最新船體結構與強度設計總結-wenkub.com
2025-06-26 02:57 本頁面
【正文】 1 為使結構受力均勻，并能有效地將力傳遞到鄰近的結構上，上層建筑結構的布置應遵循下述原則；（1） 甲板縱桁應盡可能與艙室縱圍壁相配合，并盡可能均勻布置。 鋁合金的特點：（1） 彈性模量低；（2） 密度??；（3） 強度高。 設計強力上層建筑時，最重要的任務就是決定上層建筑甲板的剖面積。 柔度效應：對于甲板室，如果它僅支持在甲板橫梁上，由于橫梁相對柔軟，豎向力使它發(fā)生彎曲，結果使甲板室與主體具有不同曲率半徑，甚至相反，故稱柔度效應。1 肘板的形狀以圓弧形為最好，增大圓弧半徑可以降低應力集中系數(shù)，但當圓弧半徑超過骨材腹板高度時，再增大圓弧半徑其降低應力集中的效果就不明顯了。但是，若艙口圍板在角隅處突然中斷，會在圍板端部產(chǎn)生新的應力集中，所以在艙口圍板端部應該采用縱向肘板逐步過渡。1 規(guī)范對船體骨架的最小尺寸要求：局部強度要求的剖面模數(shù)、剛度要求的剖面模數(shù)、穩(wěn)定性要求的剖面模數(shù)。因此，在中斷甲板的延長線上，要增設舷側縱桁，并在中斷處用尺寸較大的弧形肘板逐漸過渡。1 板的極限強度：隨著載荷繼續(xù)增加，板中間區(qū)域承壓能力進一步顯著降低，而兩側處的最大應力則迅速增加，直到該應力最終達到屈服應力而耗盡承載能力為止。 客船或客貨船中部具有兩層或兩層以上連續(xù)的鋼制上層建筑或只有一層甲板室時，其強力甲板以上的最下層上層建筑甲板或甲板室應計入總縱彎曲。 疲勞累計損傷率：在各種不同應力幅度作用下，總的疲勞累計損傷率f等于各單個應力幅值作用下疲勞壽命百分數(shù)的總和。此外，結構應保證某一構件承受外力后，能有效地將力傳遞到鄰近的結構構件上，以避免某一單獨的結構構件承受外力。實際上，對于由扶強材加強的連續(xù)板，扶強材的承載能力一般要比板低得多，所以板真正的極限破壞幾乎絕對不會發(fā)生。該方法的實質是：用插值法求船體剖面在甲板和船底應力都等于其許用應力時真實中和軸的位置。但船底板合成應力一般將不等于其許用應力。 中剖面設計任務：根據(jù)作用在結構上的載荷，按結構的強度、穩(wěn)定性及有關建造與使用要求，選擇縱向強力構件的合理剖面尺寸及其配置。這樣既可保證局部強度，同時施工方便，且不致占據(jù)過大的艙容。但是，其尺寸還受到自有翼板不喪失局部穩(wěn)定性的限制。增加f變化不大。顯然，Cw愈小，剖面材料的利用率就愈高，剖面設計得就愈好。 型材剖面設計應符合下列要求，（1） 具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性；（2） 應盡可能符合生產(chǎn)與工藝方面的要求，如制造簡單、施工質量高；（3） 滿足特殊結構與營運使用的要求；（4） 剖面內材料分布合理，使所得結構重量最輕，這是船體結構工程師的重要目標之一。這部分板稱為帶板或附連冀板。有時肋骨鋼架底部彎矩值最大，若計算應力時不考慮舭肘板，則最大應力甚至會超過許用應力，如果計入舭肘板，則其應力會小得多。 局部強度計算模型簡化原則：（1） 反映實際結構的構造受力；（2） 合理的邊界條件；（3） 能計算。2 以結構材料的屈服極限來衡準。過大的船體撓度甚至可能使通過淺灘發(fā)生困難。船體梁變形（撓度）過大時。因此，應根據(jù)載荷隨時間變化的性質來選擇材料的極限應力。同時，側外板在剪應力作用下應保證有2倍的穩(wěn)定性儲備。除總縱彎曲外均稱為局部彎曲。如船底縱桁、內底板。1 為了考慮船體構件的這種多重作用的工作特點，曾經(jīng)按照縱向構件在傳遞載荷過程中所產(chǎn)生的應力種類和數(shù)目，把縱向強力構件分為四類：（1） 只承受總縱彎曲的縱向強力構件。1 計算系認為同時承受兩種應力的構件，先承受板架彎曲應力，剩余的能力再來承受總縱彎曲應力。1 船中非連續(xù)構件參加總縱彎曲的有效性取決于本身的長度及與主體的連續(xù)情況。 在確定板的臨界應力時，通常不考慮材料不服從虎克定律對穩(wěn)定性的影響，按相應的理論公式確定的臨界應力超過材料屈服極限。 構成船體梁上冀板的最上層連續(xù)甲板通常稱為強力甲板 在確定板的臨界應力時，通常不考慮材料不服從虎克定律對穩(wěn)定性的影響 在船體構件的穩(wěn)定性檢驗和總縱彎曲應力的第二次近似計算中，需要對失穩(wěn)的船體板進行剖面面積折減，折減時首先需要將縱向強力構件分為剛性構件和柔性構件兩類。因此，在計算時，要求船舶在水線附近為直壁式，同時船舶無橫傾發(fā)生。計算波長等于船長（內河船舶斜置于一個波長上），計算波高按有關規(guī)范或強度標準選取；（波形：坦谷波）（3） 取波峰位于船中及波谷位于船中兩種狀態(tài)分別進行計算。2 坦谷波：坦谷波曲線形狀的特點是，波峰陡峭，波谷平坦，波浪軸線上下的剖面積不相等，故稱謂坦谷波。在計算過程，常常利用這些性質來檢查計算結果是否正確。而在離首、尾端約船長的1/4處具有最大正值或負值。零剪力點與彎矩的極值相對應。描述引起船體梁總縱彎曲的載荷沿船長分布狀況的曲線稱為載荷曲線。（4） 最終，應使重量曲線所圍的面積等于全船的重量，該面積的形心縱向坐標與船舶重心的縱向坐標相同。縱坐標表示船體梁單位長度上重量分布值。 船體總縱強度計算的傳統(tǒng)方法：將船舶靜置在波浪上，求船體橫剖面上的剪力和彎曲力矩以及相應地應
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