强度-复习提纲

实用标准文案附录1：复习提纲船舶结构与强度部分[主要内容]总纵强度(1)外力静水剪力和弯矩波浪(附加)剪力和弯矩—静置法对计算波浪的有关规定(2)内力总纵弯曲正应力σ1＝M/W＝Mz/I—等值梁假设，σ1的高次近似局部弯曲正应力的计算模型(边界约束条件)及公式—船底板架纵桁σ2—船底板纵骨σ3—船底外板σ4(3)强度校核总合正应力σ总合＝σ1＋σ2＋σ3＋σ4(四类纵向构件)剪应力τ(开断面弯曲剪应力计算公式)极限弯矩M＝±σWJSS(4)稳定性杆(纵桁和纵骨)—σcr的计算模型及公式板—σE的计算模型及公式，船体板的减缩系数φ(用于σ1及M的高次近似)，板的减缩面积ΔΑJ(5)上层建筑参与总纵弯曲上建与主船体的相互作用力及变形特点，组合杆理论大意强力上建与轻型上建局部强度(甲板、舷侧和底部板架，横舱壁结构)结构形式、计算载荷、板架边界条件的确定、强度校核 (许用应力)应力集中应力集中系数 k＝σmax/σo典型结构应力集中现象的分析，降低应力集中的措施[基本概念]☆总强度与局部强度☆比较强度☆静水弯矩、波浪附加弯矩和波浪弯矩☆静置法☆中拱与中垂状态☆总纵弯曲与局部弯曲☆等值梁假设☆欧拉应力和临界应力☆纵构件与横构件☆纵式与横式构架☆板的减缩系数☆带板宽度和承载宽度☆总合正应力☆许用应力 ☆极限剖面模数和极限弯矩 ☆结构计算简图 ☆柔性系数和力偶固定系数☆同向与反向弯曲 ☆上建的端点效应 ☆组合杆理论 ☆应力集中系数[典型计算]箱形船在静水中正浮时的剪力和弯矩计算整体的重力与浮力相平衡 船体的浮态及浮力分布 载荷q=w-b 剪力N,弯矩M带板宽度(弯曲或稳定)及组合剖面的弯曲要素计算(中和轴、惯性矩I和剖面模数W)(3)两端铰支压杆的σE和σcr计算以及四周自由支持单向受压板的σE计算(4)船体板(或板格)的减缩系数φ及减缩面积ΔΑ＝(1－φ)A柔的计算梁和板的弯曲正应力σ计算船体剖面的极限弯矩MJ计算精彩文档实用标准文案平台结构与强度部分[主要内容]各类平台的结构组成、主要工况(载荷)以及强度分析方法(结构模型与载荷特性)2.Airy波理论，波浪力的主要成分按F-K法计算大构件(长方形潜体)的波浪载荷按Morison公式计算小构件(直立桩柱)的波浪载荷3.锚泊系统—悬链线公式，链端刚度 与系统刚度方程，确定平台平衡位置的计算框图几种典型平台应注意的问题自升式平台环境载荷的搜索桩腿的总体与局部的强度和稳定(着底)半潜式平台设计波法与设计谱法惯性平衡计算原理(3) 导管架平台 等效桩与桩顶刚度阵运输、下水和吊装过程的受力分析5.节点静强度(SCF法与冲剪应力法 )，疲劳分析中的 S-N曲线与线性累积损伤准则[基本概念]☆环境载荷☆工作载荷与施工载荷☆大尺度构件与小尺度构件☆拖曳系数与惯性系数☆锚泊系统☆链端刚度☆环境载荷搜索☆设计工况☆设计波法与设计谱法☆桩元与桩顶刚度阵☆冲剪破坏☆S-N曲线☆累积损伤率[典型计算] 标记符号 者精彩文档实用标准文案附录2：船舶与海洋工程结构物强度 练习题答案或提示2.(2) 可按负面积法计算图形的静矩。b=5T/m，Nmax=±30Tf，Mmax=-150Tf-m。b=10kN/m，Nmax=±50kN，Mmax=-125kN-m。5.(1)bS=200kN/m，N=±3000kN，M=-37500kN-m。SmaxSmax(2)波面方程：yw05.hcos(2x)，若原点取在船艉。波浪附加弯矩max=±1194kN，maxNM=19000kN-m。船舯合成弯矩M舯=(-37500＋19000)kN-m=-18500kN-m。(1)平均吃水d=5.0833m，纵倾角α=0.005rad=0.286o。若原点取在船艉，则q(x)=6－0.09x，Tf/m，(0x100m)N(x)=1.5(100－x)(1－0.03x)，TfM(x)=1.5x(100－x)2，Tf-mMmax=2222Tf-m(距艉L/3处)。7.b=0.75qo，P=0.25qoL，Mmax=qoL2/24(距艉L/3处)。8.(1)由M161PL321q0L2，得q032ML25(kN/m)浮力集度b21q025.(kN/m)Nmax81q0L25(kN)，Mmax321q0L2250(kN-m)9.(1)由正浮和尾部14L区域NM0条件，列出PaQ3L8PQQP3Q150kN，aL85mLL4(2)q浮Q5kNm，Nmax23Q75kN，Mmax329QL5625.kN.mL410.σa=M/W，σ=-0.25M/W，σc=-0.75M/W。b11.中和轴距基线e3Hm，或距甲板(He)32.m72.4IM(He)2m4，WminM0.625m31a1a12.2，B'=4(f2－f12-m，实际的A'=A=5000cm)d=-100cmC'=I＋4(f2－f1)[(H－e)2－(H－e－d)2]=29250cm2-m2，甲板剖面模数d22W'=(29248/5.02)cm-m=5826cm-m。13.I=30000cm2-m2，e=-0.5m，板①的实际总弯曲正应力σ'1=σ1/3=2.1kN/cm2。15.be=16.5cm，i=285.5cm4。若按A=f+bt，则σE=88.10kN/cm2；e，则σE=135.2kN/cm2。若按A=f+bt16.腹板σE=3200kgf/cm222，面板σE=59733kgf/cm2=320N/mm=32kN/cm。17.由κ12=0.35，查图得μ=3.28。又σ0=π2Ei/a22，=0及κA=130.8kN/cm(1)令σcr=σs，查图得σE=2.5σsφ=0.4，λ=0.67。由λ=0.67及k=5，查图得χj(λ)=0.12。横梁的必需惯性矩I=(π/μ)4(B1/a)3(B1/b)iφχj(λ)=1690cm4。(2)令λ=1，由σE=σ0=130.8kN/cm2及σs=35kN/cm2查图得σcr=1.0σsφ=0.268。由λ=1及k=5，查图得χj(λ)=0.364。横梁的临界惯性矩Icr=(π/μ)41/a)31j(λ)=3440cm4(B(B/b)iφχ。18.(1)板①的折减系数φ=0.8。(2)板①应减缩掉的面积A=14.4cm2。精彩文档实用标准文案19.(1)按1(z)线性分布，可得127(1b1c)1c100Nmm2(2)E180Nmm2，108.；E2142Nmm2，21(3)A柔12AA1(11)A柔2206.21063cm，126.cm11220. σ1a=80N/mm，σa=σ1a，跨中剖面处：σb=-35N/mm2，σc=-65N/mm2；舱壁剖面处：σb=-50N/mm2，σc=-50N/mm2。21.(1)龙骨剖面惯性矩I=52.90cm2-m2，总载荷Q=524.1kN；纵骨剖面惯性矩I=610cm4，总载荷Q=25.63kN2上甲板a：σ总合=σ1a=8kN/cm内底板中面b：σ总合=(-4＋1.393)kN/cm2=-2.607kN/cm2外底板中面c：σ总合=(-6－1.393)kN/cm2=-7.393kN/cm2外底板中面纵骨下缘(跨中)d：σ总合=(-6－1.393－0.746)kN/cm2外底板中面纵骨下缘(支座)e：σ总合=(-6－1.393＋1.492)kN/cm2舱中处——内底板中面b'：σ总合=(-4－2.786)kN/cm2=-6.786kN/cm2外底板中面c'：σ总合=(-6＋2.786)kN/cm2=-3.214kN/cm2

=-8.139kN/cm=-5.901kN/cm

22外底板中面纵骨下缘(跨中)d'：σ总合=(-6＋2.786－0.746)kN/cm外底板中面纵骨下缘(支座)e'：σ总合=(-6＋2.786＋1.492)kN/cm利用比例法计算如下：由σ1M及M垂/M拱=-1.1

22

=-3.960kN/cm=-1.722kN/cm

221a=-8.8kN/cm2，σ1b=σ1b‘=4.4kN/cm2，1c=σ1d=σ1e=σ1c‘=σ1d’=σ1e‘=6.6kN/cm2。由σ2 (q-p)及(q垂-p)/(q 拱-p)=-0.03482b=-0.0485kN/cm2，σ2c=σ2d=σ2e=0.0485kN/cm2。2b’=0.0971kN/cm2，σ2c’=σ2d’=σ2e’=-0.0971kN/cm2。由σ3 q及q垂/q拱=0.1543d=σ3d‘=0.2291kN/cm2。3e=σ3e‘=-0.1146kN/cm2。22. 各点总合正应力：σ a=-3，σb=-7.5 ，σc=-1，σd=-9.5，σe=8.5(kN/cm2)。23.(1) 内底板减缩系数φ =0.6。中拱极限弯矩Mj=σsWS=0.19010σsFH。24.(1)中和轴距甲板zaH32.m12H，11b1aIMza20000cm2.m2，WminM6250cm2.m1a1a(2)E180Nmm2，Es0.75，A(1)A柔15cm2中和轴移动Aza0012.m（负号表示下移）FAI(IAza2)2(FA)19846cm2.m2，WI(za)6179cm2.m精彩文档实用标准文案25.(1)E180Nmm2，Es0.75A柔12，ⅠⅠ2(2)220006.60F(1)A15cm(3)(zmax)Ⅰza.IⅠ(zmax)Ⅰ229m，WⅠ6621cm.m中和轴移动FⅠza0.011m，(zmax)Ⅱ(zmax)Ⅰ2911.m，FⅠFⅠIⅡ (IWⅡ IMJ

ⅠFⅠza2)2(FⅠFⅠ)19073cm2.m2，Ⅱ(zmax)Ⅱcm2.m，WⅡWⅠ0.990.9，故取WsⅡ6552WsWs157250kN.m26.(1)应用三弯矩方程（转角连续方程Ml0ql3MlMl），可导出；3EI024EI3EI6EIM121ql2121ql2；又M固121ql2；故M112Il0M固12EIl3I0l12EIl(2)若I0I或l0l，则1（刚性固定端）27.f(z)=1/2ρCDD(uoz/h)2123h。合力F=/6ρCDDhuo，力线距底部高d=/428.经坐标变换，入射波压力p21gHcosh(kz)cos[k(xcosysin)t]cosh(kd)水平绕射力的大小为FHCHFFKCHgHsinh(kh)4sin(21klcos)sin(21kbsin)tcosh(kd)k2sin2sin，其方向与x轴夹角为,即与入射波方向一致。29.(1)FH(1)CHFFK(1)xaCHgHsinh(kb)[asinka]sintb0xakcosh(kh)FHa(1) CHFHa(1) FHa(2)(2) 令cos(a

gHsinh(kb)asinka，FHa(2)CHgHsinh(kb)2a