第2章 船舶静置在波浪中的剪力和弯矩计算
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1. 波浪附加弯矩与总弯矩计算: 1.1 波浪附加弯矩计算:根据《钢质海船入级建造规范》中给出了船体梁各个横剖面的中拱波浪弯矩)(+w M 与中垂波浪弯矩)-(w M 的计算公式:可根据公式1-1,1.2求得波浪附加弯矩。
m kN BC CL M b w .10M 190)(32-⨯+=+ (中拱) (公式1-1)m kN C B CL M b w .10)7.0(M 110)-(32-⨯+-=(中垂) (公式1-1)其中,M ——弯矩分布系数,对于船中M=1;图1-1 M-弯矩分布系数 b C ——方型系数,取值不得小于0.6,对于本船为0.67;C ——系数,按公式1-2计算,得8.4548。
(按L=126m) 2/310030075.10⎪⎭⎫ ⎝⎛--=L C (m L m 30090≤≤) (公式1-2)1.1.1 中拱情况下波浪附加弯矩计算:1.0M1.00.65 0.4尾1.1.2 中拱情况下总弯矩计算:根据条件,可以近似将船体的静水弯矩当作是波浪附加弯矩的1/3,所以,可以得出总弯矩是波浪附加弯矩的4/3倍。
1.1.3中垂情况下波浪弯矩的计算1.1.4中垂情况下总弯矩计算2. 总弯曲应力计算与稳定性校核根据中横剖面图,计算剖面抗弯几何特性,见下页表1.5。
参考轴取船底板上表面,可求得:A=9390.3cm 2、B=4536030.6cm 3、C=3837423286cm 4。
参考轴距中和轴距离⊿=B/A=483.0549226cm,I=2(C-⊿2 A)= 3292542712cm 4任意构件距中和轴距离Z i ’=Zi-⊿由此求得中横剖面各构件剖面模数W i =I/ Z i ’表1.52.1 计算总弯曲应力:总弯曲应力按下式计算: cws W M M +=σ由表6.1得最小剖面模数Wc 为5469839.086cm 3,因此在中拱情况下最大总弯曲应力为91.63N/mm 2 ,在中垂情况下最大总弯曲应力为108.48N/mm 2,远小于许用应力。
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)。
船舶剪力弯矩计算表格摘要:一、船舶剪力弯矩计算表格的概念与意义二、船舶剪力弯矩计算表格的内容与结构三、船舶剪力弯矩计算表格的应用与实例四、船舶剪力弯矩计算表格的优缺点分析五、船舶剪力弯矩计算表格的发展趋势正文:一、船舶剪力弯矩计算表格的概念与意义船舶剪力弯矩计算表格是船舶结构设计中常用的一种计算工具,用于计算船舶在各种载荷条件下,船体结构各部位的剪力弯矩。
剪力弯矩是船舶结构在受力时产生的一种内力,它是船舶结构强度计算的重要依据。
通过船舶剪力弯矩计算表格,可以方便、快捷地获取船舶结构各部位的剪力弯矩值,为船舶结构设计提供重要参考。
二、船舶剪力弯矩计算表格的内容与结构船舶剪力弯矩计算表格主要包括以下几个部分:1.船舶的基本参数:包括船舶的类型、尺寸、排水量等,这些参数是计算船舶剪力弯矩的基础。
2.载荷条件:包括船舶在航行、停泊等不同状态下的载荷情况,如货物、燃油、水等。
3.船舶结构部件:包括船体的各个部位,如船首、船尾、船舷、船底等。
4.剪力弯矩计算公式:根据船舶结构部件和载荷条件,选择相应的剪力弯矩计算公式,计算出各部位的剪力弯矩值。
5.剪力弯矩计算结果:将计算出的剪力弯矩值填入表格,便于查看和分析。
三、船舶剪力弯矩计算表格的应用与实例船舶剪力弯矩计算表格在船舶结构设计中有广泛的应用,以下是一个简单的实例:假设有一艘货船,在航行过程中,船上装载了1000 吨货物。
我们需要计算船体在航行过程中,船首部位的剪力弯矩值。
首先,根据船舶的基本参数,确定船体的尺寸、排水量等。
然后,根据载荷条件,将货物的重量纳入考虑。
接着,选择合适的剪力弯矩计算公式,根据船首部位的结构特点进行计算。
最后,将计算出的剪力弯矩值填入表格。
四、船舶剪力弯矩计算表格的优缺点分析船舶剪力弯矩计算表格的优点在于方便、快捷地获取船舶结构各部位的剪力弯矩值,为船舶结构设计提供重要参考。
同时,计算表格具有一定的通用性,可以适用于不同类型的船舶。
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。