船体强度与结构设计-第5章.ppt

基地建设目标和总体思路上述介绍的第一次和第二次近似的设计计算中，都未考虑构件丧失稳定性对强度的影响，这个影响对横骨架式船舶尤为重要，所以还必须进一步进行构件剖面折减后的中剖面设计。ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计中剖面纵向构件尺寸第二次近似确定考虑到构件剖面折减后的中剖面设计第二次近似设计结束，求得相当厚度后，就可以进一步确定所有纵向构件的尺寸。对纵骨架式船舶，必须根据板的强度条件和稳定性条件以及纵骨的强度条件和稳定性条件来选择纵骨间距、壳板厚度和纵骨剖面尺寸等。但由于所采用的间距和构件尺寸与理论计算可能有不符合之处，所以设计之后，还要进行强度和稳定性校核。对横骨架式船舶，它的相当厚度就是壳板的厚度，不能用设置纵骨的方法提高它的强度和稳定性，故这种校核显得更为重要。ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计考虑到构件剖面减缩后的中剖面设计船体纵向骨架是不允许失去稳定性的，板在压应力作用下可能失去稳定性，失去稳定性后的板参加总纵弯曲的能力就要被削弱，这相当于中剖面的纵向构件剖面积被折减了。可以设想，被折减了的中剖面如果还能保证原来的强度条件不变，失去的面积就得给予补偿。以下就来介绍“面积补偿法”原理。ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计考虑到构件剖面减缩后的中剖面设计（1）对于仅受总纵弯曲压应力作用而失稳的平板构件，例如横骨架式的甲板板，它的折减系数是ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计考虑到构件剖面减缩后的中剖面设计式中：板的临界应力；：未考虑构件剖面折减时在该板内的总弯曲应力。由于骨架间距不变，所以平板临界应力与板的厚度平方成比例，考虑到在板厚调整后也不改变，因而板厚从调整到后，折减系数是为了保证原来的强度条件不变，板被补偿后的有效面积应该等于折减前的板面积，即ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计考虑到构件剖面减缩后的中剖面设计整理后得式中：肋骨间距；：纵桁间距。由于和均为己知，故可由上述方程解出，即得到新的板厚。由于，如果忽略不计，那么可以得到简化的方程ShipStrengthandStructuralDesign5.3中剖面的计算法设计考虑到构件剖面减缩后的中剖面设计求解与策略经过上述讨论，船体中剖面的设计问题就变成一个数学规划问题。利用通常的数学规划方法和程序可直接求解．然而，由于面临的是一个设计变量和约束条件都很多的设计问题，直接求解不仅要浪费许多计算机时间，面且会很难得到满意的结果。如果利用所设计问题的特点，可大大简化计算，大幅度减少计算量。实际上，在总强度要求中，船体剖面模数、惯性矩等只和各列板及纵骨等纵向构件的总的剖面积沿横剖面的分布有关。ShipStrengthandStructuralDesign5.2中剖面计算法设计的基本任务和策略求解与策略由此，引入相当厚度的概念，如图所示，它实际是船体板厚度与所有纵骨剖面积平铺在其宽度上的假想厚度相加所得。ShipStrengthandStructuralDesign5.2中剖面计算法设计的基本任务和策略求解与策略船体中剖面的设计问题可以分两步完成。首先计算满足总纵强度要求的结构相当厚度，即解决材料在整个横剖面上的最优布置。然后，根据求得的相当厚度，按局部强度与稳定性等要求确定板格及纵骨的尺寸，即解决材料在板与纵骨间的合理分配。这就是通常所说的分级优化的策略思想。当然，这种划分是人为的，一些约束条件还相互关联，两级之间需要适当协调从而形成反复迭代。ShipStrengthandStructuralDesign5.2中剖面计算法设计的基本任务和策略求解与策略由上可知，在开始中剖面计算设计时，除了要有总布置图与型线图之外，还要选定结构的材料、确定相应的强度标准和进行环境载荷计算（即确定作用在船体剖面上的总纵弯矩、剪力及作用在船底上为计算合成应力的计算载荷）。ShipStrengthandStructuralDesign5.2中剖面计算法设计的基本任务和策略求解与策略5.3中剖面的计算法设计Shi