船体强度与结构设计 优秀课件

第2章 船体总纵强度计算
2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算 2.2 船体构件的稳定性检验和总纵弯曲应力 的第二次近似计算 2.3 船体构件的多重作用及按合成应力校核 总纵强度 2.4 船体梁弯曲剪应力的计算 2.5 许用应力 2.6 船体挠度的计算 2.7 船体极限弯矩的计算
Ship Strength and Structural Design
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
（2）间断构件 长度较短不能完全有效的传递总纵弯曲应力的构 件，称为间断构件。如甲板室、开口间的甲板等。 间断构件参加抵抗总纵弯曲的程度取决于它们自 身的构造和长度。一般而言，间断构件的端部， 不参加抵抗总纵弯曲，从端部到构件长度的中部， 参加抵抗总纵弯曲的程度逐渐提高。对于不参加 抵抗总纵弯曲的构件的面积，应该扣除，即在计 算剖面模数的时候，不考虑不参加抵抗总纵弯曲 的构件的面积。
甲板
30o
30o
开口
b 0.05B
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算 计算原理
计算原理
在研究船体的总纵强度时，把船体看作是一个变 截面的空心薄壁梁（称为船体梁）。在求得船体
梁的总纵弯曲力矩之后，就可以计算船体梁的总
纵弯曲应力，以便进行强度校核。
应用简单梁的弯曲理论，船体梁的总纵弯曲应力
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第2章 船体总纵强度计算
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第2章 船体总纵强度计算 目的 在已计算出总纵弯矩和剪力的基础上，对选定的 船体结构横剖面，计算出船体总纵弯曲应力。 要求 掌握总纵弯曲应力的计算方法。
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
（1）纵向强力构件 纵向连续并能完全有效的传递总纵弯曲应力的构 件，称为纵向强力构件。船中部0.4～0.5 倍船长 区域内连续的纵向构件，如上甲板、外板、内底 板、纵桁、纵骨以及符合上述要求的其它构件都 是纵向强力构件。 在计算剖面模数时，纵向强力构件的面积100%全 部计入。
第2章 船体总纵强度计算 2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算 知识点 简单梁的理论，船体剖面模数，总纵弯曲应力 的计算公式，计算剖面，纵向强力构件，强力 甲板，最小剖面模数，船体梁计算剖面简图。 剖面水平中和轴，不同材料的换算。
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
1）连续长度大于船体计算剖面本身高度3倍的舱 口纵向围板、纵桁等纵向构件能完全有效的参加 抵抗总纵弯曲，在计算剖面模数时，这些构件的 面积100%全部计入。
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是 式中
MZ
I
M：计算剖面的总纵弯矩；
I ：计算剖面关于水平中和轴的惯性矩； Z ：所求应力点至水平中和轴的垂直距离。
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算 计算原理
MZ
I 由上式可知，船体剖面上的弯曲应力沿高度方向
呈线性分布。在船体强度计算中通常把上式改写
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
计算船体剖面模数的考虑 计算剖面确定后，在计算船体剖面模数之前，首 先要确定哪些构件能够完全有效地参加抵抗总纵 弯曲变形（并非所有纵向布置的构件都能完全有 效地参加抵抗总纵弯曲），亦即哪些构件可以计 入计算剖面。由于船体中构件的长、短和构件所 处的位置不同，纵向构件参加抵抗总纵弯曲的程 度是不同的。
2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
2）长度超过15% 船长，且长度大于6倍自身高度 的上层建筑以及同时受到不少于3个横舱壁或类似 结构支持的长甲板室，可以认为其中部能完全有 效的参加抵抗总纵弯曲，但是其端部参加抵抗总 纵弯曲的程度较小，需要扣除不参加抵抗总纵弯 曲的构件面积。
为
MZ M
IW
式中
W ：称为船体剖面模数。显然，当弯矩值一定时，
剖面模数越大，弯曲应力越小。
为了计算弯曲应力，必须首先选择计算剖面，然 后确定计算剖面对水平中和轴的惯性矩，以及剖 面任意构件至水平中和轴的距离。
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
上层建筑甲板
ຫໍສະໝຸດ Baidu30o
30o 上层建筑侧壁
主体甲板
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2.1 船体总纵弯曲应力的第一次近似计算
计算船体剖面模数的考虑
3）靠近舱口前后端的甲板，位于两个 30 o 角的斜 线构成的阴影区域内的构件不参加抵抗总纵弯曲， 该部分构件的面积不计入剖面模数的计算。由于 舱口间甲板参加抵抗总纵弯曲的程度很小，舱口 之间的横剖面是船体结构的薄弱剖面之一。
计算剖面的选择
计算剖面的选择 为了进行总纵强度校核，必须首先确定对哪些剖 面进行计算。显然，仅仅需要对可能出现最大弯 曲应力的剖面进行计算，这些剖面称为危险剖面 或计算剖面。 计算剖面的选择原则： 1）由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在船 中0.4倍船长范围内，所以计算剖面一般应选择此 范围内的最弱剖面，即有最大的舱口或其它开口 的剖面，如机舱、货舱开口剖面。 2）船体骨架改变处的剖面，上层建筑端壁处的剖 面，主体材料分布变化处的剖面，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。