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局部强度手工计算 主讲人：张工 船体强度计算简介 按位置分类 总体强度 船的总纵强度计算；平台的Global分析。 局部强度 船体的规范计算；基座、小平台强度计算。 按计算方法（包括总体和局部） 规范 船级社规范、钢结构规范、其他规范。 手工 力学原理：简化 计算。 有限元 有限单元法，复杂结构。 本次培训内容 局部强度计算中大量存在的可简化的基座和平台结构手工计算； 小平台自身结构及支撑结构； 拖曳平台结构； 钻管存放区域加强； 悬臂梁结构。 为什么要进行局部强度手工计算？ 为什么进行强度计算 强度不够 强度不够将导致结构超出许用强度极限，造成结构破坏或失稳，严重的会造成财产损失或威胁生命安全； 结构超强 结构超强将使结构重量过大，影响整船的性能；也使建造成本增加，希望大家设计中数量成本意识。 手算的优势： 有限元分析需建有限元模型，加边界条件，计算等；需时间长，要求有电脑和 软件才能进行； 手工计算不需建模型，不需电脑等设备，有纸和笔即可进行，省时间；另一方面，进行过手工计算后的结构再进行有限元分析不会有太大的问题，可以保证有限元计算的效率，不至于重复无谓的计算。 什么样的结构可以进行手工计算？ 通过等效或转化可简化为简单受力关系的结构； 规范中有明确计算方法和公式的结构。 板厚、扶强材大小、强梁大小等。 如何进行局部结构强度手工计算？ 所需输入信息 设备重量（KN）或甲板载荷P（KN/m2）折算成水压头为P/7.04m； ABS MODU Part3-1-2 1.11规定的最小甲板载荷 设备工作方式（有无转矩，外力）； 位置信息（考虑船体运动加速度）； 下部结构。 结构简化(受力分析法) 简化原则是简化后的结构要尽量真实反映原结构的受力形式和边界条件。 设备可以简化为点力或均布载荷，甲板载荷转化为均布力；（图片来源船舶设计实用手册结构分册第一章） 外力可以转化为力和矩的形式加载； 梁支座的基本形式；铰支座、固定端； 铰支座为可以移动或转动的支座；固定端为既不能移动也不能转动的支座。 强度计算中应考虑因素： 受弯构件： 抗弯强度、抗剪强度； 受拉构件： 抗拉强度； 受压构件： 抗压强度、稳定性。 强度校核公式： 受弯构件： 抗弯强度： SM≥F*MaxM/ [σy] SM----抗弯截面模量（剖面模数）； F ----安全系数（大于1）； M ----转矩； [σy]----材料的屈服强度极限（见后面表格）。 抗剪强度： A≥F*P/ [σs] A ----截面面积； F ----安全系数（大于1）； P ----截面剪力； [σs]----材料的剪切强度极限（见后面表格） 受拉构件： 抗拉强度： A≥F*T/ [σl] A ----截面面积； F ----安全系数（大于1）； T ----截面拉力； [σl]----材料的拉伸强度极限（见后面表格） 受压构件（支柱）： 许用载荷： 计算载荷： 计算过程（受力分析法） 根据上面的输入信息，对简化模型进行力学计算（根据手册或软件计算）；求得弯矩图和剪力图； 在弯矩图和剪力图中找到最大的弯矩值和剪力值； 根据材料的强度校核公式校核构件强度，受弯构件需校核抗弯强度极限和抗剪强度；受拉构件校核抗拉强度，受压杆件还要考虑稳定性。 计算过程（规范设计法） 根据输入信息，确定船体构件的形式和骨材间距，肋骨间距等信息； 将设备重量转化为水压头； 按规范中相应位置处的计算公式选择参数计算所需最小剖面模数； 选择构件尺寸，使其满载规范要求。 构件规格的选取 构件类型：板、T型材、角钢、球扁钢、工字钢等； 带板宽度：我们所计算的构件的剖面模数都是连同带板一起的剖面模数；带板宽度在ABS MODU中的定义如下： Part 3-2-1 对扶强材取相应位置处的骨材间距。 T型材剖面模数的计算（CAD方法） 步骤3：如图红色框位置为形心数据，将该图形按该形心数据移动至0，0点； 注意：完成上述移动后，再进行上面的求形心计算，形心应该在0，0点，如下图。 步骤4：在上述计算结果中将对X轴的转动惯量Moments of inertia（如图形旋转90度则为Y），除以Bounding box 中Y的最大值（旋转90度则为X），所得即为该截面的剖面模数（注意单位为mm3，而规范等要求的剖面模数为cm3）。本例计算结果为227cm3。 例题 设备平台结构计算 设备重量1吨；甲板载荷9.02kN/m2（1.28m水压）； 尺寸要求：3m*4m，高4m； 问题时间