船舶推进课程设计

船舶强度与设计名词解释 引起船体梁总纵弯曲的外力计算 总纵弯曲：船体梁在外力的作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力 波浪剪力：完全是由波浪产生的附加浮力引起的附加剪力 重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述船体重量沿船长分布的曲线 不变重量：即空船重量，包括船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量 变动重量：即装载重量，包括货物、燃油、淡水、旅客压载等各项可变重量 总体性重量：即沿船体梁全长分布的重量，包括主体结构、油漆、索具等 局部性重量：沿船长某一区段分布的重量，包括货物、燃油、机电设备等 浮力曲线：船舶在某一装载时，描述浮力沿船长分布状况的曲线 载荷曲线：引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线 静水剪力曲线：船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线 计算状态：在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态 波浪要素：包括波形、波长与波高 坦谷波：波峰陡峭、波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等的波 史密斯修正：考虑波浪动力压力影响对浮力曲线所做的修正 总纵弯矩：船舶在同一计算状态下，静水弯矩和静波浪弯矩的代数和 重量的分布原则: 遵循静力等效原则。保持重量的大小不变；保持重量的重心的纵向坐标不变；近似分布曲线 的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同 重量曲线绘制的方法与原理？ 梯形法：船舶往往中部丰满，两端尖瘦，可以将平行中体部分用均匀的重量分布， 两端部分用两个梯形分布，根据重量分布原则确定梯形要素 围长法：假设船体结构单位长度的重量与该横剖面围长（包括甲板）成比例。该方法适用于船舶主体结构重量的分布 库尔求莫夫法：用特定的阶梯型分布曲线来表示船体重量的分布 装载曲线、剪力曲线、弯矩曲线的特征: 首尾端点处的剪力和弯矩为零，亦即剪力和弯矩曲线在端点处封闭 零载荷点与剪力的极值相对应，零剪力点与弯矩的极值相对应 剪力曲线大致是反对称的，零点在靠近船中的某处，而在离首尾约船长的 1/4 处 具有最大正值或负值 弯矩曲线在两端的斜率为零，最大弯矩一般在船中0.4倍船长范围内载荷曲线特点：与坐标轴之间所围面积之和等于零；该面积对纵轴上任一点惯性矩为零。 剪力曲线特点：首尾为零，曲线端点应该是封闭；零载荷与剪力极值相对，零剪力与弯矩极 值相对。 剪力曲线，弯矩曲线的不封闭修正: 用一根直线将剪力曲线、 弯矩曲线封闭起来， 并对各理论站的剪力和弯矩按线性关系进行修正。 静波浪弯矩与船型、波浪要素及船舶与波浪的相对位置有关确定船舶在波浪上平衡位置的方法？ 逐步近似法；直接发（麦卡尔法）。 船体总纵强度计算 船体剖面模数：W=I/|Z|，是表征船体结构抵抗弯曲变形能力的一种几何特性，也是衡量船 体总纵强度的一个重要标志 计算剖面：指可能出现最大弯矩应力的剖面 纵向强力构件：纵向连续并能有效地传递总纵弯曲应力的构件 强力甲板：构成船底梁上翼板的最上层连续甲板最小剖面模数：在一般船舶中，中和轴离船底比较近，称强力甲板处的剖面模数为船体剖面的最小剖面模数 刚性构件：受压不失稳的刚性骨架梁、舭列板等相毗连的每一侧宽度等于该板格短边长度 0.25 倍的那一部分板 柔性构件：板格的其余部分在受压后可能失稳，称为柔性构件 折减系数： =cr/i 板的临界应力与改变所受到的总纵弯曲应力的比值 合成应力：在强度计算中，考虑到船体承受多种作用，产生多种应力的工作特点，根据应力 分类法，采用构件中弯曲应力的代数和即叠加来校核总纵强度，次叠加应力就为合成应力。 许用应力：指结构在预计的各种工况下，船体结构构件所允许承受的最大应力值 安全系数： 是考虑强度计算中的许多不确定性为保证设计结构必要的安全度而引入的强度储备船体极限弯矩： 指船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限（在受拉时）或构件的临界应力（在受压时）的总纵弯曲力矩长度较短的纵向构件应视作间断构件， 他们参加总纵弯曲的有效性取决于它们的长度及主体的连接状况 第一次近似计算的流程：画出船体半剖面图；对纵向强力构件进行编号；选取参考轴；进行表格计算；确定剖面中和轴；计算构件 i 的总纵弯曲应力。 通过计算和比较船体构件的临界应力，对其进行稳定性检验，若有构件失稳，则计算折减系 数进行第二次近似计算， 若第二次计算的总纵弯曲应力与第一次相差不大于 5%,则可用第二 次计算值进行总纵强度校核，否则进行第三次近似计算。若第三次仍与第二次相差 5%，则 重新设计 根据变形相等且受同样的力 P 对材料进行换算？ = i/Ei= /E； 或 =P/（i*Ei）=P/E； =i*Ei/ ； 。 计算船体总纵强度必须考虑两个注意问题是：结构的稳定性和构件的多重作用；第一个问 题通过剖面折减来处理； 第二个问题通过考虑了构件参加抵抗总纵弯曲的有效程度进行 应力合成迭加来校核船体总纵强度 折减：把船体剖面中的一部分失稳的板构件剖面积化为假象的不失稳的 刚性构件剖面积， 使其仍能运用简单梁公式计算总纵弯曲应力。 折减系数：板的临街应力与板所受总纵弯曲应力之比。 折减系数的意义: 用板的临界应力与该板所受到的总纵弯曲应力之比来确定折减系数， 折减系数将柔性构件的剖面积化为相当的刚性构件的剖面积，从而保证仍可用简单梁的公式来计算总纵弯曲应力 ：船底板中的总纵弯曲应力 ：船底板中的板架弯曲应力 ： 纵骨受板传来的水压力作用而发生弯曲变形时， 与纵骨相连的一部分外板又将随 纵骨一起弯曲而产生弯曲应力 ：纵骨架式船底板由直接承受的水压力产生了板格弯曲应力 第一类强力构件：只承受 ，如上甲板； 第二类：承受 、 ，如船底纵桁、内底板； 第三类： 、 、 ，如纵骨架式中的船底纵骨； 、 、 ，如横骨架 式的船底板 第四类： 、 、 、 ，纵骨架式的船底板 许用应力为什么随船长变化而增加？ 腐蚀厚度储备对小船的剖面模数影响大，对大船的剖面模数影响小；标准计算方法中，波高 的选取对小船偏低，大船偏高，小船尺度增大时，其许用应力可以提高些 船体总纵强度计算中，传统的标准计算方法有哪些具体内容？ 将船舶静置波浪上， 即假想船舶以波速在波浪的船舶方向上航行， 船舶与波浪处于相对静止状态 以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长，计算波高按有关规范或强度标准选取 取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别进行计算， 并与许用应力相比较， 以判断船体强度 船体结构局部强度计算 带板：为估算骨架的承载能力，也应当把一定宽度的板计算在骨架剖面中，这部分板称为带 板或附连翼板 稳定性带板：骨材受压时，板不能同骨材一样完全有效的参加工作 强度带板：骨材受弯矩作用时，板作为骨材的面板参与弯曲，但板内应力分布不均匀 破损压头线：保证破舱后船舶不沉性的主舱壁上的水头高度线 一般下，当相邻梁的刚度相差在倍以上时，其计算图形可按极限情况简化。 结构处理模型化： 结构对称性的应用：当结构对称，载荷不对称时，可将载荷分解成对称与反对称 等效刚度模型的利用：用弹性支座或弹性固定端代替相邻结构 平面舱壁板由于结构和载荷的对称性变形呈筒形，故可按两端固定的板条梁计算 根据相邻构件与计算构件间的相对刚度及受力后的变形特点，来确定构件的支承简化成何种支座 水压力可用两种载荷情况来考虑： 船舶静置于波浪上的静水压力作为计算载荷， 船舶在波浪中摇摆时，船舶倾斜的同时还受到波浪冲击的动作用，这时，舷侧浸水至甲板边线，所以静水压力可以是型深，。单位面积的水压力： 。 第五章 型材剖面设计 理想剖面：没有腹板只有翼板，使剖面最小剖面模数最大的剖面 最小剖面模数：在一般船舶中，中和轴离船底比较近，称强力甲板处的剖面模数为船体剖面 的最小剖面模数 剖面利用系数 ： 剖面最小剖面模数和理想剖面模数之比。 表明材料在剖面中分布的合理程 度。 越大，剖面就越接近理想剖面，剖面材料利用率就越高。 剖面模数比面积：（），产生单位剖面模数所需的剖面积比面积：Cw 意义就是产生单位剖面模数所需的剖面面积。 Cw 越小，材料利用率就越高，剖面型材设计得就越好。 Cf 意义就是产生单位惯性矩所需的剖面面积。 剖面惯性矩比面积：（），产生单位惯性矩所需的剖面积 （、愈小，剖面材料的利用率越高）（几何相似的型材的、相同） 型材侧向失稳：当横载荷超过某一限度时，梁材会离开它自己的弯曲平面，并在其最小刚性 平面内发生弯曲，同时还伴有扭转变形，即丧失了弯曲平面形状的稳定性，常称为型材侧向 失稳，这种失稳是整体性的，它将导致整个结构的破坏，故常称为型材总稳性 （）；（ ）， （） （）； 结论： ）值的变化范围不大；）带板宽度的变化对梁材最小剖面模数的影响不 大；）增加不对称剖面型材最小剖面模数最有效的方法是：、在腹板不失稳的前提 下增加腹板的高度；、在腹板高度不变时，增加小翼板的剖面积. 影响型材总稳定性的主要因素是：梁材腹板高度，小翼板的宽度及梁材的跨度。 愈大，愈小，愈大，则型材愈容易丧失稳定性 相当面积：相当于使最大剪应力沿腹板高度均匀分布的剖面积 第五章 船体中剖面计算方法设计 相当厚度：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 纵向加筋板：沿船底在龙骨和纵桁之间和沿强力甲板在纵桁之间设置纵骨 分配系数： （ ），表示消耗在纵骨上的材料所占的比例 船体结构的计算方法设计： 是指运用结构分析方法的综合来确定横剖面的最优尺寸和所以构 件的尺寸，并保证结构在外载荷作用下有足够的强度、稳定性 中剖面计算法设计的基本任务？ 广义地说， 中剖面结构计算设计应包括综合决定纵横构件布置及其尺寸。 我们的任务 是，依据作用在结构上的载荷，按结构的强度、稳定性及有关建造与使用要求，选择纵 向强力构件的合理剖面尺寸及其配置 设计要求与目标？ 总强度要求；局部强度要求及稳定性要求；制造及工艺性上的要求；使用上的要求；设 计的目标 中剖面计算法的“分级优化的策略思想？ 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配置。 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，及解决材料在板与纵骨间的合理配置 第七章 船体结构规范法设计结构布置的一般原则和规定？ ） 结构的整体性原则；） 受力的均匀性和有效传递原则；） 结构的连续性和减 少应力集中原则；） 局部加强原则；） 参照规范的一些基本规定； 应力集中： 间断构件在其剖面形状与尺寸突变处的应力， 在局部范围内会产生急剧增大的现象，称为应力集中 应力集中系数：应力集中区的最大应力 或 分别与所选基准应力 。和 。之比 值， 。或 。，表示应力集中的程度 降低开口应力集中的措施？ ） 采用圆弧形舱口角隅；） 采用抛物线或椭圆形舱口角隅；） 在舱口边缘设置甲板纵 桁；） 减小开口间的甲板厚度；） 采用新型的“弹性角隅”；） 合