船舶強(qiáng)度航海系船藝教研室課件

船舶強(qiáng)度

航海系船藝教研室

船舶強(qiáng)度

（Strengthofship）強(qiáng)度定義及分類(lèi)總縱強(qiáng)度局部強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度一、強(qiáng)度定義和分類(lèi)1、強(qiáng)度定義船體結(jié)構(gòu)抵御內(nèi)外力作用的能力。船舶結(jié)構(gòu)抵抗船體發(fā)生變形或破壞的能力。2、強(qiáng)度分類(lèi)強(qiáng)度總強(qiáng)度局部強(qiáng)度縱強(qiáng)度橫強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度二、總縱強(qiáng)度

(Longitudinalstrength)（一）定義船舶結(jié)構(gòu)抵抗船體沿船長(zhǎng)方向發(fā)生彎曲或變形的能力。（二）船體縱向彎曲或變形的原因船舶所受重力和浮力沿船長(zhǎng)方向分布不一致造成。

結(jié)論剪力最大值約位于距首尾L/4處；彎矩最大值約位于船中處，且向首尾逐漸減小。

（四）船體剪切變形單位長(zhǎng)度的船體，其前后兩端受到大小相等、方向相反的切力作用，則該段船體將出現(xiàn)剪切變形。剪切應(yīng)力最大值出現(xiàn)載相應(yīng)板材與橫剖面水平中心線的交點(diǎn)處。

（五）船體拱垂變形單位長(zhǎng)度的船體，前后兩端受到大小相等，方向相反的彎矩作用，則該段船體將發(fā)生彎曲變形。彎曲應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在龍骨板或上甲板。1、中拱（Hogging）船體受正彎矩作用，中部的浮力大于重力，首尾部的浮力小于重力；船舶上甲板受拉，船底受壓，發(fā)生中部上拱的變形。

2、中垂（Sagging）船體受負(fù)彎矩作用，中部的浮力小于重力，首尾部的浮力大于重力；船舶上甲板受壓，船底受拉，發(fā)生中部下垂的變形。3、影響船舶拱垂變形的因素船體有效構(gòu)件的尺寸、材料及分布載荷配置船舶與波浪的相對(duì)位置關(guān)系

（1）船舶中拱，處于波浪中，波長(zhǎng)約等于船長(zhǎng)，波峰位于船中，船體中拱加劇。（2）船舶中垂，處于波浪中，波長(zhǎng)約等于船長(zhǎng)，波谷位于船中，船體中垂加劇。

（2）經(jīng)驗(yàn)法根據(jù)有關(guān)實(shí)測(cè)資料，可以近似認(rèn)為甲板剖面模數(shù)每年平均扣除腐蝕量約為0.4～0.6％?？鄢瓌t：使用年限小于5年的船舶取下限，使用年限10年以上的船舶取上限。甲板剖面模數(shù)的腐蝕修正（1）近似公式計(jì)算法

1、經(jīng)驗(yàn)法（艙容比配貨法）艙別NO.1NO.2NO.3NO.4NO.5Total貨艙容積3075411942105719396721090艙容比％14.5819.5319.9627.1218.81100Pi1955261926763636252213408調(diào)整值196262268364252上下限范圍2151175928812357294424084000327227742270（六）船舶總縱強(qiáng)度的校核方法2、靜水彎矩及靜水切力法LBP90m的船舶，通常只校核計(jì)算船中剖面上的靜水彎矩。90m<LBP150m的船舶，通常需要校核船中剖面上的靜水彎矩和波浪彎矩。LBP>150m的船舶，需要校核重要剖面的剪力和彎矩。船中剖面靜水許用彎矩MS的計(jì)算

影響MS因素：營(yíng)運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)短、LBP、B、夏季滿載時(shí)的方形系數(shù)Cb(不得小于0.6)、剖面模數(shù)Wd。船中剖面實(shí)際靜水彎矩MS′的計(jì)算

影響因素：裝載排水量

、船舶類(lèi)型、LBP、計(jì)算狀態(tài)時(shí)的方形系數(shù)Cb。船舶各剖面實(shí)際剪力和彎矩的計(jì)算公式（1）計(jì)算各剖面的重力和重力矩（2）計(jì)算各剖面的浮力和浮力矩（3）計(jì)算各剖面的實(shí)際剪力（4）計(jì)算各剖面的實(shí)際彎矩3、百分比校核法目前的裝載計(jì)算機(jī)對(duì)船舶總縱強(qiáng)度的校核多采用主要剖面的實(shí)際剪力和彎矩與該剖面的許用剪力和彎矩的比值是否超過(guò)100％來(lái)確定縱強(qiáng)度是否滿足要求。一般分港內(nèi)和海上兩種狀態(tài)校核。4、強(qiáng)度曲線圖法（1）適用條件船長(zhǎng)小于90m或者裝載均勻，不需要校核靜水切力時(shí)，可以使用該法。（2）曲線圖的構(gòu)成縱坐標(biāo)：載荷對(duì)船中力矩的絕對(duì)值之和。橫坐標(biāo)：平均型吃水。點(diǎn)劃線虛線實(shí)線點(diǎn)劃線和虛線之間：有利范圍虛線和實(shí)線之間：允許范圍實(shí)線之外：危險(xiǎn)范圍點(diǎn)劃線左上方：中拱范圍點(diǎn)劃線右下方：中垂范圍5、船舶吃水校核法（1）利用吃水判定船舶的拱垂dM¤>dM：中垂變形dM¤<dM：中拱變形dM¤

＝dM：無(wú)拱垂變形（2）利用吃水判定拱垂的變形大?。?）利用拱垂差的大小校核總縱強(qiáng)度

注意船舶處于有利和正常拱垂范圍，可以開(kāi)航；船舶處于極限拱垂范圍，只能好天氣開(kāi)航；船舶處于危險(xiǎn)拱垂范圍，不能開(kāi)航。6、百分制校核法（1）將最大靜水許用彎矩作為100；（2）將船舶各項(xiàng)重量以艙為單位除100，然后分別乘預(yù)先確定的分?jǐn)?shù)系數(shù)得到分?jǐn)?shù)值；（3）將各計(jì)算分?jǐn)?shù)值相加得到分?jǐn)?shù)值和；（4）若該分?jǐn)?shù)值和不超過(guò)100，則說(shuō)明船舶的總縱強(qiáng)度符合要求。1、不同機(jī)艙位置的普通貨船的彎矩特性曲線中機(jī)船中后機(jī)船尾機(jī)船d彎矩0中拱中垂（七）船舶布置對(duì)縱向受力影響及改善措施2、拱垂大小比較滿載狀態(tài)下三種類(lèi)型船舶所受的彎矩比較

空載狀態(tài)下三種類(lèi)型船舶所受的彎矩比較

中后機(jī)船空載狀態(tài)與滿載狀態(tài)的彎矩比較3、改善措施（1）中機(jī)船滿載狀態(tài)貨物配置：按艙容比分配貨物，在艙容允許的條件下，中區(qū)貨艙應(yīng)按裝貨重量的上限值裝，首尾貨艙按下限值裝；中途港貨物不應(yīng)過(guò)分集中于中區(qū)貨艙。油水分配及使用：油水應(yīng)自中區(qū)向首尾裝載；使用時(shí)應(yīng)自首尾向中區(qū)。正確使用位于中區(qū)的深艙和冷藏艙：不應(yīng)空艙。（2）尾機(jī)船壓載狀態(tài)壓載安排：盡量使用接近中區(qū)的壓載艙，可以使用但切忌單獨(dú)使用首尾部壓載艙。油水分配及使用：同中機(jī)船。正確使用位于中區(qū)的深艙：應(yīng)作為壓載艙使用。（3）中后機(jī)船壓載狀態(tài)同尾機(jī)船壓載狀態(tài)三、局部強(qiáng)度

（Localstrength）（一）定義船舶結(jié)構(gòu)抵抗船體發(fā)生變形或破壞的能力。船舶結(jié)構(gòu)抵抗內(nèi)外力作用的能力。（二）主要計(jì)算（校核）部位艙口蓋、上甲板、中間甲板、底艙底板、平臺(tái)。（三）局部強(qiáng)度的校核方法甲板實(shí)際負(fù)荷量甲板允許負(fù)荷量

（四）允許負(fù)荷量的表示方法均布載荷：?jiǎn)挝幻娣e允許承受的最大重量（kPa）。集中載荷：某一較小特定面積上允許承受的最大重量（kN）。車(chē)輛載荷：載車(chē)部位允許承受的以特定車(chē)輪數(shù)目為前提的車(chē)輛及所載貨物的總重量（kN）。堆積負(fù)荷：載箱部位上作用在箱底座處的集裝箱總重量（kN）。

（五）允許負(fù)荷量的確定

1、查取局部強(qiáng)度計(jì)算書(shū)

部位載荷上甲板中間甲板內(nèi)底板上甲板艙口蓋二層甲板艙口蓋均布載荷（kPa）17.1624.72~31.173.5717.26第一貨艙9.24其他貨艙34.34車(chē)輛載荷（kN）98.1kN/4個(gè)前輪68.7kN/2個(gè)前輪98.1kN/4個(gè)前輪98.1kN/2個(gè)前輪集中載荷和集裝箱載荷的允許負(fù)荷量同理可查得。中間甲板和內(nèi)底板2、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法（均布載荷Pd）上甲板（2）集中載荷：（Concentratedload）（六）實(shí)際負(fù)荷量的計(jì)算（1）均布載荷（Evendistributedload）（3）集裝箱載荷：（Containerload）（八）保證局部強(qiáng)度不受損傷的措施按船舶腐蝕程度確定允許負(fù)荷量；艙內(nèi)貨物重量分布應(yīng)均勻；裝載重大件貨物時(shí)應(yīng)