最新船體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)總結(jié)-文庫(kù)吧資料
2025-07-05 02:57本頁(yè)面
【正文】 穩(wěn)定性要求；（板格水壓、縱骨局部、板格穩(wěn)定性、板架穩(wěn)定性）（3） 制造及工藝上的要求；（4） 使用上在要求。包括基本設(shè)計(jì)和機(jī)能設(shè)計(jì)。 所謂船體結(jié)構(gòu)的計(jì)算法設(shè)計(jì)，是指運(yùn)用結(jié)構(gòu)分析方法的綜合來(lái)確定船體橫剖面的最優(yōu)尺寸和所有構(gòu)件的尺寸，并保證結(jié)構(gòu)在外載荷作用下具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。下甲板、舷側(cè)及船端結(jié)構(gòu)，一般受總縱彎曲的應(yīng)力不大，主要是承受橫荷重，通常采用橫骨架式結(jié)構(gòu)。船體中剖面計(jì)算法設(shè)計(jì) 船體結(jié)構(gòu)有橫骨架式和縱骨架式兩種。1 型材剖面設(shè)計(jì)的四變量五約束：1在設(shè)計(jì)型材剖面時(shí)，必須盡可能增大自有翼板的寬度，減小其厚度，以提高型材的總穩(wěn)定性。 型材的相當(dāng)面積相當(dāng)于使最大剪應(yīng)力沿腹板高度均勻分布的剖面積。所以增加剖面模數(shù)的方法：增加f1或f。 兩個(gè)幾何相似的型材剖面其比面積相等。 Cw的意義就是產(chǎn)生單位剖面模數(shù)（Cw23）所需的剖面積。 在剖面積F和高度h相同的情況下，系數(shù)η能表明材料在剖面中分布的合理程度，即η值越大，所設(shè)計(jì)的型材剖面越接近于“理想”剖面，剖面材料的利用率就越高。型材剖面設(shè)計(jì) 型材剖面設(shè)計(jì)流程： 設(shè)計(jì)三階段：基本設(shè)計(jì)（key） 送審（型式，尺寸）；詳細(xì)設(shè)計(jì)（yard）；工藝設(shè)計(jì)（product） 在船體結(jié)構(gòu)中，加強(qiáng)船體鋼板的骨架通常占船體結(jié)構(gòu)鋼材的30%左右。 帶板寬度有穩(wěn)定性帶板和強(qiáng)度帶板兩種概念。也應(yīng)當(dāng)把一定寬度的板計(jì)算在骨架剖面中，即作為它的組成部分來(lái)計(jì)算骨架梁的剖面積、慣性矩和剖面模數(shù)等幾何要素。 船體結(jié)構(gòu)中絕大多數(shù)骨架都是焊接在鋼板上的，當(dāng)骨架受力發(fā)生變形時(shí)，與它連接的板也一起參加骨架抵抗變形。但是，在確定骨架剖面的應(yīng)力時(shí)，需考慮肘板的影響，即在計(jì)算梁的剖面模數(shù)時(shí)計(jì)入肘板。 設(shè)計(jì)步驟：實(shí)際結(jié)構(gòu)力學(xué)模型力學(xué)分析強(qiáng)度衡準(zhǔn)（許用應(yīng)力） 建立模型的三項(xiàng)工作：構(gòu)件簡(jiǎn)化、結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化、計(jì)算載荷的簡(jiǎn)化。 局部強(qiáng)度：船體各部分結(jié)構(gòu)抵抗局部載荷直接作用而不產(chǎn)生破壞和超過(guò)允許限度的變形的能力稱為船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度。是因?yàn)樵谕ǔ５匿摻Y(jié)構(gòu)中，應(yīng)力超過(guò)該值時(shí)，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生塑性變形。22 極限彎矩：在船體剖面內(nèi)離中和軸最遠(yuǎn)點(diǎn)的剛性構(gòu)件中引起的應(yīng)力達(dá)到結(jié)構(gòu)材料屈服極限（在受拉伸時(shí)）或構(gòu)件的臨界應(yīng)力（在受壓縮時(shí)）的總縱彎曲力矩。2 船體總縱彎曲時(shí)的撓度，可分為彎曲撓度和剪切撓度。對(duì)內(nèi)河淺水航道船舶。不僅會(huì)影響主機(jī)、軸系的運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能影響舾裝件的安裝，儀表的使用，甚至可能導(dǎo)致上層建筑端部因應(yīng)力集中而破壞。船體梁變形的問(wèn)題應(yīng)予注意。 安全系數(shù)：是考慮強(qiáng)度計(jì)算中的許多不確定性，為保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)必要的安全度而引入的強(qiáng)度儲(chǔ)備。1 結(jié)構(gòu)材料的極限應(yīng)力決定于構(gòu)件破壞的類型，對(duì)于鋼質(zhì)構(gòu)件，構(gòu)件破壞的基本類型是塑性變形、屈曲及斷裂，相應(yīng)的極限應(yīng)力是屈服極限、臨界應(yīng)力和疲勞極限。1 許用應(yīng)力：是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的各種工況下，船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件所容許承受的最大應(yīng)力值。通常，不論在中拱或中垂情況。1 總縱彎曲時(shí)，最大剪力一般作用在距首尾端約四分之一船長(zhǎng)附近的剖面上。以上各種彎曲。（3） 同時(shí)承受總縱彎曲、板架彎曲及縱骨彎曲的縱向強(qiáng)力構(gòu)件，或者同時(shí)承受總縱彎曲、板架彎曲及板的彎曲（橫骨架式）的縱向強(qiáng)力構(gòu)件，稱為第三類構(gòu)件，如縱骨架式中的船底縱骨或橫骨架式中的船底板。稱為第二類構(gòu)件。稱為第一類構(gòu)件。1 不同彎曲狀態(tài)下構(gòu)件的折減系數(shù)是不同的。1 橫骨架式船體板中，由于初撓度和橫荷重（載荷）的存在，板承受縱向壓縮的能力會(huì)降低。1 凡長(zhǎng)度超過(guò)船長(zhǎng)的15%,且不小于本身高度6倍的上層建筑以及同時(shí)受到不少于3個(gè)橫艙壁或類似結(jié)構(gòu)支持的長(zhǎng)甲板室，可以認(rèn)為其中有部分完全有效地抵杭總縱彎曲的。（1） 構(gòu)件連續(xù)長(zhǎng)度3h計(jì)算剖面。（2）、船體骨架改變處剖面。但對(duì)縱向骨材和板架，則必須考慮材料不服從虎克定律對(duì)穩(wěn)定性的影響。 為了按極限彎矩檢驗(yàn)船體強(qiáng)度，須將所得的極限彎矩Mj與在波谷上和波峰上的相應(yīng)計(jì)算彎矩M進(jìn)行比較，即應(yīng)滿足Mj/Mn, n稱為強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)。 外板同時(shí)承受總縱彎曲、板架彎曲、縱骨彎曲及板的彎曲的縱向強(qiáng)力構(gòu)件稱為第四類構(gòu)件。 確定計(jì)算剖面的原則（1） 總縱彎曲力矩較大的剖面（2） 總縱彎曲剪力較大的剖面（3） 按照強(qiáng)度理論計(jì)算，相當(dāng)應(yīng)力較大的剖面（4） 結(jié)構(gòu)形狀或斷面積突變處（5） 對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無(wú)把握的剖面（6） 規(guī)范上特別要求計(jì)算的剖面，如大開口集裝箱船或艙區(qū)域至少要計(jì)算7個(gè)剖面。 縱向連續(xù)并能有效傳遞總縱彎曲應(yīng)力的構(gòu)件稱為縱向強(qiáng)力構(gòu)件。該方法是利用邦戎曲線來(lái)調(diào)整船舶在波浪上的平衡位置。由于在確定計(jì)算波高時(shí)帶有很大的主觀性，故傳統(tǒng)的船舶總縱強(qiáng)度計(jì)算帶有假定性，因此計(jì)算過(guò)分精確也是沒(méi)有意義的。3 基于以上分析，形成了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，現(xiàn)歸納如下：（1） 將船舶靜置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的傳播方向上航行，船舶與波浪處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)；（波長(zhǎng)等于船長(zhǎng)）（2） 以二維坦谷波作為
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