船体局部强度实验.

1、船体局部强度实验 一、目的和要求 通过实验，可以在学会船体总纵强度的计算方法、学习测量结构应力的电测实验方法的 基础上，了解除总纵强度以外的船体局部强度的测量方法及分析方法。 二、实验原理 把船体作为一等效船体梁，当船体梁受到中拱或中垂弯矩弯曲时，可以计算出梁上各测 点处的应力；也可以用电阻应变片测量出各测点处的应力。 计算各测点处的应力d i=MZi / I 但是，船体结构上，有些部位不符合等效梁的理论，用等效梁理论不能计算出其应力状 态，比如，上建不是百分之百参加总纵强度，横仓壁上的应力是如何分布，外板与板架的应 力又如何分布，等等，只能用测量的方法测出来。测量方法用得最多的是电测法。 电

2、测法，即电阻应变片测量应变方法。 其原理是：把应变片牢固的粘贴在构件的测点上， 当构件被加上载荷时，就会变形，不是伸长就是缩短，应变片也随着一起变形，应变片伸长 时其电阻值增大，应变片缩短时其电阻值减小，把应变片接成电桥，就可以得到电信号，再 经放大和显示，即可得到微应变读数。再用虎克定理即可求出测点处的应力。 三、实验装置 1. 钢质结构船模 2. 程控电阻应变仪 3. 船模加载架 4. 油压加载机 5. 压力传感器及显示器 6. 直尺及工具 图3-1钢质结构船模 图3-2程控电阻应变仪（主机） 图3-3船模加载架 图3-4油压加载机 图3-5压力传感器及显示器 四、实验步骤 电测法测量船体

3、总纵弯曲应力的一般步骤为： 1、 根据相似理论，设计和制作船模。本次实验船模为大开口驳船型式，钢质，尺度为 8.5m x 1.6m x 0.9m。记录各构件的尺寸。 2、 设置应变片测点，粘贴应变片。在船模测试段上取一横剖面，分别在底板、船侧板、 主甲板上布置测点。 均为单向片。计算应力的相应点与应变测点一致。并记录每个测点编号 的位置尺寸。 L3t A LJP皿 II 图2测试剖面构件尺寸及测点布置 3、 安装船模。把船模装在特制的加载架上，用油压千斤顶加载并用力传感器监测。记 录加载的有关尺寸。为了消除新加工结构的内应力，最好加卸载110%载荷三次以上。本次 船模试验的总纵弯矩取 PL=8

4、0 x 120=9600KNcm。 4、 接通静态应变仪及测量电路，调试，全部准备就绪后预热仪器30分钟。注意使用 仪器前没人指导操作就一定要看懂说明书再操作。 5、 建立零工况：加载载荷调到零，清除其它所有干扰力，仪器自动平衡（采零）。 也可以预加部分载荷调零，其作用是消除安装不平稳引起的受力不均，削除内应力。 6、 正式加载：把设计载荷分成几级，逐级加载测量， 然后逐级卸载测量。 分级加卸载 测量可以在实验过程中观察构件应变的线性和重复性，及时发现和解决问题。详细记录每次 试验的储存页面、加载工况、试验时刻、环境温度等。 7、 载荷回零的工况一定要测出，根据回零应变，可以看出是否有残余应变

5、，仪器是否 有温度漂移。 8、确认没有其它问题后清理现场。 五、实验结果与计算 1、 实验数据可以在程控应变仪上打印出来，也可以送进微机用Excel电子表格取 出。 2、实验测得的微应变要经过温度漂移修正、导线电阻影响修正、以及其它必须的 修正，才能进行计算。计算就是用虎克定理、广义虎克定理根据应变求应力。 3、 选取某一比例，画出船模横剖面图（取半个横剖面）（建议用方格纸）。 图3应力分布曲线 4、根据表3的测量应力，在同一船模横剖面图上按同一比例尺( 1cm= ? Mpa)绘 出甲板上、外侧壁上、内侧壁上、外底板上、内底板上、仓口上几条测量应力分布曲 线。 5、写出分析及结论；写一些学习体会。分析内容主要有：上建和仓口围板是如 何参加总纵强度的？双底双壳的作用？上建和仓口围板的应力分布形式；上建 和仓口围板应如何布置才合理？ 六、实验分析与讨论 1. 上建的强度与哪些因素有关？ 2. 上建做强了会带来哪些问题？ 七、参考资料： 表1 :测量记录 测点编号 1 2 3 4 5 6