第一章-散貨船定義及船體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-資料下載頁
2025-06-16 16:56本頁面
【正文】 的毀壞。散貨船由于噸位較大，同時(shí)它具有大開口、單層甲板、多數(shù)現(xiàn)有船采用單舷側(cè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較“單薄”，當(dāng)受到同樣各種外力的作用時(shí)，構(gòu)件所受的應(yīng)力較大，因此須分析散貨船的受力情況，并在日常使用中需重點(diǎn)檢查受力較大的部位，采用合理的裝載狀況，預(yù)防船舶結(jié)構(gòu)受到過大的應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)破壞。①船體結(jié)構(gòu)、舾裝、機(jī)械、電器設(shè)備等自身重量。②貨物重量。③燃油及其他消耗品重量。④壓載水重量。⑤作用于船體的水壓力。①波浪力②船舶自身運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的加速度力、慣性力、砰擊力。③船上貨物的橫搖力矩、液體的沖擊和慣性力，等等。這些載荷大多數(shù)是分布力，它們分布和作用在船舶的整個(gè)長度上。根據(jù)力學(xué)原理，沿長度方向?qū)@些分布力進(jìn)行積分，可得到作用在船體梁的剪力，剪力沿著船長方向的積分就可得船舶受到的彎矩。任何不同的裝載和壓載工況使散貨船所受的剪力和彎矩均不同，船員應(yīng)根據(jù)船上批準(zhǔn)的裝載手冊提供的各種典型裝載工況進(jìn)行裝載。如果實(shí)船的裝載情況與裝載手冊不同，應(yīng)該用裝載儀對現(xiàn)實(shí)的裝載狀況下船舶的剪力和彎矩進(jìn)行計(jì)算，以確保船舶所受的剪力和彎矩值不超過規(guī)定的極限?；蛲ㄟ^計(jì)算船舶的穩(wěn)性和受力，選取合理的配載工況，以保證航行安全。散貨船船體承受著各種外力的作用，如重力、浮力、搖蕩時(shí)的慣性力、風(fēng)浪的沖擊力等，為了保證船體在各種外力作用下不致產(chǎn)生不許可的變形和破壞，船體結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。船體結(jié)構(gòu)是由船殼板和支撐骨架組成，船舶結(jié)構(gòu)的布置和尺寸大小決定了船舶總縱強(qiáng)度和局部強(qiáng)度。為船舶各種狀態(tài)提供足夠的強(qiáng)度、水密完整性，使船舶能夠經(jīng)受各種各樣海洋氣候環(huán)境的對船舶造成的威脅。根據(jù)船體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其所受的應(yīng)力，船體強(qiáng)度可分為總縱強(qiáng)度、局部強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度?？偪v強(qiáng)度：船體結(jié)構(gòu)抵抗總縱彎曲，不使船體結(jié)構(gòu)遭受破壞或嚴(yán)重變形的能力。通常將船體視作一根空心變斷面梁，它對總縱彎曲（作用在船體上的重力、浮力、波浪水動(dòng)力和慣性力等引起的船體繞水平橫軸的彎曲，由靜水彎曲載荷和波浪彎曲載荷兩部分迭加而成的抵抗能力）可用船體梁的橫剖面模數(shù)來確定。船體上最大的總縱彎曲正應(yīng)力通常出現(xiàn)在上甲板和船底部，如下圖所示。 船體梁截面及應(yīng)力分布局部強(qiáng)度：船體結(jié)構(gòu)中單個(gè)構(gòu)件或部分結(jié)構(gòu)承受相應(yīng)載荷的能力。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度：船體結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力。船舶在靜水受到的外力有船舶及其裝載物的重力和水的浮力。重力包括船體結(jié)構(gòu)自身重量和舾裝、機(jī)械、電器設(shè)備、燃料、水、供應(yīng)品、船上人員及載貨的重量。從總體上看，船體所受到的重力和浮力是互相平衡的。但從局部來看，船體各段重力與浮力的不平衡總是存在的，因?yàn)榇八艿降闹亓Φ姆植寂c浮力的分布是不大可能一致的。長度方向上重力與浮力的差值即為作用在船體上的外載荷。船體受到這些外載荷的作用，其內(nèi)部會存在剪切力和彎曲力矩，發(fā)生使船體發(fā)生彎曲變形。彎矩的最大值一般出現(xiàn)在船體中部附近，向首尾端逐漸減少。下圖是沿船長方向的受力分布和彎矩曲線圖： 船體受力分布和彎矩曲線圖一般情況下，由于波浪的作用，船體所受的浮力分布與靜水狀況不同，而且這種分布隨時(shí)間的變化而不斷變化。通常船體內(nèi)產(chǎn)生的彎矩會較靜水時(shí)為大。當(dāng)波峰在船中時(shí)，會使船體中部向上彎曲，稱為中拱彎曲。當(dāng)波谷在船中時(shí)，會使船體中部向下彎曲，稱為中垂彎曲。中拱彎曲時(shí)，船體的甲板受拉伸，底部受壓縮。中垂彎曲時(shí)，船體的甲板受壓縮，底部受拉伸。如下圖所示： 船體在波浪中的總縱彎曲船體在靜水或波浪中除了產(chǎn)生總縱彎曲外，它的各部分結(jié)構(gòu)還受到局部的水壓力和貨物等橫向載荷，也會產(chǎn)生局部的彎曲。船體上還有機(jī)器和螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)力、船首端的波浪砰擊和水面漂浮物的撞擊等局部的外力，以及船舶進(jìn)塢或擱淺時(shí)受到船底下墩木或河床的反力作用等。在靜水情況下船體結(jié)構(gòu)承受的貨物及舷外水壓力分布示意圖如下： 貨物及舷外水壓力分布示意圖此外，船舶在波浪狀態(tài)下航行，由于升降、俯仰和搖擺等運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生慣性力，會對船體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。橫向的波浪和船舶橫搖時(shí)會引起肋骨的歪斜和船體的扭曲。這也是一種局部受力。如下圖所示。 船體在橫浪中的變形另外，當(dāng)船舶在港口裝貨時(shí)，船體結(jié)構(gòu)會承受來自貨物的重量/不平衡裝載以及裝卸機(jī)械撞擊等外來作用等等。船舶受到的扭轉(zhuǎn)載荷是由于船舶重量的橫向位置沿船長的分布與浮力橫向位置沿船長分布的差異引起的。這種差異是由于貨物和油水在橫向的分布不合理以及船舶遇上了斜浪（見附圖）造成。施加在船體上的扭轉(zhuǎn)力主要靠閉合的薄壁結(jié)構(gòu)來承擔(dān)。這些閉合的結(jié)構(gòu)常見的有：雙層底結(jié)構(gòu)、雙殼體船舶的邊艙、上下邊艙等。一般來說，由于散貨船具有較大的上、下邊艙，所以它們具有良好的抗扭性能，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度問題在典型結(jié)構(gòu)形式的散貨船上并不突出。 船體在斜浪中受到扭轉(zhuǎn)示意圖
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