船舶强度课程设计 (1)

1、船舶强度与结构设计课程设计大连理工大学船舶与海洋工程船舶强度与结构设计课程设计课程名称：船舶强度与结构设计院 （系）：运载工程与力学学部专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 运船0803班 学 号： 200871143 学生姓名： 刘鹏飞 2011 年 12 月 12 日第一篇 船舶剪力和弯矩计算一、 主要数据船舶计算长度（两柱间长） L=115.50m船宽 B=19.50m海水比重 =1.025tf/m二、 参考资料1. 全船重量分布汇总表2. 静水力曲线图3. 邦戎曲线图三、 计算状态本计算中仅取满载到港状态进行计算排水量 =12289.07t重心纵坐标 xg=-3.901m由静水力曲线图查

2、出下列各数值平均吃水 dm=8.01m浮心纵坐标 xb=-0.13m漂心纵坐标 xf=-3.74m水线面积 A=1785.37m纵稳心半径 R=121.88m四、 波型和波浪参数选择 波长 = L=115.50m 波高 h=6m由坦谷波垂向坐标值采用余弦级数展开式计算式中， r 半波高，r=h/2=3m各理论站从坦谷波面到波轴线垂向坐标值经计算列入下表中垂站号1098765432101011121314151617181920x/0.50.550.60.650.70.750.80.850.90.951yB-3.0000 -2.8086 -2.2622 -1.4491 -0.4914 0.482

3、2 1.3631 2.0783 2.5924 2.8980 3.0000 中拱站号0123456789102019181716151413121110注：表中yB值由波轴线向下为正，向上为负值。五、 满载到港状态的弯矩和剪力的计算1. 船舶纵倾调整1) 船舶在静水中平衡位置的确定第一次近似：首吃水：df1=dm+xg-xbRL2-xf=8.01+-3.901+0.13121.88115.52+3.74=6.1075m尾吃水：da1=dm-xg-xbRL2+xf=8.01-3.901+0.13121.88115.52-3.74=9.6811m排水体积：V=/=12289.07/1.025=119

4、89.34m第二次近似：首吃水：df2=df1+V-V1A+xg-xbRL2-xf=6.1075+11989.34-116411785.37+-3.901+0.13121.88115.52+3.74=6.3098m尾吃水：da2=da1+V-V1A-xg-xbRL2+xf=6.1075+11989.34-116411785.37-3.901+0.13121.88115.52-3.74=9.8695mV-V2V=11989.34-1198611989.34=0.0269%0.05% xg-xb2L=-3.901+3.93115.5=0.0279%s梁顶板155000.537.512.3461.2

5、55673.4 0.00 7.648 811 s梁底板155000.537.510.2382.53901.5 0.00 5.548 588 s梁加强筋8160112.811.6148.481722.4 0.00 6.948 736 2100梁加强筋8160112.810.9139.521520.8 0.00 6.248 662 2100围板面板1330013912.3479.75900.3 0.00 7.648 811 1577围板加强筋8160112.811.6148.481722.4 0.00 6.948 736 2100围板加强筋8160112.810.9139.521520.8 0.0

6、0 6.248 662 2100舱口围板210018137811.254252.547840.6 138.92 6.598 699 s上甲板281500142010.2428443696.8 0.03 5.548 588 s舷侧外板29002818128.75710562168.8 569.08 4.098 434 s舷侧内板29001514358.753806.2533304.7 304.86 4.098 434 s二层甲板9150011357.3985.57194.2 0.00 2.648 281 450甲板纵骨3002517510.05753.757575.2 0.56 5.398 57

7、2 s舷侧加强筋202002809.4757587182.1 0.00 4.823 511 s舷侧加强筋8160225.68.025205.441648.7 0.00 3.373 357 2100舷侧加强筋8160225.68.752241960.0 0.00 4.098 434 2100纵舱壁3400812725.61523.28529.9 262.03 0.948 100 250纵舱壁2400912162.7583.21574.6 103.68 -1.952 -207 347舷侧板34001515105.6285615993.6 491.30 0.948 100 880舷侧板2400151

8、3602.79722624.4 172.80 -1.952 -207 964舷侧平台8150011203.94681825.2 0.00 -0.752 -80 356内底板12150011801.5270405.0 0.00 -3.152 -334 800舭龙骨5100150.753.752.8 0.00 -3.902 -414 2100舭列75168.75126.6 0.00 -3.902 -414 s外底5000.0 0.02 -4.652 -493 1901内底板1182501907.51.51361.252041.9 0.01 -3.

9、152 -334 1022外底纵骨2401092160.1225.923.1 0.12 -4.532 -480 1458内底纵骨2201091981.39275.22382.6 0.09 -3.262 -346 1736旁桁75405303.8 33.75 -3.902 -414 s中桁材1500120.5900.7567.550.6 33.75 -3.902 -414 s工字梁翼板25015137.56.432241.21551.4 0.20 1.780 189 s工字梁腹板500200.5506.432321.62068.5 2.08 1.780 189 s803

10、0.937360.23314112.57 2. 欧拉应力计算1) 板的欧拉应力计算a) 纵骨架式板格（四边自由支持）欧拉应力计算（详见下表）：构件名称短边b,cm板厚t,cm(100t/b)E梁侧板701.54.592 3673 舱口围板701.86.612 5290 上甲板752.813.938 11150 舷侧外板72.52.814.916 11932 舷侧内板72.51.54.281 3424 舭列板751.54.000 3200 外底板97.31.52.377 1901 外底板88.71.52.860 2288 外底板891.52.841 2272 内底板97.31.11.278 10

11、22 内底板88.71.11.538 1230 内底板891.11.528 1222 b) 横骨架式板格（四边自由支持）欧拉应力计算（详见下表）：构件名称短边s,cm长边b,cm板厚t,cm100t/s(1+s/b)E二层甲板751500.92.250 450 纵舱壁753400.81.251 250 纵舱壁752400.91.735 347 舷侧板753401.54.399 880 舷侧板752401.54.819 964 舷侧平台751500.81.778 356 内底板751501.24.000 800 2) 纵桁局部稳定性计算a) 自由翼板（面板三边自由支持一边完全自由）欧拉应力计算（

12、详见下表）：构件名称长边a,cm短边b,cm板厚t,cm(100t/b)E梁加强筋75160.8252100 梁加强筋75160.8252100 围板面板75301.318.78 1577 围板加强筋75160.8252100 围板加强筋75160.8252100 甲板纵骨75302.569.44 5833 舷侧加强筋752021008400 舷侧加强筋75160.8252100 舷侧加强筋75160.8252100 舭龙骨75100.5252100 外底纵骨7524117.36 1458 内底纵骨7522120.66 1736 工字梁翼板75251.536 3024 b) 纵桁腹板（四边自由

13、支持）欧拉应力计算（详见下表）：构件名称长边a,cm短边b,cm板厚t,cm(100t/b)E梁顶板75501.597200梁底板75501.597200旁桁材75151.26451200中桁材75151.26451200工字梁腹板755021612800由计算结果可知，在中拱状态下，该船舶总纵弯曲压应力都比欧拉应力小，所以这些板架均不需要做折减计算，即第一次近似计算结果满足要求。三、 船体总纵弯曲剪应力计算本次计算中所用剖面的S/I值代替最大剪应力作用区的S/I值。故可利用总纵弯曲正应力第一次近似计算表中的构件尺寸及其距中和轴的距离计算剪应力计算公式中的静矩S值。1. 静矩S值计算（详见下表

14、）：构件名称构件剖面面积Ai,cm至中和轴距离Zi,m对中和轴静矩cmm舱口围板面板397.648298.272梁顶板37.57.648286.8梁加强筋12.86.94888.9344梁侧板3156.5982078.37梁加强筋12.86.24879.9744围板加强筋12.86.94888.9344围板加强筋12.86.24879.9744舱口围板3786.5982494.044上甲板4205.5482330.16梁底板37.55.548208.05甲板纵骨755.398404.85舷侧加强筋804.823385.84舷侧外板8124.0983327.576舷侧内板4354.0981782

15、.63舷侧加强筋25.64.098104.9088舷侧加强筋25.63.37386.3488二层甲板1352.648357.4814483.15工字梁翼板37.51.7866.75工字梁腹板501.7889纵舱壁2720.948257.856舷侧板5100.948483.4815380.232. 最大剪应力计算（详见下表）：构件名称剪力N剖面惯性矩J计算厚度t静矩S剪应力=NS/Jt许用应力=0.35stfcmmcmcmmkgf/cmkgf/cm舷侧板1220.025280621.06941.515380.2344.58 822.5纵舱壁1220.025280621.06940.815380.2383.58 822.5二层甲板1220.025280621.06940.914483.1569.96 822.5舷侧平台1220.025280621.06940.815380.2383.58 822.53. 舷侧外板剪切稳