船舶强度与结构设计大作业(二)

1、船舶总纵强度计算班级：船海 1301 姓名：禹宗昕 学号： U201312263完成日期： 2016.4.18计算依据1.横剖面图与尺寸12 1308X7-W12XT031=1013谢00=52肚s.图1.1横剖面图与尺寸注：6,18分别为全部的甲板纵骨和船底纵骨；20,21分别为统一水平高度的加强筋。2. 计算载荷中垂，计算弯矩 M=9.0X 107Nm3. 船体材料计算剖面所有的构件均采用低碳钢，屈服极限J=350N/mm24. 总纵弯曲许用应力d =0.5 d r总纵弯曲正应力1. 总纵弯曲正应力第一次近似计算第一次近似剖面简图如上图所示，与图中编号对应的各强力构件尺寸已表明。总纵弯曲应

2、力的计算在下表中完成，参考轴取在基线处。體号忡杵尺寸 仙)制面枳 CcJ离(Zb/u)許力咽 ( n)(ma h3)G耻申利轴距 禺()曲曲力1甲板板S*28W1404.461627JQ.40a. uim4i92Z2. ?2S2&24001444.4633.627W. 8402. B19htS4iy222. ?2S3堤啊股上6*24001443 24&081474- &e69 12J. 61986419127. Mb4趁ttl皈(T)iG*S(XW20013002W EiCiLtiLf Wr-o.-45. 2&朋底根SM0000-LbttOllbS-124-86甲fit辄習64. 574. 3

3、4932UL 8343011221,4338250. (H2. 76918419SIS. 7217K9*2S0/12*55.24. 202fi6QS65231.44Ob9OH50.誌262. B227S374880*蛇5. 87423. 49S. 9202 41 第eih191. U280*225873.621.11276 07&20Z0ISM84I91G9. bJB10舷樹甥甘J8C*225, 873.2lfl 7MBQ ICMQ1 019FW419127. M511US2016 IM46. oaos0i. ai&Mid i3強-35111200*22rjn畫414-069n. nu00 R

4、19AH419u64 7&76W80*221.6392)&. un00. 01S8419LS706S14能枫tn80*225.871.2on乱 452800 380115830 0231580*225P 870. 84 - 6963, 7568O-CL 7SD115S-&H.6I616竝侧纵背g80*225.870.42. 3480. 9292O-1. 1B011&S-M.2117J*2S0/12+12l迟呂2TA. 6H7. 20. 0L739947Q. 41941933. 164V6y*(SC*Z25比S30LM12. 64320. I37410S30?001&93-1. S2B11&8-

5、120 Tfl19AG应中#K9*7/12*SALACL 47SaSZMl13b. 903604. G7O1277B17. 013901. 104203087.21930揃堂亦&UOO26H50. S8Q. &15. L97.礙0 OOl1.080L15SEb讥215*(LW*2frw30. SB0.Z57.倔1. B9B750. COJ-L 3301158-105. OGE2770156319D28.制柚2BIM. 2615081廠1湖図ID懊糧麵11 沁表2.1总纵弯曲正应力第一次近似计算第一次近似中和轴参考轴(基线)距离： =2275.61/1756.59=1.580 m船体剖面对水平中

6、和轴的惯性矩为2 2 21=2*9928.905+154.262- *175659=11394.7448 cm m总纵弯曲应力为d i=M/l*Z i*10 N/mm 22. 临界应力计算因为处于中垂状态，下面只列出了中和轴以上部分受压板，纵骨，纵桁的临界 应力。(1)纵骨架式板格按下式计算：2 2d cr=76* (100t/b ) N/mm构件名称编号扱短边b (C41)(cm,1阿t b *板賂啓界应力J,25 tma甲板板中)1400. 1. 5625113, 75甲板板Gi)L400. 62. 2&?1表2.2.1纵骨架式板格临界应力计算(2).纵骨剖面要素及临界应力计算入下表，其中

7、欧拉临界应力计算式:2 2 2er cr= n Ei/a (f+bet) N/mm式中，a为实肋板间距，a=120cm, be为带板宽度平均值 b=40cm a/6=20cm,因而带板的计算依据 a/6.带板受到压缩应力大于临界应力时应做折减，带板宽度按下式确定:be=a/6/2*(1+ )带入可得，0 1=118.75/222.725=0.533bei=153.31684450 2=171/222.725=0.767be2=176.7762561尺 M/p*轉件mm/cjn1至上屮frJfeA/ca钊上甲板存力Sfe/e*1fl 9/跻中H1MMBt捡应力 心曉界垃力暉凱骨1lb3.7.8-

8、ft. 2b-1.50. 4875Q13 L O2S0U131L ST326.641$,875. a?蠟?61150. B87?恥sa116797. Ul187 6U526S甲板枫骨2170. 77*610.830.37 2490 B7470146. 003472H98 43232) 146球新网站5. 875. 07丹.761150. 88776336. 2316.73L E12JBBr 0463甲菠中柘封200*5io-0 25-2.50 6250167S. 690274916. 781343.7718j2sa/2*2n36. S0. M414.4995 7I26S481675.阴946.

9、 S11. 959168L 72&68&甲机办血対11-0. 2b-2. 75o wrealeva. 901344B14.MJ43.抽)0. 394H. 499b.1G7S 389V.M11.7491681.7HISS表2.2.2纵骨剖面要素及临界应力2.船体总纵强度第二次近似计算(1).剖面折减系数计算构件命称编弓应力折减系数1 p临界应力处广总弯曲应力r%F1 芮甲板(中)1118.75222.735109仇1976Z38S20, 502376118fl.5023761IR甲板(如2171222.7251090. 7677625(510.2322374390.232237439表 2.3.

10、1通过上表对比可得，甲板纵骨不失稳，两块甲板板失稳。(2).总纵弯曲第二次近似计算Cauncm3)聊-i折减剖商枳(tnJ静地(ca1 * m)惯性他* B3)自身惯性业筮一孜近慨讣聲结来75b 59LS82775.61563199(28.90493154. 26159B折城构件：屮籾板(+ ) 700. 502176135.16632894.4L54. 73LH44GBO.8201206 2+JUO*672-Qh 3322374-16. 72IODW14-4-T3. 5728208-323. 7204106(80*22*5)35,212Q0血 3493000I17M 7025762547.3

11、109078. 626表 2.3.2由表可得第二次近似中和轴距基线距离为Z2=2547.31/1704.703=1.494 m剖面惯性矩12=2 9078.63-1.4942*1704.702 =10544.43643(cm2 m2)第二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：2d 2=M/l2*Z2*10N/mm其中，I2取本次计算结果，Z2由第二次计算的中和轴位置调整得。鞫件 堀号恂件尺寸(um)剧面枳览農丹抽的业 A(2b/*)即中和柚即西(m)力第一択息蚪(N/m2)吏it百分比曲应力(N/bd7)L前28W1404.42. 90571U07249.0117163222 71M&113M2S

12、1123. 1172ft* 2100IM4,2. 905?1&30?MH 0117161222. 72K109L 113532S1100X1486*2400144xa1, 705715397I 仍.1Z7. 944574山 1378W2442001a 49im64b20削軽虹30. 380$0. 99428468S4.S65249I-B5 3ilfl2fi0. 00212321.幻(100吃3. asQ.251 244294&S-ioa. mbiF105. OS7570.01090776E175A 5&屮和:I 194281W3表2.3.3第二次总纵弯曲应力计算第二次和第一次总纵弯曲应力计算结

13、果对比，大多数相差大于5%不符合要求，因而进行第三次计算。4.船体总纵强度第三次近似计算(1).剖面折减系数计算构件名称编号应力折减系數1 = M修正締界咸力获存蒔萼曲应力rl巒宜屮板(中)1118, 75248, 0117160, 4468749*r0” 553112510.502J761IS甲板(边)2171248.0117160. 689483阴60. 3105164440.232237439表 2.4.1(2).总纵弯曲第三次近似计算陶件名称恂伴尺寸 (dk)刮i职 (血)(Pi 1(mb距斟葺艳也昌(car 1)惯性矩(eT矿口身惯性距(CB2 * *)第一武也打H草蜷巣170L 7

14、02376L ISiJiJie =132547.3I0M6甜24.3644屮飯吹、| j-llXJ+LJlXJJ70-0* 050736393. 5515474464.4-66. 7579590甲板瓯曲72-a 076279-5b 36088355-21.7987888109, 1U670甲刪骨004. 3499000E慚乐机4的2 5恥一胎5$閒89DEK 753371表 2.4.2由表可得第二次近似中和轴距基线距离为：Z仁2506.885/1695.515=1.479 m剖面惯性矩：11=2 8900.7533- 1.4792*1695.515=10388.44998 (cm 2 m2)第

15、二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：2d 3=M/I*Z 3*10 N/mm曙号稍件尽寸(.ml雀案考轴的距IZb-mJ託中和MiSff (a.)禺三次总纵号 曲应力第二冻.包纵 驾也理力 (N/nnj空鞭白分乂1亠氏山中*2SOO1404.42. 92I4&O762253. 0998DTJg 01i2. Q5H26*24001444.42. 921460762253. 09980*248. 0Ll；i635.05Ai3()6*24001.443=2L 721460762149.138195714二 j8810*200020C1-0- 4d S3的23S-4L4chBG9196-42, 105

16、713-1.溯510*5200550OM1.41 i53923S-127 655043-1：7 1：；O1S0.朋6I：.64. S；4. 34&32. mwm24i. .U.429L243.6S431572.06%7甲桂喪桁i3*280 12*155. 24. 207369 at j2. 72-53303： 7236.02147291. HM28S2. OS%8SSJWLtl80*23*55.8742. 5S14MTC2215. 4459M7213. a7G4M2.M9S0*U65.G73.62. 121460762ISJ. 7920662lMnsnia2.26%10融制纵号3S022*7S

17、. Q73.21.721460762149.13BJ9iS714-, 003+.2.4411疏昭骨4S0*2S*B5.072.b1. J214M762114.期帕 252111. 44050742.蹣12陀R1圾骨580*225B. 872.40.42146076279. KMM&47377.JO95O23. 27*13S0*105,971.00,121460762io. j 2 u re9.023L2&77716. ：.14咗刚纵習&曲*1】B.S71.2-0. Z7853K3S-24.1311W7225. 1161014-1那155.870.8-0.07B339238-58. T85O27

18、2-5&. 2593286-0.80*16$t吿135.070.4-1.叫肪规笑-93. 43889769-93. 4O0ofl0.X17B+2M 12412036. B20.52146076245.17(564254伽1A船屐塑9眇工*口52. S30 0511一为轴羽g1216743W7-123. 1057770妙19iWid 12*li抽j.60?475a&41丄的湖沁旳F曲 aaHM&a-86,&?02746-0.07*120L5(l00*2M30.80.5ft. 079539S38-94.7754340684. B6E2491-0. U21l.5(10C*COfi：30 3B0 25-1.228539Z3810G. UiOWl-106. 2035160, m表 2.4.3由上表(2.4.3)中第二次和第三次总纵弯曲应力计算结果可见，多数构件和板的两次计算结果相差小于 5%,结果可用。注意到13号构件，6号舷侧纵骨由于本身应力较小， 10.523N/mm 2,因为前 后相差1.5左右，却又较大的相对误差，到前后两次值本身相对接近，以及远小于 材料屈服极限235Mpa，因而认为第三次总纵弯曲应力的计算结果有效。三.总结本次大作业利用 Excel进行，没有选用 matlab是基于两个原因。其一是，本次作业中会涉及很多变量，而且变量含义相对独立，如果一张总表用一个矩阵统一存