(完整版)船舶强度与结构设计系统答案

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a
p 1.5ΔL 1.5ΔL
P 1
P 2
2
34P 1
P 11
P 12
3
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P 2
P 21
P 22
3、一海船垂线间长Lpp=160m ，设计时将分为20个理论站，机舱内有一主机，机电设备重量P=1000KN ，主机跨2-3,3-4,4-5三个理论站，距离3-4站跨中位置a=3m ，现要将该船进行局部性重力调整，使其主机重量分布2-3,3-4,4-5三个理论站，根据局部重力分配原则，试问分布到2-3,3-4,4-5三个理论站的均布重力分布分别为多少。

解：将三个理论站等分为2个理论站。

将P 1分布列2-3,3-4两个理论站
将P 2分布列3-4,4-5两个理论站
分配到2-3,3-4,4-5的重力分别为
10、某箱型船，长l=120m ，宽b=20m ，在淡水中正浮时吃水为6米，假设船的质量沿船长均匀分布，将一个100t 的载荷加在船中后50米处的一点上，试画出其载荷，剪力和弯矩曲线，并计算此时船中的弯矩值
4、一海船垂线间长Lpp=100m ，设计时将其分为20个理论站，其尾部超出理论站L0站后的船体重量P=1000kn ，超出0站的距离a=2m ，现将其对该船进行局部重力调整，使其尾部重量分布到0-1，1-2理论站，根据局部重力分配原则，试0-1.1-2站的重力分布为多少?
5、某矩形剖面钢船，其剖面尺寸如图：船长L=72米，型宽B=12米，舱口边板b=3米，型深D=7.5米，吃水d=5.0米(淡水中)，假定船重量曲线为三角形(首尾端为零，船中最大)，分别画出重量曲线、浮力曲线、
载荷曲线、静水力曲线、静水弯矩曲线图；同时求最大的静水弯矩。

取甲板的许用应力为[σ]=1000kgf/cm 2
,试求刚好满足许用应力时的甲板厚度。

(假设甲板是等厚的) 解：船在静水受力平衡：
重力方程：
y(KN)
x(m)
721176KN
重力曲线
72
x(m)
y(KN)
588KN 浮力曲线
72x(m)y(KN)
588588
588
载荷曲线0x(m)y(KN)36725292KN 5292KN 剪力曲线
0x(m)
y(KN)127008KN 弯矩曲线
浮力方程：
由载荷曲线，我们可求出载荷曲线方程
∵只要对载荷曲线经行积分，就可以得剪力曲线和弯矩曲线，而图都是左右对称的，故有
6、有一纵骨架式船舶，其型深为4米，第一次近似计算船舯剖面要素时，参考轴选在基线上2米处，并得到如下数据(对半剖面):
面积(cm 2) 静矩(cm 2m) 惯性矩(cm 2cm 2
) 参考轴以上 400 860 1500 参考轴一下 800 980 1000
该剖面受到最大弯曲力矩为25000KN.m(纵骨间距为600毫米)。

试计算：若甲板板的厚度为15毫米，求第二次计算时甲板板的折减系数。

7、某型深3.5m，型宽6m的横骨架式的船舶，第一次近似计算船舯剖面要素时，参考轴选在基线1.5m处，并得到如下数据(对半剖面):
面积(cm2) 静矩(cm2m) 惯性矩(cm2cm2)
参考轴以上492 8034 1467
参考轴一下1052 1035 1240
该船于中拱状态受到最大弯曲力矩为24940KN.m，计算使船底板在第二次计算时的折减系数不小于0.5(肋骨为500)每档肋骨设一实肋板，纵骨间距4m，该船底板的最小厚度至少为多少？
8、已知，一货船船底板为纵骨架式，板格长边长度为a=2.25米，短边长度b=0.75米，板厚t=1.2mm，普通钢型材[δ]=176mpa，普通钢板材[δ]=110mpa，纵骨的剖面模数w=236065立方米，根据统计资料，板的弯曲时系数k1=0.026,k2=0.0125,k3=0.038,k4=0.0571,k5=0.0833.钢材的弹性模量e=200000n/mm作用在船底单位面积上的压力为12.5kn/m,试校核该货船船底板板架的局部强度，屈服应力[δs]=235mpa，I=423685。

(1)强度校核
纵骨强度条件：
外底板强度条件：
(2)稳定性校核
纵骨稳定性要求
外底板稳性条件
∴外底板稳定性满足要求
9、试校核一化学品船船中区域甲板板架中的甲板纵骨的稳定性。

板架长边长度a=2.8米，短边长度b=0.63米，板厚t=10mm，纵骨尺寸为220*4*10，钢材的弹性模量e=200000n/mm，剖面积f=2749mm，纵骨的剖面系数w=2360650，甲板上单位面积的压力p=14kpa，对于钢结构骨材的屈服应力为235mpa。

解：纵骨的稳定性条件
1、垂线间长Lpp=90m，B=12，D=9.0m，d=5.0m，该货船在航行途中遇到强风浪作用后在甲板上沿船宽方向出现裂缝，裂缝长为b，宽为2a，如图所示，当b/a=200时，试计算该裂缝的应力集中系数。

2、垂线间长Lpp=90m，B=12，D=9.0m，d=5.0m，货船尾部上层建筑中，艉楼甲板高度h1=1.4m，救生甲板高度h2=1.8m，…h3=2.2，h4=1.8m，h5=2.0m，r1=2m，r2=1.8m，试求该货船上层建筑端部结构的应力集中系数为多少。

1局部重力分配原则,若满足静力等效原则 1.重力大小保持不变 2.重力垂心纵向坐标保持不变 3.分配到理论站的范围应与该项重力的实际分功范围相同或大致相同
2静水浮力水线是如何绘制的1)得到船舶的重心,重力。

邦戎曲线,静水力曲线2)对船舶浮态作调整,知道满足精度要求。

得到船舶的首尾吃水,即水线面位置3)在邦戎曲线上根据静水位置得到各理论站的静水面积值4)算得各站的浮力值,再加浮力进行线性拟合,得浮力曲线。

3静水N,M曲线有何特点1)静水载荷的一次积分是静水剪力曲线,二次积分是静水等距曲线2)首尾端点处的剪力和等距为零,即剪力和等距曲线在端点处是封闭的3)在大多数情况下,由于载荷在舯前舯后大致相同,所以剪力曲线具有反对称规律,零点靠后,船舯离首尾的1/4船长处具有最大正值或负值4)两端剪力为零。

弯矩曲线在两端斜率为零,与横坐标相切
4危险剖面的选择1危险剖面可能出现在最大弯曲应力所在的剖面,总纵弯矩曲线可知最大弯矩一般在船中0.4L范围内,以应把此范围内视为最弱剖面,即有最大舱口或其他开口的剖面2船体骨架改变处剖面,上层建筑壁处剖面,主体材料分布变化处剖面以及由于重力分布特殊可能出现相当大的弯矩值的剖面。

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。

若为非连续构件参加总纵弯曲,则应注意:(1)构件连续长度》=3倍计算剖面高度;(2)构件长度>15%的上层建筑;(3)不少于3个横舱壁或类似结构支柱的长甲板室。

极限剖面模数:在极限弯矩作用下的船体最小剖面模数
船体结构的分解:沿纵向分-----船底板架,甲板板架,舷侧板架;沿横向分-----舱壁板架和肋骨框架
5肋骨框架计算模型
1)计算货舱肋骨时,取横梁不受载荷,下甲板也不受载荷,肋骨承受水头等于波面高度,但是不大于型深的载荷。

2)计算上甲板横梁时,取上甲板横梁受载荷,下甲板横梁不受载荷,肋骨受水头等于波面高度的载荷。

3)计算下甲板横梁时,所有横梁均承受载荷,肋骨承受水头等于波面高度的载荷。

4)校核货舱肋骨在静水中的强度,横梁不受载荷,肋骨受水头等于浅水头高度的载荷。

应力集中:间断构件在其剖面形状与尺寸突变出的应力,在局部范围内会才生急剧增大的现象。

6 集中应力的影响因素
1)开口宽度与整个船宽的比值b/B增大,则应力集中系数增大。

2)开口长宽比L H/b ,应力集中系数减小。

3)开口角隅处的形状。

7端部应力集中加强措施
1设置端部弧形过渡板,缓上层建筑端部应力集中。

2局部增加主体结构的板厚
3减缓甲板室端部应力集中措施:其侧壁与端壁接触的地方直接做成圆角,形成带圆角的围壁,降低甲板与围壁连续处的抗剪刚性系数。

4其他加强措施: 1)在船楼或者甲板室端部下面设置支柱、舱壁或者强度构件。

2)船楼内强肋骨或者局部横舱壁应尽可能放置在与其下面水密舱壁或者其他强力构件同意垂直的平面内。

3)在最下层甲板室端壁和侧壁上,设置间距为9m的局部舱壁。