船舶强度

1、船体受力及其分布
2．横剖面上的切力和弯矩
切力和弯矩分布曲线：如图5 -2
2．横剖面上的切力和弯矩
剪力：Shear force 在数值上，纵向各横剖面上的剪力等于该剖面首向或尾 向一侧所受重力和浮力的差值。 当剖面船尾一侧的船体所受的重力大于浮力时，剖面上 的切力为正；反之为负。 经验表明，剪力绝对值的最大值一般出现在距船舶首尾 1/4船长处。船舶首尾端和船中附近，剪力为零。
二、船体总纵强度校核
1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图 （1）依据
我国《钢质海船入级与建造规范》（1989年以前版本）要求船 中处的甲板剖面模数不小于根据静水弯矩和波浪附加弯矩计算 的临界值。
Wd—船中处的甲板剖面模数，特定船舶为一个确定值。（船体 横剖面水平中和轴的面积惯性矩除以剖面内计算点到该中和轴 的距离所得的值）
重点与难点
重点 船舶总纵强度的表示和校核方法； 船舶局部强度的表示和校核方法； 保证船舶总纵强度和局部强度的措施。
难点 船舶总纵强度的表示和校核方法； 船舶局部强度的表示和校核方法。
第五章、保证船舶强度
船体强度：Strength of ship。 船体结构在规定外力作用下具有抵抗发生极度变形和损坏的 能力。
3．剪切变形与弯曲变形
中垂变形：Sagging 当船舶中部重力大于浮力而首尾部浮力大于重力时的船体弯曲变形。
此时甲板受压，船底受拉。 当波谷在船中时，中垂变形最大。
3．剪切变形与弯曲变形
波浪中航行的弯矩变形：
当波长=船长 中拱船船中位于波峰，中拱加大 中垂船船中位于波谷，中垂加大
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4、扭转强度Torsion strength
第五章 船舶强度
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教学要求
1.掌握船舶强度的概念和种类； 2.理解船舶产生纵向变形的原因、拱垂变形与弯矩的关系； 3.掌握利用纵强度曲线图、载荷弯矩许用力矩表进行船体纵强度校核
的方法以及船体纵向变形的经验校核方法； 4.了解船体布置对船体纵向受力的影响； 5.掌握改善和保证船舶纵向强度的具体做法。 6.掌握船舶局部强度的校核方法和保证船舶局部强度不受损伤的措施。 学时：4学时
2．横剖面上的切力和弯矩
弯矩：Bending moment。 重力对剖面所取的力矩大于浮力对剖面所取的力矩，M（x）为
（+）；反之M（x）为（-）。 当首尾部重力大于浮力而中部浮力大于重力时，所出现的弯曲变形
称为中拱。此时对应的弯矩曲线为正。反之为负。 弯矩绝对值的最大值一般出现在船中处。（此时对应点的剪力为
3．剪切变形与弯曲变形
弯曲变形：船体受到弯矩作用使其纵向构件产生的弯曲变形。 弯曲应力：船体构件单位横剖面面积上所受到的弯矩。
3．剪切变形与弯曲变形
拱垂变形：船体发生的总纵弯曲变形。 中拱变形：Hogging 当船舶首尾部重力大于浮力而中部浮力大于重力时的船体弯曲变形。
此时甲板受拉，船底受压。 当波峰在船中时，中拱变形最大。
[σc]—材料的合成许用应力（拉力），取155MPa。 Mw—《规范》规定的波浪弯矩，特定船舶为一个特定值。 M’s—船中处的静水弯矩。
甲板剖面模数wd和舱底板剖面模数wb
弯曲应力
wd
Ix Zd
wb
Ix Zb
Zd Zb wd wb
1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图
Ml—空船重量对船中所取的重量弯矩，特定船舶为一个特定值。 Mb—正浮时的浮力对船中所取的弯矩，为平均吃水的函数。 Σ|PiXi|—载荷对中弯矩，总载重量的各个组成部分对船中所取的力
一、总纵强度概述 纵向强度(Longitudinal strength of ship)
船体结构所具有的抵御因重力和浮力沿纵向分布不一致而造成 的极度变形或损坏的能力。
一、总纵强度概述
整体平衡 纵向各舱不平衡
G
G6
GR
G5
G3
B6
BR
B5
G4
BB4
B3
G1
B2
B1
7
一、总纵强度概述
1．船体受力及其分布：如图5 -1
3、船舶总纵弯曲变形的判断
根据实船吃水判断 拱垂值：δ=|dж-dm| (m)
δ的范围 δ＜Lbp/1200 δ= Lbp/1200～Lbp/800 δ= Lbp/800～Lbp/600 δ＞Lbp/600
矩。（9.81KN.m）
1、船中实际静水弯矩校核和强度曲线图
营运中的船舶： 甲板剖面模数每年扣除腐蚀量：0.4%--0.6% 5年以下取下限 10年以上取上限
2、强度曲线的使用
强度曲线图 如图5-5 纵坐标∑︱PiXi︱为总载重量 的各个组成部分对船中所取 的力矩的绝对值之和。 横坐标为平均型吃水。
船体强度的分类： 总强度：纵向强度、扭转强度、横向强度 局部强度 对于营运船舶：主要考虑纵向强度和局部强度。 1. 船舶横向强度一般都满足要求，无需校核。 2. 扭转强度是针对大开口舱口船舶，如集装箱船（问：集装箱 船设置双层船壳的目的） 3. 如此总强度主要考虑纵向强度，故称总纵强度
第一节 保证船舶的总纵强度
2、强度曲线图的使用
步骤 （1）在dm处作垂直于横坐标的垂直线 （2）计算∑︱PiXi︱，作垂直于纵坐标的水平线 （3）上述垂直线与水平线相交于一点。据此判断船体变形的方 向和范围。点划线
虚线 实线 点划线和虚线之间：有利范围 虚线和实线之间：允许范围 实线之外：危险范围 点划线左上方：中拱范围 点划线右下方：中垂范围
1）概念 2）产生扭转变形的原因 ·船体斜置于波浪：影响最大 ·船舶横摇 ·装卸货物 集装箱船和固体散货船：舱口宽大、无中间甲板，扭转强度应予以
强固（双层船壳）
5．改善船体强度的策略
1）船舶设计建造方面：合理选择结构材料、尺寸和布局。 2）货物积载方面：保证货物及其它载重沿纵向分布的合理性。
零）。首尾端弯矩为零。
3．剪切变形与弯曲变形：
剪切变形： 船体受到切力作用使其构件产生垂向位移的变形。
a、剪切变形—微小长度的船体在切力作用下所发生的变形 b、弯曲变形—微小长度的船体在弯矩作用下所发生的变形
3．剪切变形与弯曲变形：
a、剪切变形—微小长度的船体在切力作用下所发 生的变形 b、弯曲变形—微小长度的船体在弯矩作用下所发 生的变形