板高度均匀分布的剖面积。
6.型材的局部稳定性:其翼板和腹板的稳定性。
7.型材剖面设计要求:①翼板最大弯曲正应力σ不超过许用应力[σ],即σ=M/W1<=[σ];②腹板最大剪应力τ不超过许用值[τ],及τ=NS/It<=[τ];③保证腹板不丧失局部稳定性,即要求h/t<=m;④考虑腐蚀或工艺性,即要求t>=t0;⑤保证面板不能丧失局部稳定性,即要求b/t1<=n0。
第六章船体中剖面计算法设计1.船体结构的设计法设计:运用结构分析方法的综合来确定船体横剖面的最优尺寸和所有构件的尺寸,并保证结构在外载荷作用下具有足够的强度、稳定性。
2.基本要求:在计算设计时,假定船体总布置和线型已经确定。
广义地说,中剖面结构计算设计应包括综合决定纵、横构件布置及其尺寸。
3.相当厚度:是船体板厚度与所有纵骨剖面积平铺在其宽度上的假想厚度相加所得。
4.设计问题分步(分级优化):①计算满足总纵强度要求的结构相当厚度,即解决材料在整个横剖面上的最优配置;②根据求得的相当厚度,按局部强度与稳定性等要求确定板格及纵骨的尺寸,即解决材料在板与纵骨间的合理分配。
5.插值法实质:用插值方法求船体剖面在甲板和船底应力都等于其许用应力时真实中和轴的位置。
6.设计要求:①总强度要求;②局部强度要求;③稳定性要求:保证纵骨具有足够的刚度和稳定性,使它在板格失稳之前不发生失稳破坏,是结构设计首要的和最基本的原则。
第七章船体结构规法设计1.规法设计的基本步骤:①根据对母型船的研究和所设计船的特殊要求,分析所设计船的船体强度要求,选择合适的建造规;②根据型线图和总布置图,绘制中剖面图、基本结构图和肋骨型线图等草图,并进行结构构件的初步布置;③按规计算船体主要构件的尺寸,边计算、边绘图、边完善初始的结构布置方案。
2.建造规的选用:在结构设计之前,首先要根据设计船的建造材料、航行区域及类型等选择合适规。
3.结构布置的一般原则和规定:①结构的整体性原则;②受力的均匀性和有效传递原则;③结构的连续性和减少应力集中原则;④局部加强原则;⑤一些基本规定。
第八章上层建筑设计1.上层建筑:船体最上层连续甲板以上的舱室结构物。
2.上层建筑的特点:①以一舷伸至另一舷的或其侧壁板离舷侧外板向部大于船宽的4%;②甲板室的侧壁则在主题舷侧外板向相当的距离。
3.端点效应:由于水平剪力对上层建筑的偏心作用,将使上层建筑向与主体弯曲相反的方向弯曲,即引起了侧壁的纵向应变,使剖面发生歪斜。
由于它与主体弯曲引起的纵向应变相反,从而减少了弯曲应力,这种倾向越接近端部越厉害。
4.柔度效应:对于甲板室,如果它仅支持在甲板横梁上,由于横梁相对柔软,竖向力使它发生弯曲,结果使甲板室与主体具有不同的曲率半径,甚至相反。
5.上层建筑的分类:①强力上层建筑:即上层建筑能100%有效地参加总纵弯曲;②轻型上层建筑,即上层建筑不能100%有效地参加总纵弯曲。