船舶强度与结构设计的复习题讲课教案
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第一章 船舶静置在波浪上的外力计算§1-1 概述一、 一、 计算模型(船体梁响应、工程梁响应、带支座的船体梁模型、不带支座的船体梁模型)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧中垂中拱坦谷波浮力压载满载重量船舶载荷)( ⎩⎨⎧中垂中拱船体梁响应船在静水中处于平衡位置时,必需满足两个条件:作用在船体上的浮力等于船的重量;重心和浮心在同一铅垂线上。
(符号与坐标的选择)。
二、 二、 求解思路q(x)=w(x)-b(x)按梁的弯曲理论ZI M=σ式中M —计算断面上的弯矩;I —船体断面相对水平中性轴的惯性矩;Z —计算应力点至中性轴的距离。
§1-2载荷与剪力、弯矩的基本关系一、平衡关系式Z I M =σ⎰=L dx x w W 0)(⎰⎰⋅=L Lgdxx w dxx w x x 0)()(⎰=Ldxx b B 0)(⎰⎰⋅=L Lbdxx b dxx b x x 0)()(⎰⎰=LLdxx b dx x w 00)()( ⎰⎰=L Ldxx xb dx x xw 0)()()()()(x b x w x q -=⎰=Ldxx q x N 0)()(⎰⎰⎰==L LL dx x q dx x N x M 02)()()(b(x)(浮力曲线)w(x)(重量曲线)二、外力求解的代数和。
2、平面任意力系的合力对作用而内任一点的矩等于力系中各力对同一点的代数和。
(合力矩定理)§1-3重量分布估算一、重量分类船体重量是由空载重量和货物重量共同组成的,因此可用空载重量曲线和货物重量曲线组成各种给定装载状态下的船体重量曲线。
二、重量曲线的绘制空载重量曲线如何绘制?货物重量曲线如何绘制?三、重量、重心的数值估算§1-4浮力分布估算一、 一、 浮力成因二、 二、 邦戎曲线与浮力曲线 三、三、 纵倾调整首吃水:R x x x Ld d b g f m f --+=)2( 尾吃水:R x x x Ld d b g f m a ---=)2(注意到实船的R 》KB ,故在上式中近似取R -KB ~R 。
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。
第五章 结构设计模块一、实例1:型材剖面设计。
(一)设计题目:试确定某船实肋板尺寸。
已知:M=770kN ·m .N=71kN ,Y α=235N /mm 2。
. [α]=176N/mm 2,[τ]=100N/mm 2,2f =18cm 2, 0t =4mm ,l =8m 。
(二)设计过程:(1)计算W 1及0f20215.9][85.0,5.437cm N f cm a M W ====τ(2)第一次近似决定m初步取β=0.557.05.0<=aτ因为A =76[1+0.95(1+β)2.33]=261.7所以70102102100=⋅+=ar a A m τ(3)计算W 0因为K=4,所以330202.23575.0cm t m W ==(4)第一次近似计算型剖面尺寸 因为200102mt f W W W <<<及最佳高度同时受腹板稳定性及最小厚度条件限制,计算结果为:22112122004.1313)16(25.0)13(2.1128cm f a a a a f cm mt f cmmt h opt =+-+-=====(5)第二次近似决定m因为424.0][/6.7485.0805.022221=====++=a a mm N fNff ff τττβ所以4.781021021001=⋅+=υτa A m(6)第二次近似计算型材剖面尺寸。
因为133022*******.026W W cm t m K K W K <<=-==-=υβ所以cmmt h pt 4.31==υυ22054.12cm mt f ==2211213.1113)16(25.0)13(cm f a a a a f =+-+-=式中11.111==fh W a ,435.122==f fa ,因为第二次近似计算未改变所使用的计算公式,所以不必进行第三次近似计算。
(7)确定面板尺寸。
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。
《船体结构与强度设计》复习题一、判断题1、长期以来,总强度一直是船体结构强度校核的主要方面。
(√)2、强度标准设计又称为计算设计方法,是目前应用比较广泛的方法.(√)3、船舶除具有一定的强度外,还必须具有一定的刚度。
(√)4、对那些抗扭刚度较低的船体来说,扭转强度的研究就显得十分必要。
(√)5、在单跨梁的弯曲理论中,我们规定弯矩在梁的左断面逆时针为正,在梁的右断面顺时针为正,反之为负.(√)6、在材料力学中,多数是根据剪力方程与弯矩方程或根据载荷、剪力与弯矩三者之间的微积分关系来画剪力图与弯矩图,在结构力学中也是一样。
(×)7、通过在方程中引入初始点的弯曲要素值来求解梁挠度曲线方程的方法叫做“初参数法”.(√)8、如果梁上受到几个载荷共同作用时,就可以用“叠加原理”来进行计算。
(√)9、求解静不定梁往往是利用弯曲要素表,并通过变形协调条件来进行,而不能利用“初参数法"。
(×)10、在船体结构中,除了少数的桁架结构外,大多数的结构都是以弯曲变形为主的静不定杆系,例如连续梁、刚架及板架等属于这类杆系.(√)11、变形连续条件就是变形协调条件。
(√)12、交叉梁系中不受任何外载荷作用的杆系称为无载杆.(√)13、从原则上讲,力法可以解一切静不定结构。
(√)14、在船体结构计算中,常将甲板纵骨与船底纵骨视作连续梁,而甲板横梁与船底肋板作为它们的弹性支座.(×)15、所谓“位移法"就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法.(√)16、位移法中关于弯曲要素正负号的规定与力法中的规定一样.(×)17、节点平衡方程又叫位移法方法,且此方程为正则方程.(√)18、在弯矩分配法基本结构下,连接于节点的各杆杆端的固端弯矩一般来说相互平衡,即作用于节点上的固端弯矩之和等于零。
(×)19、和位移法相比,弯矩分配法可以使问题简单化,因为绕过了求节点转角这一步而直接求出杆端弯矩.(×)20、正则方程就是力的互等定理的反应。
绪论1.总纵强度: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,简称船体梁。
船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲,称为总纵弯曲。
船体梁抵抗总纵弯曲的能力,称为总纵强度.2.船体总纵强度计算的传统方法:将船舶静置在波浪上,求船体梁横剖面上的剪力和弯曲力矩以及相应的应力,并将它与许用应力相比较以判断船体强度。
3.评价结构设计的质量标准:安全性,营运合适性,船舶的整体配合性,耐久性,工艺性,经济性。
4.按照静置法所确定的载荷来校核船体的总纵强度,是否反映船体的真实强度,为什么?答:按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度,不反映船体的真实强度,因为海浪是随机的,载荷是动态的,而且当L较大时载荷被夸大,但具有相互比较的意义。
第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算5.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.(中拱:船体梁中部向上拱起,首、尾两端向下垂。
中垂:船中部下垂,首、尾两端向上翘起。
)6.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。
绘制重量曲线的方法:静力等效原则。
7.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8.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.9.静水剪力:船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线。
10.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。
(重量的分类:按变动情况来分:①不变重量,即空船重量,包括:船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量。
②变动重量,即装载重量,包括货物、燃油、淡水、粮食、旅客、压载等各项可变重量。
按分布情况来分:①总体性重量,即沿船体梁全长分布的重量,通常包括:主体结构、油漆、锁具等各项重量。
②局部性重量,即沿船长某一区段分布的重量.)11.局部重量的分配原则(P12):重量的分布原则:静力等效原则。
①保持重量的大小不变,这就是说要使近似分布曲线所围成的面积等于该项实际重量。
船舶强度与结构设计复习船舶的强度设计主要涉及到船体的结构强度、结构稳定性和结构可靠性等方面。
结构强度是指船舶在正常服役条件下承受荷载所需的强度。
结构稳定性是指船舶在遇到外界力矩时,保持稳定的能力。
结构可靠性是指船舶结构在各种不确定因素下,如船舶老化、材料损伤、机械疲劳等情况下的可靠性。
在船舶强度设计中,需要进行强度计算和结构分析。
强度计算主要包括刚度计算、应力计算、挠度计算和疲劳寿命计算。
刚度计算是为了确定船体结构的整体刚性,保证船舶在载货和受力的情况下不会发生过度变形。
应力计算是为了确定材料的承载能力,保证船体结构不会发生断裂或损坏。
挠度计算是为了确定船体结构的变形程度,保证船舶在航行时的稳定性和舒适性。
疲劳寿命计算是为了确定船舶结构在疲劳荷载下的寿命,保证船舶在长期使用中不会因疲劳而发生结构破坏。
在船舶结构设计中,需要考虑船体的整体布局和结构形式。
船体的整体布局包括船长、船宽、船高、船舱排列等参数的确定,以及船体的分割和船体连接部分的设计。
船体的结构形式包括船体壳体结构、船舱结构、甲板结构、船尾螺旋桨结构等。
在设计过程中,需要根据船舶用途和航行条件,选择合适的结构形式和材料。
此外,船舶结构设计还需要考虑到各种外界因素的影响,如船体的浸水、船舶碰撞等。
在设计中,需要合理设置各种舱门、舱盖、船舶设备等,保证船体的密封性和船舶的整体安全性。
总之,船舶强度与结构设计是保证船舶在航行中安全可靠的重要环节,涉及到船体的结构强度、结构稳定性和结构可靠性等方面。
在设计过程中,需要进行强度计算和结构分析,并根据船舶用途和航行条件选择合适的结构形式和材料。
同时,还需要考虑外界因素的影响,并合理设置各种舱门、舱盖、船舶设备等,以确保船舶在航行中的安全性和可靠性。
船舶强度与结构设计的复习题复习题第一章(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 a P 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。
7、麦卡尔假设的含义。
麦卡尔方法是利用邦戎曲线来调整船舶在波浪上的平衡位置。
因此,在计算时,要求船舶在水线附近为直壁式,同时船舶无横倾发生。
根据实践经验,麦卡尔法适用于大型运输船舶。
第二章(重点复习计算剖面的惯性矩、最小剖面模数是如何的计算、折减系数、极限弯矩的计算) 1、危险剖面的确定。
危险剖面:可能出现最大弯曲应力的剖面,由总纵弯曲力矩曲线可知,最大弯矩一般在船中0.4倍船长范围的,所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—既有最大的船口或其它开口的剖面,如机舱、货舱开口剖面。
除此之外,一般还要对船体骨架改变处剖面,上层建筑端壁处剖面,主体材料分布变化处剖面,以及由于重量分布特殊可能出现相当大的弯矩值的某些剖面。
2、纵向强力构件?非纵向强力构件?纵向连续并能有效的传递总纵弯曲应力的构件。
船中0.4~0.5倍船长区域内连续的纵向构件,上甲板板、外板、内底板、纵桁、中内龙骨等都是纵向强力构件。
3、在进行总纵强度计算时,不同材料是如何等效的?(1)若设被换算的构件的剖面面积为i a 其应力为i σ,弹性模量为i E ;与其等效的基本材料的剖面面积为a ,应力为σ,弹性模量为E ,则根据变形相等且承受同样的力P ,可得:EE iiσσε==故有:EE a a ii=(2)即在计算时,可认为船体梁仅由一种基本材料构成,而把与基本材料弹性模量E 不同的构件剖面面积乘以两材料的弹性模量之比i E /E ,同时又不改变该构件的形心位置。
因此,对薄壁构件,相当于仅对板厚作上述变换,如果是垂直板,其自身惯性矩0i 应为:1220ii i h E E a i =式中i h 为垂直板的高度。
4、剖面模数?最小剖面模数?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。
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:dd Z I W =,b b Z I W =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 <。
所以,有时也称强力甲板处剖面模数为船体剖面的最小剖面模数。
5、计算剖面的惯性矩是如何计算的?由于船体结构对称于纵中剖面,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,如下图所示。
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 取为正的),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 Z A ii)(02剖面水平中和轴至参考轴的距离为:)m (AB=∆由移轴定理,剖面对水平中和轴的惯性矩为:)(2)(222AB C A C I -=∆-= (cm 2 ·m 2)任意构件至中和轴的距离为:ABZ Z Z i i i -=∆-=' (m )6、甲板板、船底外板折减系数的计算?对于只参加抵抗总纵弯曲的构件(如上甲板),则:iσσϕcr=式中i σ-与所计算的板在同一水平线上的刚性构件中的总纵弯曲压应力的绝对值。
折减系数应在o≤ϕ≤1的范围内,若ϕ大于1,则应取ϕ=1。
对于同时参加抵抗总纵弯曲及板架弯曲的构件(如船底板、内底板),则:icr σσσϕ2±=式中-相应构件的板架弯曲应力,并应考虑其正负符号(拉伸为正,压缩为2负)。
11、极限弯矩的概念。
在船体强度计算时,所谓极限弯矩是指船体剖面内离开中和轴最远点的应力达到结构材料的屈服极限时,船体剖面中所对应的总纵弯矩。
第三章(重点复习分配系数的相关计算)1.简述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,可用较简单的计算模型。
2、纵骨、船底板、甲板板架、船底板架、刚架(甲板横梁、舷侧肋骨、船底肋板)的计算模型是如何构建的?(1)船底纵骨在船底均布水压作用下产生弯曲变形。
由于实肋板刚性远大于纵骨,可视为纵骨的刚性支座。
(2)船底板(3)甲板板架、船底板架(4)2、构造计算模型时,边界约束的选择原则是什么?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的变形特点而定。
3、带板的宽度如何确定?国军标规定,骨架弯曲强度计算时,取带板宽度⎥⎦⎤⎢⎣⎡=6,min l b b e ,其中b 为骨架间距,l 为骨架跨距。
5、板架简化为单跨梁的条件。
对于舱长很短的船底板架(例如,舱长与板架计算宽度之比小于0.8时),为确定这种板架中桁材的弯曲应力,可将中桁材当作单跨梁处理。
6.局部强度校核的一般步骤:①首先要将船体空间立体结构简化为板、梁、板架和框架来进行计算, ②确定局部结构受到最大载荷(设计载荷) ③建立数学模型,计算局部结构的内力与变形。
④确定局部结构的强度校核衡准。
第五章 (重点复习应力集中系数的计算)1.船级社主要职责?规范监督船的建造,并允许船舶正式“入级”,给它们所登记的船办各种国际协定所要求的证书;此外,还对使用中的船舶作定期检查,以确定这些船是否仍保持在“级”内。
2.建造规范为航运、造船相关的制造业和保险业等行业的作用?1)经过“入级”登记的船,符合公认的健全的建造标准,就等 于告诉运货人他并没有冒险脱离实际的风险;2)船的入级有助于保险公司判断隐含着的危险性质。
3.结构布置的一般原则?结构合理布置,将直接影响船体结构的强度、重量及工艺性等。
一般原则: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4. 船体构件的材料级别的钢级?由于温度的降低(甚至在常温上),低碳钢的断裂方式也可由“正常的”韧性转变为脆性。
大量研究确定:钢材可根据断裂的起始、扩展和止裂的性质来表征。
我国《海船规范》将一般船体结构划分为A、B、D、E等四个钢级。
为了防止断裂,全船不同部位的船体构件按其所承受的应力情况分为3个类别,即次要类、主要类和特殊类。
5.防止疲劳断裂的方法?①当应力存在于非常局部的范围时,控制交变应力的大小,使其低于疲劳极限,便可完全防止任何疲劳损伤累积。
②对于范围较大的应力,应使船舶在整个生命期内能经受累积的疲劳损伤,但不出现明显的断裂危险。
6、甲板开口的应力集中系数是如何计算的?采取哪些措施来降低甲板角隅的应力集中?(1)关于孔边的应力集中,可用具有小椭圆开孔的无限宽板受位抻的情况来说明。
应用弹性理论可求得A 、B 两点的应力分别为:开口的应力集中 ⎪⎭⎪⎬⎫-=+=σσρσσB A a )21(式中:σ为无限远处的拉伸应力;a b /2=ρ为椭圆孔在A 点的曲率半径;b a 22与分别为垂直及平行于拉伸方向的椭圆主轴,负号代表压应力。
(2)采用圆弧形舱口角隅;采用抛物线或椭圆形舱口角隅;舱口边缘的甲板纵桁对降低角隅处的应力集中有一定的作用;减小开口间的甲板厚度;采用一种新型的“弹性角隅”。
7、肘板的应力集中系数如何计算?并叙述降低应力集中的方法。
应力集中系数k 可按下式近似确定: r d k o 112.01max +==σσ 式中o σ为强骨材在圆弧半径r 终止处的弯曲应力。
由上式可知,当r/d>2时,肘板的应力集中程度已较小。
因此,肘板尺寸的大小能保证r/d>2便已足够。
肘板的形状以圆弧形为最好。
增大圆弧半径可以降低应力集中系数,但当圆弧半径超过骨材腹板高度时,再增大圆弧半径其降低应力集中的效果就不明显了。
8、上层建筑甲板支撑结构的应力集中系数如何计算?并叙述降低应力集中的方法。
在上层建筑端部,主体结构中的应力集中系数,可以近似地由下计算: r h a 3.01+= 式中: h-上层建筑高度;r-端部的圆弧半径。
为减少甲板室端部角隅处的应力集中,通常其侧壁与端壁的连接应做圆角,形成带圆角的围壁;局部增加主体结构板厚;避免上层建筑的固有频率与激振力耦合而产生的振动。