1.3（2021更新） (1)课件讲解

任务三船体强度概念

能力目标：1、了解船体在水上的各种受力情况。2、能根据船舶实际状况正确进行船体强度分析。学习任务：在船体受力和强度分析的基础上，掌握如何在船体的结构与构造上给予保证。授课方式：知识介绍任务三船体强度概念

船体强度是指船体结构抵抗各种内力与外力作用、而不被破坏和变形的能力。船体强度分为总纵弯曲强度（纵向强度），横向强度、扭转强度和局部强度，其中纵向强度最为重要。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度1．船体发生总纵弯曲的原因

船舶漂浮在静水中受到的外力有整个船舶的重力和水对船的浮力。整个船舶的总重力与总浮力总是平衡的。其结果造成船体沿船长方向上的弯曲变形，这种弯曲称为纵向弯曲，船舶抵抗纵向弯曲和损坏的能力称为船体纵向强度。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度如果把船体沿船长方向分成若干小段，由于每段重力与浮力不相等，这些小段必然会产生上下移动，使得重力等于浮力直至平衡。事实上船体是一个整体结构，不可能产生各段相对移动，这样在船体上必定有内力产生，一是制止各段上下移动的内力叫剪力，二是抵抗船体弯曲变形的力矩叫做弯矩。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度当船舶中部浮力大于重力，而首、尾两端重力大于浮力时，中部拱起，两端下垂，这种弯曲变形称为中拱。而当船舶中部重力大于浮力，首、尾两端浮力大于重力时，中部下垂，两端抬起，这种弯曲变形称为中垂。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度

船舶在静水中，尽管装载比较均匀，也可能产生中拱或中垂变形，但是它的数值很小，而且为一般船体强度所能承受，这是允许的。如果在船上的首尾舱或中部货舱集中装载数量过多的货物，而相对的船中部或首尾部位则出现空舱，就会产生较大的中拱或中垂变形。

任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度

船舶处在波浪状况下，当遇到的波长等于船长时，特别是船中位于波峰或波谷时，而且各货舱有的空载，有的满载，此时船体所受的应力极大，船舶所产生的中拱或中垂的变形就更为严重，甚至可能发生船体断裂的严重事故。因此，纵向强度涉及到整个船体，对船体坚固性的影响最大。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度2．船体总纵弯曲力矩和剪力的分布（1）由于船舶浮在水上，首尾两端无支持是自由的，所以在船的首尾两端的弯曲力矩和剪力总是等于零。（2）总纵弯曲力矩值，从首尾两端向船中逐渐增大，最大的弯曲力矩一般位于船中0.4L船长范围内。（3）最大的剪力位于距首尾两端大约1/4船长附近。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度（4）根据梁的弯曲理论可知，最大弯曲力矩处其剪力值等于零。（5）对于营运的船舶来讲，船体的几何形状和大小是一定的。船舶可能遇到的最不均匀的重力分布的装载状态和可能遇到的最不均匀的浮力分布的波浪也应是一定的。因此，每一条船舶就有一个可以确定的最大弯曲力矩值和剪力值。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度3．船体总纵弯曲应力的分布船体总纵弯曲应力的大小沿着船深方向是成线性分布的。甲板和船底的弯曲应力方向相反，二者的弯曲应力值最大。当船体发生中拱弯曲时，甲板受拉应力作用，船底受压应力作用。若船体发生中垂弯曲变形时，甲板受压应力作用，船底受拉应力作用。而位于中和轴处总纵弯曲应力等于零。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度4．船体挠度极限

由于船体中拱或中垂而引起的挠度，一般不得大于船长L的1/1000。任务三船体强度概念一、总纵弯曲强度5．中拱与中垂的影响

船体发生过大的中拱和中垂弯曲变形时，会对船舶产生许多不利的影响。（1）过大的中垂状态，使船中吃水大于首尾吃水，根据载重线标志判断载重量，则使船舶装载量减小。（2）上层建筑和甲板室连接处作用力增加。（3）使轴系和管系等发生弯曲变形。（4）导致大开口舱舱口变形，影响与舱盖的配合。任务三船体强度概念二、横向强度与扭转强度

船舶横向强度是指船体结构抵抗横向变形的能力。

当船体受到舷外水的压力作用与舱内货物、机器设备等的压力作用不均匀时，甲板、船底和舷侧结构会在船体横向断面内发生凹变形。任务三船体强度概念二、横向强度与扭转强度

当船在水上受着横向波浪的作用时，会使船的一舷水压力大于另一舷的水压力，或者船舶在横摇时，由于惯性力的作用等，往往也会使肋骨框架发生如图所示的歪斜。任务三船体强度概念二、横向强度与扭转强度船舶扭转强度是指船体结构抵抗扭转变形和破坏的能力。当船舶斜置在波浪上时，或船的首尾部装载对于船中心线左右不对称时，以及其它原因产生的首尾左右不对称的作用力，都会产生作用在船体上的扭转力矩，使船体产生扭曲变形。一般船舶由于舱口较小，均有足够的抗扭强度。集装箱船等，甲板上货舱口较大。任务三船体强度概念二、横向强度与扭转强度任务三船体强度概念三、局部强度

船舶局部强度是指船体结构抵抗局部外