静水剪力和弯矩曲线

1.3静水剪力和弯矩计算教学目标：１、掌握浮力曲线的得到方法２、掌握载荷曲线的含义３、掌握静水剪力、弯矩曲线的含义及修正方法一、浮力曲线１、浮力曲线的概念：船舶在一定装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线称为浮力曲线。2、浮力曲线常按邦戎曲线及静水力曲线求得：

邦戎曲线表示船舶各横剖面在不同吃水状态下的面积所围成的曲线，当船舶的浮态确定后，便能在邦戎曲线上得到各站在确定浮态下的横剖面面积，从而绘出沿船长分布的横剖面面积曲线，该曲线的纵坐标值乘以密度便得到了浮力曲线。所以绘制浮力的关键在于确定浮态。

下面请同学计算一下６～８站船体的浮力值：进而，可以求出全船在浮力。但是，在进行计算前，请同学注意有个必要的条件，即知道该船的浮态。３、静水平衡计算1）根据给定计算状态的船舶排水量M，从静水力曲线图上查得如下数据：平均吃水dm(m)、浮心距船中的距离xb、（中前为正，m）、纵稳心半径R(m)、水线面面积A(m2)、漂心距船中的距离xf（中前为正，m）２）静水平衡计算确定船舶浮态判断标准：

如不满足标准，则存在纵倾。设纵倾角为ψ由于实船的纵稳性半径R远远大于KC，则有首吃水尾吃水该结果为第一次近似。利用此结果在邦戎曲线上求出该出吃水时的浮力分布，计算出总浮力B1及xb1。判断是否满足以下要求。计算得到首尾吃水平衡计算终止条件：否则进行第二次近似计算。3）第二次近似计算可按下式确定新的首、尾吃水再次衡量条件是否满足，否则进行第三次计算。二、载荷曲线1、概念：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线称为载荷曲线。２、特点

因：

所以可以根据浮力曲线和重量曲线得出如下的载荷曲线载荷曲线与纵向坐标轴之间所围的面积之和为零，该面积对纵轴上任一点的静力矩为零。即:注：载荷曲线的这一特点，表明了作用在船体梁上的所有外力是平衡的。三、静水剪力、弯矩曲线1.静水载荷曲线的一次积分是静水剪力曲线，二次积分是静水弯矩曲线。即:因而，可以存在如下的图示关系:2.曲线特点：1)船体两端是完全自由的，因此首尾端点处的剪力和弯矩应为零，亦即剪力和弯矩曲线在端点处是封闭的2)由于载荷、剪力和弯矩之间存在下列微分关系所以，零载荷点与剪力的极值对应，零剪力点与弯矩的极值对应剪力曲线是反对称的，零点在靠近船中的某处，而在首、尾端约船长的1/4处具有最大正值与负值。3）弯矩曲线在两端与纵坐标轴相切。３.曲线的不封闭性由于误差的累积，曲线端点处剪力和弯矩为零的条件一般很难达到。计算精度如下：曲线不封闭的端点修正：四、计算状态的选取计算状态，指在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的的船舶典型装载状态。一般包括满载、压载、空载等和按装载方案可能出现的最不利以及其它正常营运时可能出现的更为不利的装载状态。五、船体挠度对静水弯矩的影响

1、船体挠度对静水弯矩的影响中拱：中部浮力下降，两端浮力增加中拱弯曲程度减弱；中垂则相反。结论：船体挠度对静水弯矩的影响是有利的。２、货物分布对静水弯矩的影响１）对于内河船一般应采用货物自首至尾（或自尾自首）的连续装卸顺序。２）对于海船（特别是散货船）要将满、空货舱分散且间隔安排，而不是集中在一起。例2.3.1长方形浮码头，长20m，宽5m，深3m，空载时吃水为1m（淡水）。当其中部8m范围内承受均布载荷时，吃水增加至2m