船舶结构力学课件-第五章
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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。
船舶结构力学解法浅析本书主要讨论船舶的结构,具体即讨论船舶结构的强度计算。
船体结构可简化为板和杆系,杆系又可分为连续梁,刚架和板架。
在强度计算时,主要有四种方法,初参数法,力法位移法,能量法。
下面将对后三种方法做简要解析。
力法♐一.基本概念♐力法是将静不定结构多余的约束去掉,代之以约束反力,使之成为静定结构。
♐在计算式时,以“力”(支座反力,断面弯矩)为未知数,根据变形连续条件(一般铰支座处左右转角相等)建立方程式,最后解出力来。
二,几种典型机构的力法分析♐①简单刚架计算♐不可动节点简单刚架,可将节点当作连续梁的支座,在节点处切开并加上弯矩,然后列出转角连续方程式求解♐②弹性支座连续梁计算♐去掉支座代之以支反力R,利用变形连续条件(支反力R和其他载荷在该节点处作用的饶度与弹性支座扰度AR相等)列出方程式求解♐③一根交叉构件板架计算♐与简单板架相似,在此不详细阐述三,解题步骤♐ 1.观察机构类型,将静不定结构多余约束去掉,代之以约束反力(或切开支座加弯矩等)♐ 2.在去掉约束反力的地方列变形连续性方程,保证基本结构的变形与原结构相同♐ 3.联立方程式求解四.典型例题♐解:1.分析♐在此结构杆系中,以1-2梁为主要研究对象,4-5与1-2交叉且不受外载可简化为弹性支座。
2-6,2-3与1-2在同一平面内且不受外载,可简化为弹性固定端.514362♐ 2.求4-1-5作为弹性支座的柔性系数A ,设1处扰度为V ♐ 3.求2-6,2-3作为弹性固定端的柔性系数α♐ 4.得出柔性系数,利用弯曲要素表即可求出各处扰度EIA EIP P A V L L 6/48/**33)2(===MLM M A V EI L M EI L M L V EI M M EI L M EI L M */)(*03/6/0/3/)(6/3/2323232322623αθθθθθ==+==+⇒=++=--⇒=位移法♐一.基本概念♐将机构节点处的自由度约束住♐以节点转角位基本未知数,再根据节点断面弯矩平衡或剪力平衡列出方程式,从而求出转角二.主要公式1.在铰支座节点处ijji ijji ijXY XY XY XY XY M M V L E V M V V L E M L E M M M M MM '='-='+='+=''='+=j ij i ij j i i ij j ij j ij i ij */I 6*/L 6EI */I 2*/L 4EI */I 2*/L 4EI 0时,当节点处有扰度为杆端弯矩作用产生)为固端弯矩(由外载荷θθθθ当节点处有位移要考虑剪力影响时j 3ij ij i 3ij ij j 3ij ij i 3ij ij j i j 2ij ij i 2ij ij j 2ij ij i 2ij ij */L 12EI */L 12EI */L 12EI */L 12EI */L 6EI */L 6EI */L 6EI */L 6EI V V N V V N V V N N N N N N N YX XY YXXY XY XY XYXY XY +-='-='--='+='''+=时,当断面处有扰度为杆端弯矩作用产生)为固端剪力(由外载荷θθθθ三.解题步骤♐ 1.判断机构节点处自由度个数,有几个自由度则有几个相对应的方程♐ 2.设出固定自由度之后的转角和位移,计算杆端弯矩和固端弯矩,杆端剪力和固端剪力♐ 3.列出弯矩平衡方程和剪力平衡方程,求出转角或扰度四,位移法典型例题分析1.先看自由度,节点2,3处有转角,还有水平位移,设刚架只要弯曲不可压缩且变形很小,则竖直方向位移不考虑,即有三个未知量1234234.联立方程式求得转角和扰度。