强度与结构设计

名词解释

重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述全船重量沿船长分布状况的曲线

浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线

载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况

总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力

总纵弯矩：船舶在同一计算状态下，静水弯矩和静波浪弯矩的代数和

相当厚度：船体板厚度与所有纵骨剖面积平铺在其宽度上的假想厚度相加所得

局部强度：研究局部结构（如船底、甲板、船侧和舱壁板架以及横向肋骨框架等）因局部载荷作用而发生变形、失稳或破坏的强度问题

骨架带板：船体结构中绝大多数骨架都是焊接在钢板上的，当骨架发生变形时，与它连接的板也一起参加骨架抵抗变形。因此，为估算骨架的承载能力，也应当把一定宽度

的板计算在骨架剖面中，即作为它的组成部分来计算骨架梁的剖面积、惯性矩和

剖面模数等几何要素，这部分板称为带板或附连翼板

纵向强力构件：纵向连续并能有效地传递总纵弯曲应力的构件

极限弯矩：船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限或构件的临界应力的总纵弯曲力矩

剖面利用系数：在实际所用的型材中，其最小剖面模数仅为理想剖面模数W0的一部分，即W1=ηW0,,W0为理想剖面模数，η为剖面利用系数

比面积：C W是产生剖面模数所需要的面积；C f是产生单位惯性矩所需要的剖面面积

问答题

1.计算船体梁的静水弯矩时需要哪些材料

（1）邦戎曲线，（2）静水力曲线，（3）船舶的重量重心

2.什么是剖面利用系数

在实际你所用的型材中，其最小剖面模数仅为理想剖面模数的一部分，即W1=ηW0,,W0为理想剖面模数，η为剖面利用系数。

3.简单叙述一下在进行绘制重量曲线时所遵循的静力等效原则

（1）保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量

（2）保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等

（3）近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同

4.波浪包括哪些要素？并叙述在实际计算时各个波浪要素的选取方法

波浪要素包括波形、波长、波高。在实际计算时以二围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，取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别计算

5.进行T型材剖面设计时，型材剖面应满足的条件

（1）翼板最大弯曲正应力σ不超过许用应力σ，即σ=M/W1 ≤[σ]

（2）腹板最大剪应力τ不超过允许值[τ]，即τ=NS/It≤[τ]

（3）保证腹板不丧失局部稳定性h/t≤m

（4）考虑腐蚀或工艺性，即t≥t0

（5）保证面板不丧失局部稳定性，即要求b/t≤n0

6.为什么要进行船体梁总纵弯曲的第二次近似计算

（1）船舶处于复杂应力状态

（2）船体薄壁板构件的工作效能不能如实反映，就不能确切地评价船体强度

7.一条均匀箱型船若装货沿船长均匀分布，就一定没有总纵强度问题，这个说法对吗？

这种说法不对。船舶在静水中航行时，由于载荷均匀分布，不存在总纵强度问题。但是当船舶静水进入波浪时，重量曲线并未改变，水线面发生了变化从而导致浮力重新分布，波浪下浮力曲线相对静水状态下产生总纵强度问题

8.船体材料选用高强度钢一定可以减轻船体重量吗？为什么？

不一定。对于船长在80m~100m以下的小型船舶，构件尺寸往往根据一定的腐蚀、磨损等厚度储蓄来选择。此时采用高强度钢将达不到减轻船体重量的目的。随着船长和排水量增加，船体主要构件采用屈服极限较高的钢材，并可以减轻结构重量。但是船体主要构件厚度的减薄，要受到保证结构具有一定的稳定性限制。所以采用超过一定屈服极限的钢，其效果不大，对横骨架式，为保证稳定性，将不可能减薄板厚度

9.中剖面计算法求解

（1）环境载荷计算

（2）建立总纵强度约束条件

（3）中剖面材料的最优配置，求纵向构件的相当厚度

（4）建立局部强度和稳定性等条件以及关联约束条件

（5）板列材料的合理分配求板格及纵骨的尺寸

（6）总强度分析是否满足所有约束，是否收敛到总体最优

（7）调整总纵弯曲应力

10.中剖面计算法中，中剖面应该满足哪些要求？

（1）总强度要求

（2）局部强度及稳定性要求

（3）制造及工艺上的要求

（4）使用上的要求

11.按照纵向构件在传递载荷过程中，，产生应力种类和数目，将纵向强力构件可以分为哪

几类

（1）只承受总纵弯曲的纵向强力构件称为第一类构件，如不计甲板横荷重的上甲板（2）同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向强力构件称为第二类构件，如船底纵桁、内底板

（3）同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向强力构件，或者同时承受总纵弯曲、板架弯曲及弯曲（横骨架式）的纵向强力构件称为第三类构件，如纵骨

架式中的船底纵骨或横骨架式中的船底板

（4）同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板的弯曲的纵向强力构件称为第四类构件，如纵骨架式中的船底板