《船體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度》PPT課件

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1、第三節(jié)船體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度一、船體強(qiáng)度的基本概念二、船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件三、船體結(jié)構(gòu)形式四、船體結(jié)構(gòu)五、船體首、尾端結(jié)構(gòu)六、機(jī)爐艙結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)、基座和軸隧1第一章船舶適航性一、船體強(qiáng)度的基本概念船體強(qiáng)度是指船體結(jié)構(gòu)抵抗各種外力作用的能力。根據(jù)作用于船體上力的性質(zhì)，船體強(qiáng)度可分為總縱彎曲強(qiáng)度(即縱向強(qiáng)度)、橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度四種。2第一章船舶適航性1.總縱彎曲強(qiáng)度1）船體發(fā)生總縱彎曲變形的原因作用在船體上有各種各樣力，例如船舶重力、浮力、慣性力、波浪沖擊力、螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時的水動壓力、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動力、船舶靠

2、碼頭和裝卸貨物時的碰撞力、船舶觸礁、擱淺以及進(jìn)塢時墩木的碰撞力或反作用力等等。在這些力的作用下，船舶結(jié)構(gòu)有可能會發(fā)生各種變形或破壞。其中對船體最危險的是由于船舶重力和浮力引起的沿著整個船長方向上發(fā)生的總縱彎曲變形和破壞。3第一章船舶適航性1.總縱彎曲強(qiáng)度1）船體發(fā)生總縱彎曲變形的原因引起船體結(jié)構(gòu)發(fā)生縱向彎曲變形的原因，主要是由于沿船長方向每一點(diǎn)上的重力和浮力分布不均勻造成的。4第一章船舶適航性2）總縱彎曲力矩和剪力船體結(jié)構(gòu)抵抗總縱彎曲力矩和剪力作用的能力稱為船體總縱彎曲強(qiáng)度，簡稱縱向強(qiáng)度。（1)總縱

3、彎曲力矩和剪力由于外力的作用，沿船長方向分布，作用在船體上向上和向下的負(fù)荷(單位船長上重力和浮力的差值)，將會產(chǎn)生一種沿船長各區(qū)段上下參差不齊的變形趨勢和縱向彎曲變形趨勢，這種趨勢構(gòu)成了船體結(jié)構(gòu)內(nèi)部之間的相互作用，這種內(nèi)部之間的相互作用力稱為內(nèi)力。內(nèi)力分為兩種，一種是由內(nèi)部上下移動趨勢構(gòu)成的內(nèi)力，稱為剪力；另一種是由彎曲變形趨勢引起的內(nèi)力，稱為彎曲力矩。5第一章船舶適航性2）總縱彎曲力矩和剪力（2)船體總縱彎曲變形的形式船體總縱彎曲變形的形式有中拱和中垂兩種。6第一章船舶適航性2）總縱彎曲力矩和剪力

4、（3)最不利的浮力和重力的大小及分布①浮力的大小和分布:當(dāng)船舶在海上遇到標(biāo)準(zhǔn)波：波的形狀為坦谷波，即波峰較陡而波谷平坦，且波長λ等于船長L，波高H等于波長λ的1／20(L≥120m時)或波高等于λ／30+2m(L＜120m時)，船與波的相對位置是波峰位于船中或波谷位于船中時，船舶所受到的浮力分布對船體總縱彎曲強(qiáng)度是最為不利的。②重力的大小和分布:主要決定于船舶的裝載狀態(tài)。在載重分布合理的情況下，船舶滿載出港、滿載到港、壓載出港、壓載到港，船舶重力的分布對船體總縱彎曲強(qiáng)度都是不利的分布。如果遇到標(biāo)準(zhǔn)波

5、，則作用在船體上的彎曲力矩和剪力有可能達(dá)到最大值。7第一章船舶適航性1)作用在船體上的力：無論是航行、停泊，還是在塢內(nèi)，船舶都會不可避免地受到各種力的作用，歸納起來主要有：重力、浮力、貨物的負(fù)載、水壓力、波浪沖擊力、扭力(如斜浪航行、貨載對縱中線左右不對稱等)、冰塊擠壓力、水阻力、推力和機(jī)械震動力及塢墩反力等外力的作用，這些力的最終效果就是使船舶產(chǎn)生總縱彎曲、扭轉(zhuǎn)、橫向及局部變形。①總縱彎曲力矩：指作用于船體并使其沿船長方向發(fā)生彎曲的力矩。由靜水總縱彎矩與波浪總縱彎矩兩部分疊加而成。靜水總縱彎矩：當(dāng)

6、船舶正浮于靜水面上時，從表面上看，重力與浮力大小相等并處于平衡狀態(tài)，但事實(shí)上組成船體各分段的重力與浮力的最終平衡值通常是不相等的。這種重力與浮力沿船長方向的不均勻分布，在產(chǎn)生剪切應(yīng)力的同時，也產(chǎn)生了總縱彎曲力矩，使船體發(fā)生總縱彎曲。彎矩的最大值在船中附近，向首尾端逐漸減小。8第一章船舶適航性波浪總縱彎矩：同樣使重力與浮力沿船長方向分布不均勻而產(chǎn)生總縱彎矩。且當(dāng)波長與船長相等或接近時，該彎矩最為顯著，對船體結(jié)構(gòu)的威脅也最大。對尾機(jī)型船而言：空載時中拱，滿載時中垂。船舶所受的最大剪切應(yīng)力位于距首尾兩端約

7、1/4船長處。②扭轉(zhuǎn)力矩：發(fā)生在斜浪航行、貨載對縱中線左右不對稱時。9第一章船舶適航性（4)總縱彎曲力矩和剪力沿船長方向的分布作用在船體上的總縱彎曲力矩和剪力沿船長方向的分布規(guī)律如圖1-60所示。10第一章船舶適航性2.橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度1）橫向強(qiáng)度船體橫向強(qiáng)度：指船體抵抗橫向作用力的能力。圖1-61橫向變形11第一章船舶適航性橫向作用力：水的側(cè)壓力、橫浪引起的橫搖→肋骨歪斜。2）局部強(qiáng)度：船體結(jié)構(gòu)抵抗局部外力作用的能力。船體除發(fā)生整體結(jié)構(gòu)的變形或破壞外，還會發(fā)生僅在局部外力作用下局部結(jié)構(gòu)

8、的變形或破壞。局部作用力：有波浪沖擊力、推力、機(jī)械震動力、機(jī)器與設(shè)備的重力及塢墩反力等外力的作用。12第一章船舶適航性2.橫向強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度3）扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是指整個船體結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)變形和破壞的能力。當(dāng)船舶斜置于波浪中，或首尾貨艙內(nèi)的貨物堆放在不同的舷側(cè)一邊時，以及由于其它原因產(chǎn)生的首尾左右不對稱的作用力，都會使船舶所受到的重力和浮力不能對稱且均勻地分布，于是會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，使船體發(fā)生扭曲變形.圖1-62扭轉(zhuǎn)變形13第一章船舶適航性3.對船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與建