横舱壁及舷侧上.ppt

许用应力实际标准 目前，船体强度计算具有假定的性质，因实际上，许用应力标准是根据舰船设计、建造和营运经验，以及积累的实船静载测量和航行试验结果，按安全和经济的原则确定的。 安全系数的选取也是经验的，其大小受某些研究人员对船舶营运情况的主观分析所决定，其值在各个历史时期也不同，而且在不同的规范、标准中也不相同。另外，选用时还特别要注意外力、内力的计算方法和许用应力的一致性。 1/2 计算波高的标准 早年总纵弯曲的许用应力公式按波高取为1/20船长计算，随船长而增加。 但据观测资料，该值对小船偏低；对大船偏高。即大船实际遇的波高低于计算值，船体实际所受到的总纵弯曲应力将低于计算值。所以，船舶尺度增大时，其许用应力可以提高一些。 在前苏联1962年的标准中，计算波高为： 1/2 120m干货和油船的许用应力 船长120m，计算波高均取6m。这是基于系统分析了世界各国L=120~240m的干货船和油船，将船舶静置于波长等于船长、波高等于一定值的坦谷波上计算总纵弯矩时，所得船中剖面上甲板的总纵弯曲应力实际上是相同的。因此，规定许用应力不随船长而变。 对干货船和油船的总纵弯曲许用应力规定为： [σ1]=0.5σs（油船0.45σs） 1/2 按合成应力校核的第二类构件 按合成应力校核总纵强度的第二类构件，其许用应力[σ1+ σ2]规定为： [σ1+ σ2]=0.65σs（油船0.55σs）（在跨中剖面） [σ1+ σ2]= 1.0σs（油船0.9σs）（在支座剖面） 由于许用应力法简单，且经过长期应用，大量的资料、规则、规范等均以此为基础，故目前在造船界仍广泛采用此法评定船体强度。 1/2 军船设计中的许用应力 采用布勃诺夫(Бубнов)提出的许用应力公式： [σmin]―绝对值最小的正应力； [σmax]―绝对值最大的正应力。 1/2 §6 船体挠度计算 船体挠度不如强度重要。但对于用高强度钢或铝合金建造的船、在极浅航道航行的船，特别是船长与型深之比很大的船，船体梁变形的问题应予注意。 船体梁变形（挠度）过大，会影响主机、轴系的运转，影响舾装件的安装、仪表的使用，甚至可能导致上层建筑端部因应力集中而破坏。对满载中垂挠度过大的船，受载重线限制，会减少船舶的载重量。对内河浅水航道船，过大的挠度甚至可能使通过浅滩发生困难。 注意：船体挠度计算对军船十分重要。 1/2 一、弯曲挠度 船体为变断面薄壁梁，取船尾为原点，x 轴指向船首，y 轴垂直向上，则作用在任意剖面上的弯矩M(x)与挠度间的关系： 对上式积分，利用首尾端变形的边界条件：x=0和y=L有v(0)=v(L)=0，可得： I(x)：距船尾x处的船体纵向构件的剖面惯性矩； E：船体材料的弹性模量。 1/2 弯曲挠度 弯曲挠度计算用表格进行。通常取20站，但在某些情况下取10站就足够精确了。逐站画出船体剖面的惯性矩曲线。 船体剖面惯性矩近似计算式为： 若船中剖面的最大总纵弯矩值已知时，船中的弯曲挠度可用下式近似估算 β=(0.08~0.10)。 1/2 二、剪切挠度 船体梁总纵弯曲时，船体剖面还会因剪力而发生上下移动，产生剪切挠度。剪切挠度方程可根据剪力的功与剪切变形能相等的条件求得。 x—剖面处的船体剖面积。 1/2 在dx微段内剪切变形能为： 剪切挠度 利用剪力功与剪切变形能相等： 于是距原点 x 处剖面的剪切挠度： 由于船体横剖面形状及剖面剪应力τ的分布比较复杂，实施上式积分十分困难，常采用下述近似方法： Aω：横剖面承受剪切的相当面积，一般只计及船体垂向构件的剖面积。 1/2 剪切挠度 根据首尾端剪切挠度为零，剪切挠度方程为： 由于剪切挠度一般仅为弯曲挠度的10％左右，所以常不计算。 为了简略估计剪切挠度，可假定船体是剖面积为Aω 的等剖面箱形梁。于是，上式可改写为： 1/2 剪切挠度与总挠度 由此可知，只要把弯矩曲线缩小1/(GAω)倍，就可得到剪切挠度的近似值。若利用船中剖面的Aω，所得的挠度值偏低。 弯曲挠度与剪切挠度之和即为船体总纵弯曲的总挠度。船体的总挠度与船长之比一般应小于1/400~1/500。 1/2 §7 船体极限弯矩计算 一、极限弯矩与结构的过载能力 二、极限弯矩计算 1/2 一、极限弯矩与结构的过载能力