华科船舶结构强度第二次大作业

船体强度与结构设计

------第二次大作业

班级：

姓名：

学号：

题目：图示为某船舶横剖面结构示意图。请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为×107N ·m ，考虑折减系数计算总纵弯矩应力。

解答： 一、计算依据 1、计算载荷

计算弯矩 7

9.010m M N =⨯⋅

2、船体材料

计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限=235a

Y MP σ

3、许用应力

（1）总纵弯曲许用应力

[]0.5Y

σσ=

(2)总纵弯曲与板架局部玩去合成应力的许用应力：

在板架跨中 12[+]0.65Y σσσ= 在横仓壁处 12[+]Y σσσ=

二、总纵弯曲正应力计算

1、总纵弯曲正应力第一次近似计算

肋骨剖面计算简图如题图所示。将图中个强力构件编号并将其尺寸填入表中。船体剖面要素及第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。

在计算中，参考轴取在基线处。利用上表中的数据可得第一次近似中和轴距参考轴的距离为：

=2748.361702.81=1.614m ∆÷

所以，第一次近似中和轴距基线的距离为 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为：

222=2(9951.42138.512748.361702.81)11308.1cm m I ⨯+-÷=⋅

剖面上各构件的应力为：

'

i i =

/100M Z I

σ 式中'i i Z Z =-∆ 2、临界压力计算

由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。

纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算：

2

10076(

)cr t b

σ=

3、船体总纵弯曲应力第二次近似计算

（1）剖面折减系数计算

已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件

cr

i

σϕβσ=

式中 cr σ——板格的临界应力

i σ——与所计算的板在同一水平线上的刚性构件总纵弯曲压应力的

绝对值

β——系数，275b

t

β=-，若1β>，则取1β= b ——纵骨间距 计算结果见下表：

（2）总纵弯曲应力第二次近似计算

由上表知本船在波谷位置时，甲板板发生折减。船体剖面要素第二次近似计算见下表：

由上表可得第二次近似中和轴距参考轴距离为：

1112461.56 1.53861599.86

B m A ∆=

== 因此，第二次近似中和轴距基线为

各构件离中和轴距离为：'i i Z Z =-∆ 剖面惯性矩为：

22212(9512.37138.512461.56/1599.86)11007.1I cm m =⨯+-=⋅

第二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：

'i i =/100M

Z I

σ

计算结果如下表所示：