华科船舶结构强度第二次大作业
(完整版)华科船舶流体力学习题答案
z 2 2 2 2(y yz z )i (z zx x )j (x 2 xy y 2)k 在此力场中，正压流体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。
uvrr 22 r解：Q f(2y 2z)i (2z 2x)j (x 2xy y 2)k 0固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。
2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为31000kg gm ,大气压为 101kpa 。
解：表压为：Pi P P ogh =1000*9.81=98100pa.绝对压力为：p P ! p 0 =98100+101000=199100pa.2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长 30m 的垂直水管，内径为25mm,水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。
若水箱和管装满水(密度为31000kg gm )，试计算：(1)作用在箱底的静水压力； (2)作用在承箱台面上的力。
gv =1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N.解：C 表显示:B 表显示:, 2gh 2 =100+9.81*1*3=139.43kN gm习题二2.1设质量力uur ur uv f ( f)2y 3 2z 3 2z 3 2x 3 2x 3 2y 3解:(1)gh =1000*9.8* ( 30+0.6)=300186pa 2.4 如题图 2.42 2所示，大气压力为 p a =100kN gm ，底部A 点出绝对压力为 130kN gm ，问压力计 B 和压力计C 所显示的表压各是多少?P c P Agh 1=130-9 2.81*1=120.43kN gmP B P A2.5倾斜式微压计由贮液杯和倾斜管组成，如题图2.5所示，贮液杯内自由面上的压力为大气压力P a，斜管接待测压力P（＜P a），若P= P a时斜管中液柱读数为a°,试证明s为斜管的横截面积；s o为贮液杯的横截面积；为斜管的倾斜角。
船舶结构力学习题答案
船舶结构力学习题答案【篇一：船舶结构力学各章思考题】>（摘自习题）（一）绪论1 什么叫做船体总纵弯曲？船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系？2.船体结构中有哪些受压构件？为什么说船在总弯曲时船体受压的构件（主要是中垂状态时的上层甲板）因受压过度而丧生稳定性后，会大大减低船体抵抗总弯曲的能力？3.何谓骨架的带板？带板的宽度（或面积）与什么因素有关，如何确定？试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。
4.什么叫做船体结构的计算图形，它是用什么原则来确定的?它与真实结构有什么差别？5.一个完整的船体结构计算图形应包含哪些具体内容？为什么对同一船体结构构件，计算图形不是固定的、一成不变的？（二）单跨梁的弯曲理论1 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的，有什么物理意义，适用范围怎样？2 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数？它们与坐标系统的选择有没有关系？3 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下梁梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同？4 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系？为什么？ 5 当梁的边界点上作用有集中外力p或几种外弯矩m时，一种处理是把该项外力放在梁端，写进边界条件中去。
另一种处理时把该项外力放在梁上，不写进边界条件。
在求解梁的弯曲要素时，两种处理方法的具体过程有哪些不同？最后结果有没有差别？6 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点？它们与梁本身所受的外荷重（包括大小、方向及分布范围）有没有关系？为什么梁在横弯曲时，横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出？（三）力法1 什么叫力法？如何建立力法方程式？2 什么是力法的基本结构和基本未知量？基本结构与原结构有什么异同？力法正则方程式的物理意义是什么？3 当连续梁两端为弹性固定时，如何按变形连续条件建立该处的方程？4 力法可否用来计算不可动节点的复杂钢架？如可以，应如何做？5 用力法计算某些支座有限位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题？6 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？7 何谓梁的固定系数？它与梁端弹性固定端的柔性系数有何不同？（四）位移法1 试举例说明位移法的基本原理。
关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨
关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨船舶与海洋工程结构极限强度是指在极端情况下，船舶或海洋工程结构所能承受的最大载荷。
这一技术参数对于船舶与海洋工程的设计、建造和运营都具有重要的意义。
关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是非常必要的。
船舶与海洋工程结构所面临的极端载荷主要包括海洋风浪、地震、船舶碰撞等外部载荷，以及船舶自重、载货载员、船舶运动引起的加速度等内部载荷。
这些载荷的组合可能会导致船舶与海洋工程结构的破坏，因此对于极限强度的研究和认识至关重要。
船舶与海洋工程结构的极限强度与材料的力学性能、结构的几何形状、结构的连接方式等因素密切相关。
通过研究这些因素对极限强度的影响，可以为结构设计和材料选择提供重要的参考依据。
也可以通过改变结构的几何形状或连接方式等来提高结构的极限强度，从而增强结构的安全性和可靠性。
船舶与海洋工程结构的极限强度研究需要进行大量的试验和数值模拟。
通过试验可以直接获取结构在不同载荷下的破坏性能，而数值模拟则可以对破坏过程进行进一步的分析和预测。
综合利用试验和数值模拟的方法，可以更全面地认识和了解结构的极限强度特性。
船舶与海洋工程结构的极限强度研究是一个复杂而又具有挑战性的课题。
随着船舶与海洋工程结构的不断发展和需求的不断增加，对于极限强度的研究和探讨也将变得更加紧迫和迫切。
只有通过不断地深入研究和探讨，才能更好地保障船舶与海洋工程结构的安全可靠，从而为海洋工程事业的发展做出更大的贡献。
船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是一个复杂而又迫切的问题，需要科研人员和工程技术人员共同努力。
相信随着不断的努力，船舶与海洋工程结构的极限强度问题一定能够得到有效的解决，为船舶与海洋工程的发展提供更加坚实的基础。
船舶结构强度分析与设计考核试卷
B.应变
C.弯矩
D.船体振动频率
20.以下哪种方法主要用于评估船舶结构在极限状态下的强度？（）
A.解析法
B.数值法
C.实验法
D.安全因子法
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.以下哪些因素会影响船舶结构的设计？（）
A.船体材料
D.船舶主机功率
5.在船舶结构设计中，哪些部位需要特别注意疲劳强度问题？（）
A.船壳板
B.甲板
C.船舶舷侧
D.船舶生活区
6.以下哪些因素可能导致船舶结构疲劳损伤？（）
A.船体材料的缺陷
B.疲劳载荷循环
C.船舶航速的变化
D.船舶涂装
7.以下哪些方法适用于船舶结构疲劳寿命预测？（）
A.应力分析
B.应变分析
4.船舶在波浪中的运动和载荷响应与船舶的航向无关。（）
5.船舶结构设计时，船壳板的厚度可以完全相同，无需考虑不同区域的不同载荷。（）
6.船舶的疲劳寿命主要受到高应力区域的影响。（）
7.船舶结构设计中的极限强度分析是为了确保船体在极端Байду номын сангаас荷下的安全性。（）
8.船舶结构设计时，不需要考虑船体的振动问题。（）
9.在船舶结构设计中，提高船体的扭转刚度可以减少船体的弯曲变形。（）
10.船舶结构设计完成后，无需进行任何的维护和检查，结构将始终保持设计时的性能。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述船舶结构强度分析的主要目的和基本步骤。
2.描述船舶结构设计中如何考虑疲劳强度问题，并列举几种常用的疲劳分析方法。
B.结构尺寸
华中科技大学机械设计作业答案
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方案3： 模 锻 毛 坯
选用40钢模锻成形，锻件在模膛内有立放和卧放两种。
1. 立 放
锻件立放时能 锻出孔(有连皮), 但 不能锻出法兰，外 圆的切削加工工作 量大。
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2. 卧放
锻件卧放时, 能 锻出法兰, 但不能锻 出孔, 内孔的切削加
工工作量大。
模锻件的内在质量好，全部能通过水压试验。
比较
方案(4)和方案(3)比方案(1)和方案(2)好。
1.4.2 在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图1-62所 示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？
(a) 轴托架
问题 ①中空结构, 需造芯； ②芯为悬臂芯,难固定， 下芯费工。 改进 ①省去型芯,造型简便； ②成本降低。
A
凸台
A-A
A
A
A
(b) 角架
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方案2： 铸造毛坯
用ZG270-500铸钢砂型铸造, 可水平浇注或垂直浇注。
1. 水平浇注
水平浇注时在法 兰顶部安置冒口。该 工艺简便、节省材料、 切削加工工作量小， 但内孔质量较差，水 压试验的合格率低。 ←返回前一部分 继续→
2. 垂直浇注
垂直浇注时在上部法 兰处安置冒口，下部法兰 安置冷铁，使之定向凝固。 该方案提高了内孔的质量， 但工艺比较复杂，也不能 全部通过水压试验。
上 下
下 上
综合题：下图为承压液压缸, 要求选用40# 钢制造, 一共200件。
液压缸的工作压力为1.5MPa, 要求水压试验压力为3MPa; 两端法 兰接合面及内孔要求切削加工, 加工表面不允许有缺陷, 其余外圆 等不加工。就此液压缸毛坯的制造方法进行分析比较(从工艺难易 程度、合格率、经济性等方面), 找出最佳方案。
船体结构强度与安全问题探究
船体结构强度与安全问题探究摘要：在船体结构设计过程中，工作人员所追求的最终目标是为了提升船体的承载水平，并保障其强度和安全性，与此同时，需要确保最终所支付费用在可承受范围之内。
本文针对船体结构强度与安全进行分析。
关键词：船体结构；强度；安全引言随着社会生产力的不断发展，我国工业技术的不断进步，船舶制造水平也逐步提升。
当前我国沿海地区已形成了相对完整的船舶生产体系和配套体系，造船产业的发展形势也越来越好，全国新建船舶的总量逐年增长，然而在船舶建造速率越来越快、船舶总量越来越大的迅猛势头下，船舶质量问题也越发凸显，并越来越严重的威胁到人民的生命财产安全，也影响了社会的安定和谐。
为有效避免损失，增强船舶建造质量，保障人民的生命及财产安全，就必须从船舶的设计、制造、检验等层面的质量上进行严格把控。
1船体强度的研究意义船舶在建造过程中,会因为材料自身缺陷、工艺等方面的原因,产生残余应力。
在随后的使用中,也会受到风、浪、流的作用力,可以说一艘船在它的生命周期内无时无刻不在受力。
对于一艘船来说,安全是首要的。
在保证安全前提下,提高其经济性能。
不同用途的船舶,有着不同的结构,因此受力状态是不同的。
对于散货船来说,所载的货种、装载情况和受力变形使得散货船比其它类型船舶相对更容易“老化”,出事的概率大,其中载重量Z0000t以上、散装固体重货(如矿砂)的散货船的海损事故最多。
散货船海损事故分析表明,在恶劣海况条件下,结构的破损引起货舱浸水是最终导致船舶沉没事故的直接原因。
而集装箱船为了保证较高的装卸效率,货舱开口非常大,一般货舱口宽度为船宽的80%左右,有的甚至达到89%以上,其船体的纵向、横向及抗扭的强度将是一个不容忽视的问题。
对于大中型船舶,载重量与极限强度基本保持线性关系。
对极限强度的主要影响参数有屈服应力、初始变形、焊接残余应力以及平均板厚等。
因此,船体强度分析是必不可少的。
2船体结构设计方式分析2.1船体结构设计条件在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在使船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观。
船舶结构的强度分析
船舶结构的强度分析船舶作为一种重要的水上交通工具，其结构的强度对船舶的安全和运行能力至关重要。
船舶结构的强度分析是对船舶结构在不同负荷情况下的性能进行评估和预测的过程，它在船舶设计、制造和运营中起着重要的作用。
一、船舶结构的强度要求船舶结构的强度要求是为了确保船舶在各种复杂的工作条件下仍能够承受各种力学载荷，并保持结构的完整性和稳定性。
船舶在航行中会受到来自波浪、风力、潮流等外部力的作用，同时还要承受自身的结构重量以及载货量的影响。
因此，船舶结构的强度分析需要考虑这些作用力，并进行综合分析。
二、船舶结构的强度分析方法船舶结构的强度分析一般通过有限元分析方法来进行。
有限元分析是一种数值分析方法，它将结构划分为许多小的有限元，通过计算每个有限元的应力和应变，并进行相应的求解和模拟，从而得到结构的强度分布和整体性能。
有限元分析方法不仅能够更真实地反映船舶结构的受力状态，还具有较高的计算精度和计算效率。
三、船舶结构的强度分析参数在船舶结构的强度分析中，有一些重要的参数需要考虑，如材料的力学性能、船舶的尺寸和形状、载荷分布以及液体和气体的影响等。
不同的船舶类型和用途，其结构的强度要求和分析参数也会有所不同。
例如，客船和货船对结构强度的要求可能不尽相同，因此在分析时需要根据实际情况进行合理的选择和设置。
四、船舶结构的强度优化在船舶结构的强度分析过程中，一般会通过一系列的试验和仿真来验证结构的强度性能，并根据结果进行优化设计。
强度优化的目标是在满足强度要求的前提下，最大程度地减少结构的重量和成本，提高船舶的运载能力和经济效益。
优化设计可以通过调整结构参数、优化材料选择和改进制造工艺等途径来实现。
五、船舶结构的强度分析的应用船舶结构的强度分析在船舶领域广泛应用，可以用于新船舶的设计和建造，也可以用于现有船舶的评估和维修。
在新船舶设计过程中，通过结构的强度分析可以评估各种设计方案的可行性，并确定适当的结构参数和材料选择。
船舶结构强度分析及优化设计
船舶结构强度分析及优化设计船舶，是沉浸在海洋中的移动性建筑物，其结构强度的分析和优化设计是保证其安全性的关键。
本文将从船舶结构的发展历程、强度分析的步骤和方法、在优化设计中如何应用结构分析等方面进行探讨。
一、船舶结构的发展历程船舶结构的发展历程可以追溯到古代文明时期，中国南方古代船舶厂遗址就证明了古代船舶结构的科学性和技术精湛性。
随着人类的发展，航行时间、航行范围、航行速度等不断提高，船舶结构的强度需求也日益增加。
19世纪初期，船体主要采用木材构成，但当时的木制船只重心过高、抗风性能差、耐久性低等问题逐渐显现。
后来随着钢铁工业的发展，船舶材料演变为钢铁材料，这使得船舶的结构强度得到了极大的提高。
二、船舶结构的强度分析步骤和方法船舶结构的强度分析步骤主要包括载荷计算、结构计算和校核分析。
其中载荷计算是指对船舶在不同航行状态中的外力进行计算，如风力、水力、波浪力、排水力等等，这些外力将对船舶结构产生巨大的影响。
结构计算是指对船舶的各个部分进行计算，如船体、主机房、上层建筑等，以确定各部位的受力情况。
校核分析是指对各个部分的受力情况进行评估和比对，使其满足船级社要求的规范和标准。
在强度分析中需要考虑到船舶腐蚀、疲劳损伤、开裂以及爆炸等突发情况的处理。
船舶结构的强度分析方法主要包括有限元法、有限差分法、刚度法、试验分析法等。
在其中有限元法是目前应用较为广泛的方法之一，其基本理论是将结构分割成若干小块，利用力学原理计算其各个分块的内应力和变形情况，以达到预判属于何种应力状态、哪些部位可能会产生破坏、哪些部位应当加强等目的。
三、在优化设计中如何应用结构分析船舶的优化设计除了要符合船级社的规范以外，还需要考虑到航行稳定性、运载能力、动力性能等方面。
在结构分析中，可以通过对各个部位的分析、对各种力的分析以及应力应变的估算等一系列操作，确定不同材料的使用范围、决策载货量和速度等。
在优化设计中，还需要结合人工智能等技术，进行复杂的数据计算和分析。
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船体强度与结构设计
------第二次大作业
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题目：图示为某船舶横剖面结构示意图。
请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为×107N ·m ，考虑折减系数计算总纵弯矩应力。
解答： 一、计算依据 1、计算载荷
计算弯矩 7
9.010m M N =⨯⋅
2、船体材料
计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限=235a
Y MP σ
3、许用应力
（1）总纵弯曲许用应力
[]0.5Y
σσ=
(2)总纵弯曲与板架局部玩去合成应力的许用应力：
在板架跨中 12[+]0.65Y σσσ= 在横仓壁处 12[+]Y σσσ=
二、总纵弯曲正应力计算
1、总纵弯曲正应力第一次近似计算
肋骨剖面计算简图如题图所示。
将图中个强力构件编号并将其尺寸填入表中。
船体剖面要素及第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。
在计算中，参考轴取在基线处。
利用上表中的数据可得第一次近似中和轴距参考轴的距离为：
=2748.361702.81=1.614m ∆÷
所以，第一次近似中和轴距基线的距离为 船体剖面对水平中和轴的惯性矩为：
222=2(9951.42138.512748.361702.81)11308.1cm m I ⨯+-÷=⋅
剖面上各构件的应力为：
'
i i =
/100M Z I
σ 式中'i i Z Z =-∆ 2、临界压力计算
由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。
纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算：
2
10076(
)cr t b
σ=
3、船体总纵弯曲应力第二次近似计算
（1）剖面折减系数计算
已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件
cr
i
σϕβσ=
式中 cr σ——板格的临界应力
i σ——与所计算的板在同一水平线上的刚性构件总纵弯曲压应力的
绝对值
β——系数，275b
t
β=-，若1β>，则取1β= b ——纵骨间距 计算结果见下表：
（2）总纵弯曲应力第二次近似计算
由上表知本船在波谷位置时，甲板板发生折减。
船体剖面要素第二次近似计算见下表：
由上表可得第二次近似中和轴距参考轴距离为：
1112461.56 1.53861599.86
B m A ∆=
== 因此，第二次近似中和轴距基线为
各构件离中和轴距离为：'i i Z Z =-∆ 剖面惯性矩为：
22212(9512.37138.512461.56/1599.86)11007.1I cm m =⨯+-=⋅
第二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：
'i i =/100M
Z I
σ
计算结果如下表所示：。