[工学]第7章 静水剪力与弯矩计算.pptVIP

第七章 静水剪力与弯矩 专题一 船舶静置在波浪上的剪力弯矩计算概述  静水剪力与弯矩的计算概述 专题二 重量曲线的计算 重量分布曲线概念 重量分布曲线：表示船长方向单位长度上重量大小的曲线。 重量曲线的物理意义：面积等于全船重量，形心为船舶重心。1、船舶重量的分类 重量分布原则——静力等效原则 重量不变——要使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量 重心不变——保持纵向坐标不变，要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项的重量的重心坐标相等 范围不变——近似分布的曲线范围与该项重量的实际分布范围相同 专题三 浮力曲线的计算 专题四 载荷曲线的计算 剪力与弯矩曲线的计算 作业 长方形浮码头，长20m，宽5m，深3m，空载时吃水1m（淡水）。当中部8m范围内承受均布载荷时，吃水增加到2m。假定船体质量沿船长均匀分布，试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力及弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩值。 专题五 波浪附加剪力与弯矩的计算 浮力曲线应该包括外板排水量和考虑海水密度。检查载荷曲线，确定船舶是否达到真正的平衡状态。 载荷曲线示意图 载荷曲线、静水剪力和静水弯矩列表计算方法 （1）载荷曲线计算公式 确认船舶达到平衡状态时，计算静水剪力和静水弯矩。 （2） 静水剪力和弯矩列表计算方法 剪力正负号的规定： Ns Ns+dNs 弯矩正负号的规定： MS+d MS MS 中拱为正，中垂为负。根据弯矩的正负号，可以判定中拱和中垂。 弯矩为正，则为中拱；弯矩为负，则为中垂 计算列表进行,下图说明列表计算的过程。 P1-2 20 0 P0-1 站间重量计算 B1-2 B0-1 站间浮力计算 站间载荷= q0-1 站间载荷计算（每站中点作用集中力） i 站剪力，为i站一侧所有外力的代数和，计算自上而下和。 弯矩：为剪力的 一次积分。 （3）剪力和弯矩曲线的特征 1）首尾端剪力和弯矩为零； 2）弯矩曲线上任意点的斜率，等于该剖面的剪力，因此弯矩最大剖面， 剪力为零 ； 3）在1/4船长剖面，弯矩曲线出现拐点，该剖面剪力出现极大值。 4）剪力和弯矩曲线的修正 原因：由于采用数值计算方法，出现累积误差，导致20#站剖面的剪力和弯矩不为零，但是一般满足下列误差条件： 如果误差不满足上述两个条件，则需要分析引起误差的原因，检查计算过程 。如果误差满足上述不等式，则允许对剪力和弯矩曲线进行修正。 剪力和弯矩曲线修正方法： 这里 有正负号。 弯矩修正 关键：确定船舶在波浪中的平衡位置 一、 波浪附加弯矩的标准计算方法 1、船舶与波浪的相对位置 两种遭遇状态：波峰在船中；波谷在船中。 2、波浪参数的确定（1）波形 ：二维坦谷波（2）特点：波峰较陡，波谷平坦，关于波轴线上下不对称。 （2）波长的确定原则 当船舶长度与波长的为何比例时，船舶受力较大？这是确定波长的原则。 图 船舶与波浪的遭遇状态 * * 一、船舶在波浪上的变形特征与受力 静置：1）船舶与波浪相对速度为零 2）船体重力和浮力处于平衡状态。 1、船舶在波浪上的受力与变形特征 船舶在波浪中的受力：重力、浮力、波浪冲击力、航行方向的阻力、 引起船舶弯曲的主要是重力和浮力；波浪冲击力引起船舶振动；阻力引起 船体断面应力很小，可以忽略不计。 2、计算工况：满载出港、满载到港、压载出港、压载到港（消耗品剩余 10%） 船体的变形 3、船体产生静水剪力和弯矩的原因 静水剪力和弯矩产生的原因： 船舶总体上是平衡的。但是单位长度上，重量和浮力分布不完全相同，存在差额，该差额引起船舶的静水剪力和弯矩。 4、剪力和弯矩的计算原理 （1） （2） （3） 二、利用叠加原理计算内力 1、 波浪中浮力的分解：静水浮力+波浪附加浮力 （1）静水弯矩 （2）波浪附加弯矩 2、基本计算公式 1）载荷计算公式 2）剪力计算公式 3）弯矩计算公式 其中， 固定重量、可变重量。 各包含哪些重量？ 662.0 33.1 0.0 0.0 102.0 5.1 20 尾部锚2只2#~7# 9 -1026 -22.8 405.0 9.0 88.43 1.965 45.0 首部右舷锚绞车92#~97# 8 -1026 -22.8 -405.0 -9.0 88.43