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 =+21

a P L P P ⋅=∆+)(2

121

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，

20

λ

=

h（m）

2

30

+

=

λ

h（m）

1

20

+

=

λ

h（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：

E

E i

i

σ

σε=

=

故有：

E

E a a i i =

（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：

12

2

0i i 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：

d d 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 i

i

)(02

剖面水平中和轴至参考轴的距离为：

)m (A

B

=

∆

由移轴定理，剖面对水平中和轴的惯性矩为：