船舶强度核算-校核船舶纵向强度

校核船舶纵向强度任务一：保证满足船舶的强度条件船体强度：Strengthofship。船体结构在规定外力作用下具有抵抗发生极度变形和损坏的能力。船体强度的分类：总强度：纵向强度、扭转强度、横向强度局部强度船舶纵向强度一、船体纵向结构的受力分析纵向强度(Longitudinalstrengthofship)船体结构所具有的抵御因重力和浮力沿纵向分布不一致而造成的极度变形或损坏的能力。一、船体纵向强度条件概述1．船体受力及其分布：如图

1．船体受力及其分布1）重力沿纵向的分布：重力分布密度函数p（x），→重力分布密度曲线2）浮力沿纵向的分布：浮力分布密度函数b（x），→浮力分布密度曲线3）垂向合外力沿纵向的分布：负荷：单位船长上浮力和重力的差值。

f（x）=p(x)–b(x)

重力大于浮力，f（x）为（+）；浮力大于重力，f（x）为（-）。一、船体纵向强度条件概述2．横剖面上的切力和弯矩1）切力及其分布曲线：如图2．横剖面上的切力和弯矩切力：Shearforce。通过船体剖面上的连接构件传递的内力。2．横剖面上的切力和弯矩切力分布函数SF（x），→切力分布曲线重力大于浮力，SF（x）为（+）；浮力大于重力，SF（x）为（-）。切力绝对值的最大值一般出现在距船舶首尾¼船长处。2）弯矩及其分布曲线：如图所示2．横剖面上的切力和弯矩弯矩：Bendingmoment通过船体剖面上的连接构件之间传递的力矩:重力力矩大于浮力力矩时：BM（x）为（+）；反之BM（x）为（-）。弯矩绝对值的最大值一般出现在船中处。剪力与弯矩实例一、船体纵向强度条件概述3．波浪切力与波浪弯矩波浪切力（SFw）：船舶在波浪中剖面所受的切力与同样装载状态下在静水中的切力的差值。波浪弯矩（BMw）：船舶在波浪中剖面所受的弯矩与同样装载状态下在静水中的弯矩的差值。SFw及BMw的计算方法见有关规范。一、船体纵向强度条件概述4．剪切变形与弯曲变形：1）剪切变形：船体受到切力作用使其构件产生垂向位移的变形。剪切应力：船体构件单位横剖面面积上所受到的切力。某一横剖面上剪切应力的最大值出现在中和平面处。4．剪切变形与弯曲变形2）弯曲变形：船体受到弯矩作用使其纵向构件产生的弯曲变形。弯曲应力：船体构件单位横剖面面积上所受到的弯矩。某一横剖面上弯曲应力的最大值出现在龙骨板或上甲板。剪切变形与弯曲变形4．剪切变形与弯曲变形3)拱垂变形：船体发生的总纵弯曲变形。中拱变形：Hogging

当船舶首尾部重力大于浮力而中部浮力大于重力时的船体弯曲变形。此时甲板受拉，船底受压。当波峰在船中时，中拱变形最大。4．剪切变形与弯曲变形中垂变形：Sagging

当船舶中部重力大于浮力而首尾部浮力大于重力时的船体弯曲变形。此时甲板受压，船底受拉。当波谷在船中时，中垂变形最大。中拱与中垂船舶纵向强度二、船体纵向强度的校核：（一）校核原理1．许用切力和许用弯矩：船体的总纵强度在我国按照《钢质海船入级与建造规范》的规定进行校核。设计部门提供各个横剖面上正负二个方向的最大允许静水切力和静水弯矩。船舶纵向强度二、船体纵向强度的校核：（一）校核原理1．许用切力和许用弯矩：1）船中允许静水弯矩：L<90m2）港内（静水）和海上（波浪）船中允许弯矩：L<150m2）重要剖面允许切力和弯矩：L>150m腐蚀量0.4～0.6%。<5年，取小值，>10年取大值。船舶纵向强度二、船体纵向强度的校核：（一）校核原理

2．船舶实际装载状态时的切力和弯矩：1）重力和重力矩计算2）浮力和浮力矩计算2）波浪弯矩计算船舶纵向强度二、船体纵向强度的校核：（一）校核原理

3．船体纵向强度的校核：1）计算有关剖面处实际剪力和弯矩；2）查取或计算有关剖面处许用剪力和弯矩；2）对比。二、船体纵向强度的校核方法（二）船体纵向强度的简便校核1．强度曲线图校核法1）强度曲线图简介：1989年以前的规范使用条件：一般干货船；L＜90m或者均匀装载，且可不校核静水切力。强度曲线图纵坐标∑︱PiXi︱为总载重量的各个组成部分对船中所取的力矩的绝对值之和。横坐标为平均型吃水。2）强度曲线图

的使用二、船体纵向强度的校核方法4．强度曲线图及其数值表3）载荷弯矩许用力矩表及其使用5.船舶总强度电算校核方法百分比校核方法静水切力：

静水弯矩：

扭矩

RSFi，RBMi，RTMi<=100%二、船体纵向强度的校核方法2．船舶总纵弯曲变形的判断拱垂值：δ=|dж-dm|(m)正常的拱垂变形范围应不超过Lbp/1200(m)极限的拱垂变形值为Lbp/800(m)危险的拱垂值为Lbp/600(m)根据实船吃水判断δ的范围船舶强度状况结果δ＜Lbp/1200有利范围可以开航Lbp/1200≤δ＜Lbp/800正常范围可以开航Lbp/800≤δ＜Lbp/600极限范围只允许在好天气时开航δ≥Lbp/600危险值不能开航8．根据开档差值判断

(Crankshaftdeflection)开档差范围船舶强度状况开档差＜1/10000有利范围开档差=1/10000～2/10000正常范围开档差＞2/10000危险范围

开档差=开档值/汽缸冲程

三、船舶总体布置对总纵弯曲变形的影响1.中机船中机船的机舱位于中部。在满载时,因机舱的重量相对较轻而出现较大的中拱变形。而在空船压载航行时,则可能出现轻微的中垂或中拱变形。应特别注意减缓满载状态的中拱变形。措施:(1)货物配置:舱容条件允许时,中部货舱适当多装货(上限),首尾部货舱适当地少装货(下限)。中途港货物不要过多地配置在中部货舱,以免中途港卸货后出现更大的中拱变形。(2)油水分配及使用:对中机船,正确配置和使用油水的原则是:满载出港,油水尽量集中在中部;使用时,尽量沿首尾两端依次向中部使用。(3)正确使用深舱和冷藏舱:杂货船若有深舱或冷藏舱位于中部,应尽量利用其装货,不要空着。三、船舶总体布置对总纵弯曲变形的影响2.尾机船尾机船的机舱位于尾部。空航压载时,有较大的中拱变形状态。而满载时的拱垂变形因船舶规模的不同而异,大型船满载时呈中垂变形,而普通船可能处于中垂或中拱变形状态。尾机船最严重的中拱变形发生在空航压载状态。措施：(1)合理安排压载水:尾机船空船压载航行时压载水的数量与位置应能同时达到减少尾倾、增加吃水和减缓中拱变形三个目的。为此,应尽量使用漂心以前靠近中部的压载水舱,而不能单独使用首部压载水舱,以免增大中拱变形。杂货船中部若有深舱,可作为压载水舱使用。油轮属于尾机船,作为空船压载使用的清洁压载舱应布置在中部略靠前的位置。(2)油水分配及使用:油水分配与使用的原则与中机船满载时相同,即分配时自中部向首尾依次装载,使用时顺序相反。三、船舶总体布置对总纵弯曲变形的影响3.中后机船中后机船的机舱位于中部偏后,满载航行时,可能处于较小的中拱或中垂变形状态,具体结果依据机舱的位置、长度和重量而变。压载航行时出现最大的弯矩,一般处于中拱变形状态,其变形程度较满载状态时大。由此,中后机船应着重注意减轻压载状态的中拱变形,具体措施和原则同尾机船的空船压载状态。三、保证船体纵向强度满足要求的措施1．经验积载方法：方法：按照各货舱容积的大小成正比地分配各货舱的货物的重量。各货舱装货重量的计算公式：

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