2-1_船体形状及近似计算方法
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第2章 船体总纵强度计算根据梁弯曲理论: Z I M ⋅=σ (2-1)对于一定计算状态,可求出作用于船体剖面上的弯矩M 值。
为了计算剖面弯曲应力σ,还必须先计算剖面对水平中和轴的惯性矩I ,以及剖面任意构件至水平中和轴的距离Z 等剖面要素。
2.1 船体总纵弯曲应力第1次近似计算2.1.1 船体剖面要素计算由于船体结构对称于中纵剖面,一般只需对半个剖面进行剖面要素的计算。
具体步骤如下:首先,画出船体计算剖面的半剖面图,如图2-1所示。
然后,对纵向强力构件进行编号,并注意把所有至中和轴距离相同的构件列为一组进行编号;选取图 2-1 船体横剖面图参考轴O O '-',该轴可选在离基线0.45倍~0.50倍型深处。
最后,列表进行计算,并分别求出各组构件剖面积i A ,其形心位置至参考轴的距离i Z (按所选定的符号法则,在参考轴以上的构件i Z 取为正),静力矩i i Z A ,惯性矩2i i Z A 。
对于高度较大的垂向构件,如舷侧板等,还要计算其自身惯性矩12/20i i h A i =(i h 为该构件的垂直高度,这种表达式也适用于倾斜板的剖面)。
则得:∑=A A i∑=B Z A i i∑=+C i ZA i i )(02 (2-2) 剖面水平中和轴至参考轴的距离为: )m (AB =∆ (2-3)由移轴定理,剖面对水平中和轴的惯性矩为: )(2)(222A B C A C I -=∆-= (cm 2 ·m 2) (2-4)任意构件至中和轴的距离为: A B Z Z Z i i i -=∆-=' (m ) (2-5)最上层连续甲板和船底是船体剖面中离中和轴最远的构件,构成了船体梁的上下翼板。
构成船体梁上翼板的最上层连续甲板通常称为强力甲板。
设中和轴至强力甲板和船底的垂直距离分别为d Z 和b Z ,则强力甲板和船底处的剖面模数分别为: d d Z I W =,b b Z I W = (2-6)在一般船舶中,中和轴离船底较近,即d Z >b Z ,因此b d W W <。
编,国防工业出版Naval ArchitectureArt or science?Air craft carrier2014-3-46 Ship design)船舶原理——Authorities Classification SocietiesAuthoritiesGovernment bodies (Hydrostatics)(1)1999年11月24日,山东烟大汽车轮渡有限17渤海新客滚船(2)1979年11月25日凌晨3点35分,渤海二号钻附录4渤海2号钻井船翻沉重大事故2.抗沉性方面(1)1912年4月14日夜,英国大西洋邮轮“泰2014-3-42014-3-422日,“爱沙尼亚”客轮“附录5爱沙尼亚”号沉船事故(3中国“跃进号”沉6“附录6 跃进”号远洋货轮沉没附录7 “跃进”号沉没之谜第一章船体形状及近似计算月14日,意大利邮轮Costa§1—3 船体近似计算方法算2014-3-426§1-1船体型表面:对于木、水泥船等是计外板厚度的船体外表面。
2.船宽B readth 型深——船体型表面的甲板边线最低点至龙骨基线的垂直高度。
一般甲板边线最低点在中横剖面处。
45.干舷Freeboard干舷自设计水线至上甲板边板上表面最低点船型系数表示船体线型肥瘦特征的各种无因次系数的统称。
(以远洋货船为例C WP = 0.8~0.85)⎧⎪⎩⎪⎨↓↑⇒→↑→↑航速阻力稳性WP C 2.中横剖面系数Midship section CoefficientMM A C B d =⋅3.方形系数(C B ):Block Coefficient∇dB LC B ⋅⋅=表征船体水下部分体积的丰满程度。
表征船体水下部分体积的丰满程度。
4Longitudinal prismatic Coefficient表明▽沿船长方向的分布情况:一定)(集中于舯部;分布均匀;M P P A C C ⎩⎨⎧∇↓⇒∇↑⇒ 5.垂向棱形系数(C船形系数的物理意义三.主尺度比主尺度比表明主尺度间相对关系的无因次比值。
船体主尺度、尺度比和船型系数一、船体主尺度船舶的大小:船长型宽型深吃水尾垂线Lpp设计水线r~i\\图2-2-1 船体主尺度1.船长(L)――通常选用的船长有三种,即总长、垂线间长和设计水线长。
总长(L OA):自船首最前端至船尾最后端平行于设计水线的最大距离。
垂线间长(L PP):首垂线(F.P)与尾垂线(A.P)之间的水平距离。
一般情况下,如无特别说明,习惯上所说的船长常指垂线间长。
水线长(L W):平行于设计水线的任一水线与船体型表面首尾端交点间的水平距离。
所谓设计水线长,即设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
军舰一般均以设计水线长为垂线间长。
在船舶静水力性能计算中,通常采用垂线间长L PP,在分析阻力性能时常用设计水线长L WL,而在船进坞、靠码头或通过船闸时应注意它的总长L OA。
2.型宽(B)――指船舶型表面(不包括船体外板厚度)之间垂直于中线面方向度量的最大距离,一般指船长中点处的宽度。
对于设计水线或满载水线处分别称为设计水线宽或满载水线宽。
最大宽度是指包括外板和伸出两舷的永久性固定突出物(如护舷材等)在内的垂直于中线面的最大水平距离。
3.型深(D)――在船舶型表面的甲板边线最低点处,自龙骨板上表面(即龙骨基线)至上甲板边板的下表面的垂直高度。
通常,甲板边线的最低点在舯剖面处。
4.吃水(d)——龙骨基线至设计水线的垂直高度。
在有设计纵倾时,首尾吃水不同,则取其平1均值,即d M 2(d F d a)式中:d M ——平均吃水,也就是舯剖面处吃水;d F——首吃水,沿首垂线自设计水线至龙骨线的延长线之间的距离;d a ――尾吃水,沿尾垂线自设计水线至龙骨线的延长之间的距离。
5.干舷(F)――自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。
一般船舶在首、中和尾处的干舷是不同的,因此在舯剖面处干舷F 等于型深D 与吃水d 之差再加上甲板的厚度。
二、尺度比1.长宽比(L/B )——与船的快速性有关。