船舶管理精彩课件

1、武汉交通职业学院武汉交通职业学院船舶管理（轮机）船舶管理（轮机）授课老师：师光飞授课老师：师光飞 一、船体强度的基本概念（掌握） 第二节第二节 船体结构与强度船体结构与强度 第一章第一章 船舶结构与适航性控制船舶结构与适航性控制说明：红色字体为考证题库考题，斜体字内容为趣味及注释添加内容。 三、船舶主要部位的结构（掌握） 二、船体结构、构件（掌握）教学目标教学目标本节内容大部分为了解内容，本课件紧扣考试大纲，将重点与考点相结合，使学生掌握重要知识点，达到适任考证标准。 船体强度：是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。船体强度船体强度纵向强度纵向强度局部强度局部

2、强度扭转强度扭转强度横向强度横向强度 船体强度的分类： 1 1）纵向强度（总纵强度）纵向强度（总纵强度) )的定义的定义所谓剪力（Shear Force）就是：作用于同一物体上的两个距离很近（但不为零），大小相等，方向相反的平行力。 例如剪刀去剪一物体时，物体所受到两剪刀口的作用力就是剪力。 船体结构抵抗总纵弯曲力矩和剪力作用的能力称为船体总船体结构抵抗总纵弯曲力矩和剪力作用的能力称为船体总纵弯曲强度，简称纵弯曲强度，简称纵向强度纵向强度。 由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船体上向由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船体上向上和向下的负荷上和向下的负荷(单位船长上重力和浮力的差值单位船

3、长上重力和浮力的差值)，将会产，将会产生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用，这种内部之间的相互作用力称为，这种内部之间的相互作用力称为内力内力。 内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内力，称为力，称为剪力剪力；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称为为弯曲力矩弯曲力矩。 纵向强度（总纵强度纵向强度（总纵强度) )定义的解释定义的解释： 作用在船

4、体上有各种各样力，例如船舶重力、浮力、作用在船体上有各种各样力，例如船舶重力、浮力、惯性力、波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运惯性力、波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运转时的振动力、船舶靠码头和装卸货物时的碰撞力、船舶转时的振动力、船舶靠码头和装卸货物时的碰撞力、船舶触礁、搁浅以及进坞时墩木的碰撞力或反作用力等等。在触礁、搁浅以及进坞时墩木的碰撞力或反作用力等等。在这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种变形变形或或破坏破坏。 其中对船体最危险的是由于船舶重力和浮力引起的沿着整个船长方向上发生的总纵弯曲变形和破坏。 引起船体结构发生纵向弯

5、曲变形的原因，主要是由于沿船长方向每一点上的重力和浮力分布不均匀造成的。 船体受到最大总纵弯曲强度的部位在船中。 船体总纵弯曲变形的形式有中拱和中垂两种。 一般船舶的中拱中垂引起的扰度不得大于船长的1/1000. 浮力浮力的大小和分布的大小和分布: :当船舶在海上遇到当船舶在海上遇到标准波标准波：波的形状为：波的形状为坦谷波，坦谷波，即波峰较陡而波谷平坦即波峰较陡而波谷平坦，且波长，且波长等于船长等于船长L L，波高，波高H H等于波长等于波长的的1 120( L120m20( L120m时时) )或波高等于或波高等于30+2m(L30+2m(L120m120m时时) )，船与波的相对位置是波

6、峰位于船中或波谷位于船船与波的相对位置是波峰位于船中或波谷位于船中时，船舶所受到的浮力分布对船体总纵弯曲强度是最为不中时，船舶所受到的浮力分布对船体总纵弯曲强度是最为不利的。利的。 重力重力的大小和分布的大小和分布: : 主要决定于船舶的主要决定于船舶的装载状态装载状态。在载重分。在载重分布合理的情况下，船舶满载出港、满载到港、压载出港、压布合理的情况下，船舶满载出港、满载到港、压载出港、压载到港，船舶重力的分布对船体总纵弯曲强度都是不利的分载到港，船舶重力的分布对船体总纵弯曲强度都是不利的分布。布。如果遇到标准波，则作用在船体上的弯曲力矩和剪力有如果遇到标准波，则作用在船体上的弯曲力矩和剪力

7、有可能达到最大值。可能达到最大值。1）横向强度的定义）横向强度的定义横向强度是指船体抵抗横向作用力的能力。横向强度是指船体抵抗横向作用力的能力。 横向变形 横向作用力：横向作用力：水的侧压力、横浪引起的横摇水的侧压力、横浪引起的横摇肋骨歪斜。肋骨歪斜。 定义：定义：扭转强度是指整个船体结构抵抗扭转变形和破坏的扭转强度是指整个船体结构抵抗扭转变形和破坏的能力。能力。 当船舶斜置于波浪中，或首尾货舱内的货物堆放在不同的当船舶斜置于波浪中，或首尾货舱内的货物堆放在不同的舷侧一边时，以及由于其它原因产生的首尾左右不对称的舷侧一边时，以及由于其它原因产生的首尾左右不对称的作用力，都会使船舶所受到的作用力

8、，都会使船舶所受到的重力和浮力不能对称且均匀重力和浮力不能对称且均匀地分布地分布，于是会产生扭转力矩，使船体发生扭曲变形，于是会产生扭转力矩，使船体发生扭曲变形. .扭转变形 1) 船体结构构件： 指船体结构中的每一个加工单元，如一块钢板、一根角钢都指船体结构中的每一个加工单元，如一块钢板、一根角钢都是一个构件。是一个构件。 2) 结构构件分类： （1 1）按其用途可分为）按其用途可分为主要构件主要构件和和次要构件次要构件； （2 2）按其在船体结构中所承担的不同强度作用可分为）按其在船体结构中所承担的不同强度作用可分为纵向纵向构件构件和和横向构件横向构件。 1) 1)主要构件：主要构件：船体

9、的主要支撑构件称为主要构件，如强肋骨船体的主要支撑构件称为主要构件，如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。桁材等。 2) 2)次要构件：次要构件：一般是指板的扶强构件，如肋骨、纵骨、横梁一般是指板的扶强构件，如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等。、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等。 3 3）纵向构件：）纵向构件：在船体结构中，承担总纵弯曲强度的构件称在船体结构中，承担总纵弯曲强度的构件称为纵向构件，有：甲板纵桁、甲板纵骨、舷侧纵桁、舷侧纵为纵向构件，有：甲板纵桁、甲板纵骨、舷侧纵桁、舷侧纵骨、船底纵桁、船

10、底纵骨、中内龙骨、旁内龙骨、甲板、内骨、船底纵桁、船底纵骨、中内龙骨、旁内龙骨、甲板、内底板、纵向舱壁、船体外板等。底板、纵向舱壁、船体外板等。 4 4）横向构件：）横向构件：在船体结构中承担横向强度的构件称为横向在船体结构中承担横向强度的构件称为横向构件，有：横梁、强横梁、肋骨、肋板、梁肘板、舭肘板、构件，有：横梁、强横梁、肋骨、肋板、梁肘板、舭肘板、横舱壁等。横舱壁等。 船舶的组成：由主船体、上层建筑和许多其他各种设备所组由主船体、上层建筑和许多其他各种设备所组成。成。 船体（主船体）：是指上甲板以下包括船底、舷侧、甲板、是指上甲板以下包括船底、舷侧、甲板、舱壁和首尾等结构所组成的水密空心

11、结构。这些结构全部由舱壁和首尾等结构所组成的水密空心结构。这些结构全部由板材和骨架组成。板材和骨架组成。 船体结构形式分类船体结构形式分类（按结构中骨架的排列方式分类）按结构中骨架的排列方式分类）a，横骨架式船体结构，横骨架式船体结构b，纵骨架式船体结构，纵骨架式船体结构 c, ,混合骨架式船体结构混合骨架式船体结构 主船体中的横向构件主船体中的横向构件排列密尺寸小，纵向排列密尺寸小，纵向构件排列间距大尺寸构件排列间距大尺寸大。大。结构简单、建造结构简单、建造容易。容易。 总纵强度主要由外板总纵强度主要由外板、内底板、甲板板及、内底板、甲板板及纵向构件保证。纵向构件保证。 主要用于对总纵强度主

12、要用于对总纵强度要求不高的沿海中小要求不高的沿海中小型船和内河船。型船和内河船。 主船体中的纵向构主船体中的纵向构件排列密尺寸小，件排列密尺寸小，横向构件排列间距横向构件排列间距大尺寸大。大尺寸大。 由于纵向构件的增由于纵向构件的增多大提高了船体的多大提高了船体的总纵强度总纵强度( (总纵强度总纵强度好好) )，可选用较薄的，可选用较薄的 板材，使船舶自重板材，使船舶自重减轻。减轻。 该结构常见于大型该结构常见于大型油船和矿砂船。油船和矿砂船。具体活动日程安排具体活动日程安排 通常通常船中部位的强力甲板船中部位的强力甲板和船底结构因所受的总纵和船底结构因所受的总纵弯矩大，采用纵骨架式弯矩大，采

13、用纵骨架式。下甲板、舷侧及受总纵弯下甲板、舷侧及受总纵弯矩较小，施工不便和波浪矩较小，施工不便和波浪冲击力较大的冲击力较大的首、尾部采首、尾部采用横骨架式结构用横骨架式结构。 右图船底和上甲板采用了右图船底和上甲板采用了纵骨架式，二层甲板和舷纵骨架式，二层甲板和舷侧采用了横骨架式结构。侧采用了横骨架式结构。 该骨架结构型式主要应用该骨架结构型式主要应用于于大中型干货船大中型干货船。1）船体外板）船体外板2) 2)外板编号外板编号 船壳外板的名称船壳外板的名称：船壳外板、边接缝、端接缝、列板、船底板：船壳外板、边接缝、端接缝、列板、船底板、平板龙骨、舭部，该处的列板称为舭列板、舷侧列板、舷、平板

14、龙骨、舭部，该处的列板称为舭列板、舷侧列板、舷顶列板。顶列板。 3)3)外板厚度分布外板厚度分布 外板厚度分布的原则是根据外板厚度分布的原则是根据船体总纵弯曲强度船体总纵弯曲强度要求，要求，按总纵弯曲力矩沿船长方向的分布和总纵弯曲应力沿按总纵弯曲力矩沿船长方向的分布和总纵弯曲应力沿船深方向的分布规律来确定，对于个别受力较大的部船深方向的分布规律来确定，对于个别受力较大的部位和外板开口，则采用局部加强和相应的规定位和外板开口，则采用局部加强和相应的规定. .4) 4)甲板板的作用甲板板的作用 甲板板甲板板是船体甲板结构的组成部分。其作用是保证顶是船体甲板结构的组成部分。其作用是保证顶部水密、遮蔽

15、下面空间、保证船体总纵强度和横向强度。部水密、遮蔽下面空间、保证船体总纵强度和横向强度。 在船体总纵弯曲变形时承担最大抵抗力的甲板称为在船体总纵弯曲变形时承担最大抵抗力的甲板称为强强力甲板力甲板。一般船舶的上层连续甲板均为强力甲板。一般船舶的上层连续甲板均为强力甲板。 5) 5)甲板板的厚度分布甲板板的厚度分布 甲板板的厚度分布和排列 船底结构船底结构是保证船体总纵强度、横向强度和船底局部强度是保证船体总纵强度、横向强度和船底局部强度的重要结构。作用于船底上的外力有：水压力、机械设备的重要结构。作用于船底上的外力有：水压力、机械设备和货物的负载、总纵弯曲引起的拉伸力和压缩力，进坞坐和货物的负载

16、、总纵弯曲引起的拉伸力和压缩力，进坞坐墩时墩木的反力、机械设备运转时的振动力等。墩时墩木的反力、机械设备运转时的振动力等。 船底结构主要有船底结构主要有双层底结构双层底结构和和单层底结构单层底结构两种类型。两种类型。 是由船底板、内底板、内底边板、舭列板及其骨架组成是由船底板、内底板、内底边板、舭列板及其骨架组成的底部空间。的底部空间。船舶应尽可能在首防撞舱壁至尾尖舱舱壁船舶应尽可能在首防撞舱壁至尾尖舱舱壁间设置双层底间设置双层底。当船长当船长L L76m76m时，应在船中部设置双层时，应在船中部设置双层底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能接近该底，并应延伸至防撞舱壁及尾尖舱舱壁或尽可能

17、接近该处处。双层底内的油舱与锅炉给水舱、食用水舱之间，应设有双层底内的油舱与锅炉给水舱、食用水舱之间，应设有隔离空舱隔离空舱。 (1)(1)双层底结构双层底结构双层底结构图示双层底结构图示1.1 1.1 双层底的作用双层底的作用承受舱内承受舱内货物和机械设货物和机械设备的负载备的负载提高船体提高船体 的抗泄漏能力的抗泄漏能力提高船提高船 舶的抗沉性舶的抗沉性用作压载舱用作压载舱用作油用作油水舱装载燃水舱装载燃油、润滑油油、润滑油和淡水和淡水增加船增加船体的局部强度体的局部强度双层底双层底 按骨架形式的不同按骨架形式的不同分分纵骨架式纵骨架式和和横骨横骨架式架式两种。两种。 在船中在船中0.4L

18、0.4L区域区域内内的船底板厚度不得的船底板厚度不得小于端部船底板厚小于端部船底板厚度，并逐渐向端部度，并逐渐向端部船底板厚度过度。船底板厚度过度。1.2 1.2 双层底的组成双层底的组成 单层底结构主要用于小型船舶、老式油船及内河船舶单层底结构主要用于小型船舶、老式油船及内河船舶。结构。结构简单，施工方便，但抗沉性和防泄漏能力差。主要简单，施工方便，但抗沉性和防泄漏能力差。主要构件有中构件有中内龙骨、旁内龙骨、船底纵骨、肋板及舭肘板等内龙骨、旁内龙骨、船底纵骨、肋板及舭肘板等。(2)(2)单层底结构单层底结构具体活动日程安排具体活动日程安排 舷侧结构舷侧结构是保证船体的是保证船体的纵向强度、

19、横向强度，纵向强度、横向强度，保持船体几何形状和侧保持船体几何形状和侧壁水密的重要结构壁水密的重要结构。 舷侧结构有舷侧结构有横骨架式横骨架式和和纵骨架式纵骨架式两大类，主要两大类，主要组成部分有：舷侧外板组成部分有：舷侧外板、肋骨、强肋骨、舷侧、肋骨、强肋骨、舷侧纵桁、舷侧纵骨及舷边纵桁、舷侧纵骨及舷边等。等。 厚度分布特点是厚度分布特点是船中部船中部较厚，向两端渐薄。较厚，向两端渐薄。 （1)1)分隔舱室，满足不同用途；分隔舱室，满足不同用途； （2)2)横舱壁是保证船体横舱壁是保证船体横向强度和刚性的重要构件横向强度和刚性的重要构件，其中，其中水密水密横舱壁是保证船舶抗沉性能的重要结构；横舱壁是保证船舶抗沉性能的重要结构； （3)3)纵舱壁可减少自纵舱壁可减少自由液面对船舶稳性的影由液面对船舶稳性的影响响，较长的纵舱壁还可，较长的纵舱壁还可增强船舶的总纵强度；增强船舶的总纵强度； （4)4)采用防火结构的采用防火结构的舱壁，可在一定时间内舱壁，可在一定时间内防止火灾蔓延。防止火灾蔓延。 1) 1)艏端形状艏端形状 直立型首：直立型首： 前倾型首：前倾型首： 飞剪型艏：飞剪型艏：设计水线以上呈凹形曲线，有较大的首楼甲板设计水线以上呈凹形曲线，有较大的