上海交大 船舶结构设计第二次作业

《船舶结构设计》作业2

1．论述船体总强度第二次近似计算的过程。

从折减系数的计算中可以看到，折减系数的大小与总纵弯曲压应力值有关，而总纵弯曲压应力的大小又与构件的折减系数有关，因此总纵弯曲应力的计算必定是个逐步近似的过程。当然，若总纵弯曲压应力均未超过板的临界应力，则不必进行折减计算，可直接按第一次近似总纵弯曲应力值进行强度校核。

在船体板的稳定性检验后，若有构件失稳，则须按前述相应公式计算折减系数，并进行失稳构件的面积折减。接着，进行总纵弯曲应力的第2次近似计算。

对折减构件i的剖面积的修正值为：

式中i需进行折减的剖面积；ϕi-按第1次近似总纵弯曲应力确定的折减系数。于是所有需折减的构件，其折减面积、折减静矩和折减惯性矩总和分别为

折减后剖面总面积、总静矩和总惯性矩分别为：

修正后的船体剖面中和轴至参考轴的距离为：

剖面惯性矩为：

任一构件至中和轴的距离为：

任一构件第2次近似计算总纵弯矩应力为：

如果第2次近似计算的总纵弯曲应力与第1次近似计算值相差不大于5％，则可用第2次近似计算值进行总纵强度校核，否则必须进行第3次近似计算。

此时，可以用第2次近似计算的结果、和作为计算的基础；构件折减系数仍按上述公式确定，但应取第2次近似计算所得的应力作为1A1B1Ciσ；折减构件的面积修正量为)(iiiAϕϕ−′′Δ，其中iϕ′、iϕ分别为按第2次及第1次近似计算结果确定的折减系数；其余各项计算与第2次近似计算完全一样。

2．简述闭式剖面剪应力的计算方法。

为了保证型材有足够的强度，必须使翼板的最大正应力和腹板上的最大剪应力小于许用应力，即：

式中：M，N为作用于剖面的弯矩及剪力，

W1为最小剖面模数，

I 为型材剖面对中和轴的惯性矩，

S为剖面中和轴以上或以下的剖面积对中和轴的静矩，t为型材腹板的厚度。

为此，首先要建立型材剖面要素与剖面几何尺寸之间的关系式设参考轴O’-O’取在小翼板厚度中点的轴线上。利用剖面特性计算的移轴

定律，剖面中和轴至参考轴的距离为：

剖面对中和轴的惯性矩为：

将式（3.1）代入上式得