船舶总纵强度计算方法

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计算方法：
总强度计算的标准计算方法：
（1）将船舶静置在波浪上，即假定船舶以波速在波浪的传播方向 上航行，船舶与波浪处于相对静止的状态；
（2）以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长，计算波高 按有关规范或强度标准选取。
（3）取波峰位于船中和波谷位于船中两种状态分别进行计算。
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总纵弯曲;板架弯曲;纵骨弯曲;板的弯曲
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第一类：只承受总纵弯曲的纵向构件，如不计甲板荷
重的上甲板，其应力?记? 为
第二类：同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向构件， 如船底纵桁材腹板，其应力记为 1+2 第三类：同时承受总纵弯曲、板架弯曲以及纵骨弯曲 的纵向构件；或者是承受总纵弯曲、板架弯曲以及板 的弯曲（横骨架式）的纵向构件，如纵骨架式中的纵 骨或横骨架式中的船底板，其应力记为 1+2+3
试验表明：在一定条件下（剖面内没有构件 丧失稳性），用实心梁弯曲理论对船体梁 进行强度计算所得的结果与实际测量结果 基本相符，或极近似。
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因此为了应用梁的弯曲应力公式来计算船体总纵弯曲应力，就 必须对空心薄壁的船体梁作一个假设——等值梁假设，即假定 船体是一根等值梁。 等值梁是指在抵抗总纵弯曲方面与船体具有相同抵抗能力的一 种梁，也就是与船体等效的一种梁。
?平面假设：
变形前杆件的横截面变形后仍
为平面。
中性层
?中性轴：
中性层与横截面的交线称 为中性轴。
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由于构件相互连接，其作用是很复杂的。以纵骨架式船底板为例， 外板本身承受水压力将产生弯曲应力，然后将水压力传给纵骨，再 由纵骨传给肋板。 纵骨在传递水压力过程中将发生弯曲变形，与纵骨相连的外板部分 又将随纵骨弯曲而产生弯曲应力。 以此类推，外板中的弯曲应力将包含有板的弯曲应力、纵骨弯曲应 力、板架弯曲应力以及总纵弯曲应力等四种应力成分。 这就是船体构件承受多种作用、产生多种应力的工作特点。其变形 特征如下：
一、引言
问题提出：
船舶在运营过程中，船体结 构的受力颇为复杂。尤其是船体所 受重力和浮力沿船长方向分布的不 一致，将产生弯曲变形及弯矩和弯 曲应力。
(这时弯曲应力大小如何衡准？)
解决思路：
将船体视为一根空心变断面且两端自由支撑的梁，来研究它的弯曲变形. 已成为研究船舶总纵强度(Longitudinal strength of ship) 的标准方法。
力和传力过程分析。
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横骨架式——假定在船底板架上只作用着水压力。直接承受水压力的构件是外 底板，外底板将水压力传给骨架（纵骨、肋板以及船底纵桁等），然后在传到
板架的支承周界（横舱壁及舷侧）上去，传力过程如下图.
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纵骨架式——假定在船底板架上只作用着水压力。直接承受水压力的构件是外 底板，外底板将水压力传给骨架（纵骨、肋板以及船底纵桁等），然后在传到
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等值梁的剖面可以把船体剖面 中所有参与抵抗总纵弯曲的构件， 在保持其高度和面积不变的条件下， 假想地平移至船舶中纵剖面附近，
并对称的构成一梁的剖面。
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计算剖面的选取:
进行船体总纵强度校核时应选取可能出现最大弯曲应力的危险 剖面进行计算。由总纵弯矩曲线可知，船体梁最大弯矩一般出 现在船中0.4L范围内，所以一般应选取船中0.4L范围内的最弱 剖面进行校核。
板架的支承周界（横舱壁及舷侧）上去，传力过程如下图.
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甲板上的荷重也传给舱壁 和舷侧，横舱壁在这些力以 及与舷侧相交处的剪力作用 下取得平衡。
在舷侧上作用着的这些力 以及与舱壁相交处的剪力， 构成舷侧板架所受的不平衡 力，这个力以剪力的形式传 给相邻的舷侧板架，他就是 总纵弯曲时作用在船体剖面 中的剪力。
船海
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概述
在求得船体的总纵弯曲和剪力之后，我们就可以计算船 体的弯曲正应力，进行强度校核。
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实验现象：?1、变形前互相平行的纵向直线、
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变形后变成弧线，且凹边纤维缩
mn
短、凸边纤维伸长。
mn
?2、变形前垂直于纵向线的横向 线,变形后仍为直线，且仍与弯曲 了的纵向线正交，但两条横向线 间相对转动了一个角度。
IZ :截面对中性轴的惯性矩
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船体结构是由许多部件组成的，这些部件各自承担着一定的作用。其中一些是 直接承受外力的构件，另一些则承受别的构件传来的力。现以两种典型结构形 式的船底板架为例，进行船体结构的受力和传力过程分析。
船体结构是由许多部件组成的，这些部件各自承担着一定的作用。 其中一些是直接承受外力的构件，另一些则承受别的构件传来的 力。现以两种典型结构形式的船底板架为例，进行船体结构的受
第四类：同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及
板的弯曲的纵向构件，如纵骨架式中的船底外板，其
应力记为1+2+3+4
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由以上分析可知，船体纵向连续构件在总弯曲中所受到的正应 力，可以称为总合正应力。
它包括总弯曲正应力及局部弯曲正应力。
对于不同的构件，其局部弯曲正应力所包含的应力数目是不同 的，所以为：
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MZ:横截面上的弯矩
y :到中性轴的距离
船体总纵强度的校核内容，包括：
1、按许用应力校核 总合正应力校核 剪应力校核
2、按剖面最大承载力校核
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第一节 船体总纵弯曲应力第一 次近似计算
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N、M → σ、τ→强度校核
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在求得船体的总纵弯曲力矩和剪力之后，就可计算船体的 总纵弯曲应力和剪应力，以便进行强度校核。