第七章-船舶强度分析课件

海上货物运输

航海学院货运教研室海上货物运输航海学院货运教研室1第一篇第七章

船舶强度

（Strengthofship）强度定义及分类总纵强度局部强度扭转强度第一篇第七章

船舶强度

（Strengthof2一、强度定义和分类1、强度定义船体结构抵御内外力作用的能力。船舶结构抵抗船体发生变形或破坏的能力。2、强度分类强度总强度局部强度纵强度横强度扭转强度一、强度定义和分类1、强度定义强度总强度局部强度纵强度3二、总纵强度

(Longitudinalstrength)（一）定义船舶结构抵抗船体沿船长方向发生弯曲或变形的能力。（二）船体纵向弯曲或变形的原因船舶所受重力和浮力沿船长方向分布不一致造成。二、总纵强度

(Longitudinalstrength)4第七章-船舶强度分析课件5重量曲线（Weightcurve）负荷曲线（Loadcurve）浮力曲线（Buoyancycurve）（三）负荷曲线、剪力曲线和弯矩曲线重量曲线（Weightcurve）负荷曲线（Loadcu6弯矩曲线（Bendingmomentcurve）剪力曲线的积分曲线；负荷曲线的双重积分曲线。剪力曲线（Shearcurve）负荷曲线的积分曲线。弯矩曲线（Bendingmomentcurve）剪力曲线7第七章-船舶强度分析课件8结论剪力最大值约位于距首尾L/4处；弯矩最大值约位于船中处，且向首尾逐渐减小。结论9（四）船体剪切变形单位长度的船体，其前后两端受到大小相等、方向相反的切力作用，则该段船体将出现剪切变形。剪切应力最大值出现在相应板材与横剖面水平中心线的交点处。（四）船体剪切变形10（五）船体拱垂变形单位长度的船体，前后两端受到大小相等，方向相反的弯矩作用，则该段船体将发生弯曲变形。弯曲应力的最大值出现在龙骨板或上甲板。（五）船体拱垂变形111、中拱（Hogging）船体受正弯矩作用，中部的浮力大于重力，首尾部的浮力小于重力；船舶上甲板受拉，船底受压，发生中部上拱的变形。2、中垂（Sagging）船体受负弯矩作用，中部的浮力小于重力，首尾部的浮力大于重力；船舶上甲板受压，船底受拉，发生中部下垂的变形。1、中拱（Hogging123、影响船舶拱垂变形的因素船体有效构件的尺寸、材料及分布载荷配置船舶与波浪的相对位置关系

（1）船舶中拱，处于波浪中，波长约等于船长，波峰位于船中，船体中拱加剧。（2）船舶中垂，处于波浪中，波长约等于船长，波谷位于船中，船体中垂加剧。3、影响船舶拱垂变形的因素13第七章-船舶强度分析课件14

1、经验法（舱容比配货法）舱别NO.1NO.2NO.3NO.4NO.5Total货舱容积3075411942105719396721090舱容比％14.5819.5319.9627.1218.81100Pi1955261926763636252213408调整值196262268364252上下限范围2151175928812357294424084000327227742270（六）船舶总纵强度的校核方法1、经验法（舱容比配货法）舱别NO.1NO.2NO.3152、静水弯矩及静水切力法LBP90m的船舶，通常只校核计算船中剖面上的静水弯矩。90m<LBP150m的船舶，通常需要校核船中剖面上的静水弯矩和波浪弯矩。2、静水弯矩及静水切力法90m<LBP150m的船舶，16LBP>150m的船舶，需要校核重要剖面的剪力和弯矩。LBP>150m的船舶，需要校核重要剖面的剪力和弯矩。17

影响MS因素：营运时间长短、LBP、B、夏季满载时的方形系数Cb(不得小于0.6)、剖面模数Wd。船中剖面实际静水弯矩MS´的计算

影响因素：装载排水量

、船舶类型、LBP、计算状态时的方形系数Cb。影响MS因素：营运时间长短、LBP、B、夏季满载时的方形系18船舶各剖面实际剪力和弯矩的计算公式（1）计算各剖面的重力和重力矩（2）计算各剖面的浮力和浮力矩（3）计算各剖面的实际剪力（4）计算各剖面的实际弯矩船舶各剖面实际剪力和弯矩的计算公式193、百分比校核法目前的装载计算机对船舶总纵强度的校核多采用主要剖面的实际剪力和弯矩与该剖面的许用剪力和弯矩的比值是否超过100％来确定纵强度是否满足要求。一般分港内和海上两种状态校核。3、百分比校核法204、强度曲线图法（1）适用条件船长小于90m或者装载均匀，不需要校核静水切力时，可以使用该法。（2）曲线图的构成纵坐标：载荷对船中力矩的绝对值之和。横坐标：平均型吃水。4、强度曲线图法21点划线虚线实线点划线和虚线之间：有利范围虚线和实线之间：允许范围实线之外：危险范围点划线左上方：中拱范围点划线右下方：中垂范围点划线225、船舶吃水校核法（1）利用吃水判定船舶的拱垂dM¤>dM：中垂变形dM¤<dM：中拱变形dM¤＝dM：无拱垂变形（2）利用吃水判定拱垂的变形大小5、船舶吃水校核法23（3）利用拱垂差的大小校核总纵强度（3）利用拱垂差的大小校核总纵强度24注意船舶处于有利和正常拱垂范围，可以开航；船舶处于极限拱垂范围，只能好天气开航；船舶处于危险拱垂范围，不能开航。

256、百分制校核法（1）将最大静水许用弯矩作为100；（2）将船舶各项重量以舱为单位除100，然后分别乘预先确定的分数系数得到分数值；（3）将各计算分数值相加得到分数值和；（4）若该分数值和不超过100，则说明船舶的总纵强度符合要求。6、百分制校核法261、不同机舱位置的普通货船的弯矩特性曲线中机船中后机船尾机船d弯矩0中拱中垂（七）船舶布置对纵向受力影响及改善措施1、不同机舱位置的普通货船的弯矩特性曲线中机船中后机船尾机船272、拱垂大小比较满载状态下三种类型船舶所受的弯矩比较空载状态下三种类型船舶所受的弯矩比较中后机船空载状态与满载状态的弯矩比较2、拱垂大小比较283、改善措施（1）中机船满载状态货物配置：按舱容比分配货物，在舱容允许的条件下，中区货舱应按装货重量的上限值装，首尾货舱按下限值装；中途港货物不应过分集中于中区货舱。油水分配及使用：油水应自中区向首尾装载；使用时应自首尾向中区。正确使用位于中区的深舱和冷藏舱：不应空舱。3、改善措29（2）尾机船压载状态压载安排：尽量使用接近中区的压载舱，可以使用但切忌单独使用首尾部压载舱。油水分配及使用：同中机船满载状态。正确使用位于中区的深舱：应作为压载舱使用。（3）中后机船压载状态同尾机船压载状态（2）尾机船压载状态30三、局部强度

（Localstrength）（一）定义船舶结构抵抗船体局部发生变形或破坏的能力。船舶局部结构抵抗内外力作用的能力。（二）主要计算（校核）部位舱口盖、上甲板、中间甲板、底舱底板、平台。三、局部强度

（Localstrength）（一）定义31（三）允许负荷量的表示方法均布载荷Pd：单位面积允许承受的最大重量（kPa）。集中载荷P：某一较小特定面积上允许承受的最大重量（kN）。车辆载荷Pv：载车部位允许承受的以特定车轮数目为前提的车辆及所载货物的总重量（kN）。堆积负荷Pc：载箱部位上作用在箱底座处的集装箱总重量（kN）。（三）允许负荷量的表示方法32（四）局部强度的校核方法甲板实际负荷量甲板允许负荷量

（四）局部强度的校核方法甲板实际负荷量甲板允许负荷量33（五）允许负荷量的确定1、查取局部强度计算书部位载荷上甲板中间甲板内底板上甲板舱口盖二层甲板舱口盖均布载荷（kPa）17.1624.72~31.173.5717.26第一货舱9.24其他货舱34.34车辆载荷（kN）98.1kN/4个前轮68.7kN/2个前轮98.1kN/4个前轮98.1kN/2个前轮集中载荷和集装箱载荷的允许负荷量同理可查得。（五）允许负荷量的确定34中间甲板和内底板2、经验公式计算法（均布载荷Pd）上甲板中间甲板和内底板2、经验公式计算法（均布载荷Pd）上甲板35（2）集中载荷：（Concentratedload）（六）实际负荷量的计算（1）均布载荷（Evendistributedload）（3）集装箱载荷：（Containerload）（2）集中载荷：（Concentratedload）（六）36（八）保证局部强度不受损伤的措施按船舶腐蚀程度确定允许负荷量；舱内货物重量分布应均匀；装载重大件货物时应加衬垫；自动舱盖上不能装货或只能装轻货；固体散货应合理平舱