第二节船体强度的概念
第四章 船体结构 第二节 船体强度的概念
• •
船舶在建造、下水、停泊及进行修理等各种过 程中，可受到各种不同情况的外力作用。所以在 设计船体结构时，要求船体在承受这些外力的作 用下，能够保证其总的和局部的结构强度和刚度 ，并使船体结构达到最小重量。以降低船舶的建 造成本和提高其装载量。
第二节 船体强度的概念 一、船体的受力及变形
1.船体的总纵强度 船体结构抵抗总纵弯曲而使船体不发生严重 变形或破损的能力，称为船体总纵强度
二、船体总强度和局部强度概念
船体的横向弯曲
二、船体总强度和局部强度概念 • 2.横向强度和局部强度 • 横向强度（transverse strength）是指横向构件 （如肋骨框架和横舱壁等）抵抗横向载荷的能力 。船舶在进坞时，容易发生横向变形，这时横舱 壁的作用很重要。 • 船体的局部强度（local strength）是指个别构件 对局部载荷的抵抗能力。有时船体的总强度虽能 保证，但局部强度不一定能保证，如船舱破损时 的水压力和在超过构件承载能力的外力作用下， 局部构件也可能发生破坏或严重变形。
一、船体的受力及变形 • （1）船体在静水中的总纵弯曲
一、船体的受力及变形 • （2）船体在被浪中的总纵弯曲
中拱弯曲(hogging)
中垂弯曲(sagging)
一、船体的受力及变形 • 2.作用在船体上的局部载荷和其他受力情况 •
• 船体的横向弯曲
船体肋骨的歪斜
第二节 船体强度的概念 二、船体总强度和局部强Байду номын сангаас概念
船 舶 概 论
江苏省无锡交通高等职业技术学校 魏斌 luoye@ QQ：251286238
第四章 船体结构
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主要内容：
第一节 船体的组成
第二节 船体强度的概念
第三节 船体结构的形式
第四节 主船体的结构
第五节 上层建筑及甲板室结构的特点
■学习目标 ■知识目标
• • • •
1.能叙述船体的组成 2.能理解船舶强度的内涵 3.能描述船体结构型式 4.能描述主船体的结构 ■能力目标 • 1.能说出船体各主要构件的名称及组成 • 2.能描述船体主要变形形式 • 3.能阐述船体各部分主要结构形式，构件布置及 连接方式
• 作用在船体上的力
浮力
F
重力 P
一、船体的受力及变形 其他作用力： 波浪的冲击力、波浪中升降、俯仰、摇摆而
产生的惯性力、机器振动力；
船舶进坞时墩木支反力、搁浅时河床的支反
力等等。
一、船体的受力及变形 • 1.船体的总纵弯曲
船体变形的趋势
• 作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性 力等引起船体绕水平横轴的弯曲叫总纵弯曲。
船舶的强度和结构
• 2、纵骨架式单层底结构主要由内龙骨、船底纵骨、肋板
等组成。
• 3、横骨架式双层底结构
• 4、纵骨架式双层底结构
四、舷侧结构 • 组成：舷侧外板+舷侧骨架
• 1、横骨架式舷侧结构：横骨架式舷侧结构的主要优点是
制造方便，横向强度好，适用于内河船和一般货船。
• （七）船首结构
• （八）船尾端结构
• 2、纵骨架式舷
侧结构 ：优点是
骨架形式与船底和 甲板一致，有利于 保证船体总纵强度 和外板的稳定性， 常用于军舰、油船 和一些矿砂船上。 采用纵骨架式舷侧 结构可以使外板的 厚度减薄，从而减 小结构重量。
• （五）甲板结构 • 分：横骨架式和纵骨架式两种。 • （六）支柱、舷墙和舱壁 • 1、支柱： • 设置位置：舱口四角或横向舱口围板两边
安全限度内。——船体结构组成来保证。 • （一）船体。 • 1、外板的组成——船底外板、舭部外板和舷侧外板。
• 2、外板的作用 • 保证船体水密及强度；承受各种作用力。 • 3、外板厚度分布
• 原则：根据总纵弯曲强度要求。沿船长和肋骨围长方向是变化的，即 • • • • • •
在受力大的部位取厚些，在受力小的部位取薄些。 1. 外板厚度沿船长方向的变化 当船舶总纵弯曲时，弯曲力矩的最大值通常在船中0.4L（L为船长） 的区域内，向首尾两端的弯矩逐渐减小而趋于零。因此，一般在船中 0.4L区域内的外板厚度较大，离首尾端0.075L区域内的外板较薄，两 者之间的过渡区域，其板厚可逐渐减薄，底板要适当加厚。 2. 外板厚度沿肋骨围长方向的变化 平板龙骨和舷顶列板的位置在船梁的最下端和最上端，受到较大的总 纵弯曲应力，因此平板龙骨利舷顶列板要比其他外板厚些。其余从船 底列板向上的各个列板，随着水压力减小而逐渐减薄。 3. 局部加强 首部锚孔区域、尾端螺旋桨区域、外板开口区域及机舱底部区域等。 此外，对于航行冰区的船舶，其外板厚度在冰带区部分也需作必要的 加强。
船舶强度的概念
船舶强度的概念嘿，朋友们！今天咱来唠唠船舶强度这个事儿。
你想啊，船舶就好比是咱在大海上的移动房子，要是这房子不结实，那可不得出大乱子嘛！船舶强度，简单来说，就是船舶能承受多大的力。
这就跟咱人一样，有的人身体壮实，能抗住很多压力，而有的人就比较脆弱。
船舶也是如此啊！一艘船要是强度不够，在海上遇到点风浪，那可能就摇摇晃晃，甚至有散架的危险，这多吓人呀！咱可以把船舶强度想象成是一个大力士。
这个大力士得有足够的力气来应对各种情况。
比如说，船体结构得牢固吧，不能说随便碰一下就破个洞啥的。
还有啊，船上的各种设备、机器啥的，也得稳稳当当的，不能一颠簸就掉下来或者坏了。
你说要是在海上航行着，突然船的某个地方裂了，那可咋办？那不就跟咱家里房子漏了一样嘛，得赶紧修啊！可在海上哪有那么容易修呀，所以一开始就得把船舶强度给搞好。
咱再想想，船舶在海上要面对多大的压力呀！海水的压力、风浪的冲击、货物的重量等等。
这就好像一个人背着很重的东西，还得在狂风暴雨中走路，得多难呀！要是这人身体不强壮，那肯定走不了几步就趴下了。
船舶也是这样啊，强度不够，怎么能在大海上安全航行呢？你看那些大船，为啥造得那么结实？不就是为了保证强度嘛！它们就像是海上的勇士，不管遇到什么困难都能勇往直前。
而那些强度不行的船呢，就只能小心翼翼的，稍微有点风浪就吓得不行。
咱平时过日子还得注意身体呢，船舶也得注意强度呀！船东们得舍得花钱，把船造得结实点，船员们也得好好爱护船，别乱折腾。
只有这样，船舶才能在大海上安全地航行，把货物送到目的地，把乘客平安送回家。
总之，船舶强度可不是小事儿，这关系到船舶的安全，关系到大家的生命和财产。
咱可不能马虎，得重视起来呀！让我们一起为船舶的强度加油，让它们在大海上乘风破浪，勇往直前！。
船体强度与结构设计概念总结
11、端点不封闭的修正
三要素：波形，波长和波高 ①在实际计算时， 取波长等于船长， 并且规定按波峰在船舯和波谷在船舯两种典型状态进行 计算。 ②波长λ和波高 h 之间没有固定的关系。 波高可以按有关规范或强度标准选取 （一般随船长 而变化）。
13、坦谷波曲线形状的特点
波峰陡峭，波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等 当波峰或波谷在船舯时，波浪中的浮力相对于静水中的浮力的变化最为明显，因此在船 舯剖面会产生最大的波浪弯矩。 但是，其它剖面的最大弯矩并不发生在波峰或波谷在船舯时。 计算分析表明，当船舶静置在波浪上时，在波长稍大于船长时（1.05~1.1 倍船长）才得到 最大的波浪弯矩，但此时的波浪弯矩与波长等于船长时的波浪弯矩相差不大。 所以，在实际计算时，取波长等于船长，并且规定按波峰在船舯和波谷在船舯两种典型状 态进行计算。
由于计算误差，艏、艉端点处剪力和弯矩为零的条件一般很难满足。
12、波浪的三要素
修正方法：用一根直线把剪力曲线和弯矩曲线封闭起来，并对 各理论站的剪力、 弯矩按线性比例关系进行修正。 比如， 第 i 站剪力和弯矩的修正值分别是： i i N s (i ) N s (20) M s (i ) M s (20) 20 20
L x g xb d f 1 dm x f 2 R L x g xb d a1 d m x f 2 R
艏、艉吃水确定后，每一站的吃水通过线性插值得到，利用邦戎曲线求出对应于该吃水的浮 力分布，同时计算出总浮力 B1 及浮心纵向坐标 xb1。 如果求得的这两个数值不满足下述精 度要求，则应作第二次近似计算。
第2-2节 船体强度的基本概念-本科生hfc
2012年2月22日星期三1•船舶发展与分类•船舶强度•船舶结构•船舶管路系统•船舶适航性基本知识•船舶适航性控制第二章船舶适航性控制2012年2月22日星期三2第二节、船体强度一、船体强度的基本观念船体强度是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。
船体强度可分为总纵弯曲强度( 亦称为纵向强度) 、横向强度、局部强度、扭转强度四种。
2012年2月22日星期三3• 1. 总纵弯曲强度•1) 船体发生总纵弯曲变形的原因作用在船体上有各种各样的力, 例如船舶重力、惯性力、浮力，波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运转时的振动力等等。
在这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种各样变形或破坏。
其中对船体最危险的是由于船舶重力和浮力引起的沿着整个船长方向上发生的总纵弯曲变形和破坏。
2012年2月22日星期三4•船舶静浮于水中，对于整个船体来讲，重力和浮力大小相等，方向相反，且重心G 和浮心B 作用于同一条垂线上，如图1-59 （a）所示。
但对于沿船长方向上某一小区段来讲，其重力和浮力的大小并不一定相等，如图1-59 （b ）所示。
如果将船体沿船长方向分成若干个可活动的小分段，则在各个分段上，重力大于浮力的分段会下沉，而重力小于浮力的分段会上浮。
但由于船体是一个弹性的整体结构，不允许各分段有上下相对移动，而只能沿船长方向发生纵向弯曲变形。
因此，引起船体结构发生纵向弯曲变形的原因，主要是由于沿船长方向每一点上的重力和浮力分布不均匀造成的。
2012年2月22日星期三5•2）总纵弯曲力矩和剪力•船体结构抵抗总纵弯曲力矩和剪力作用的能力称为船体总纵弯曲强度，简称纵向强度。
•⑴总纵弯曲力矩和剪力•由于外力的作用，沿船长方向分布，将会产生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲变形趋势，这种内部之间的相互作用力称为内力。
内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内力，称为剪力，另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称为弯曲力矩。
船舶的强度和结构.
• 2、纵骨架式单层底结构主要由内龙骨、船底纵骨、肋板
等组成。
• 3、横骨架式双层底结构
• 4、纵骨架式双层底结构
四、舷侧结构 • 组成：舷侧外板+舷侧骨架
• 1、横骨架式舷侧结构：横骨架式舷侧结构的主要优点是
制造方便，横向强度好，适用于内河船和一般货船。
（二）甲板板
• 作用：保证顶部水密、保证船体总纵强度和横向强度。一
• • •
般上层连续甲板（上甲板）均为强力甲板。 强力甲板中：船中0.4L区域内和甲板边板厚度最大。 舱口之间的甲板板厚度最小，原因是不连续而不能参与总 纵弯曲。 甲板开口处的加强：容易产生应力集中。
（三）船底结构
• 横骨架式的单层底结构主要由肋板、中内龙骨和旁内龙骨组成，主要
中拱弯曲：当波峰处在船中时，变形趋势使船体中部突起，两端下垂， 称为中拱弯曲。 中垂弯曲：当波谷处在船中时，变化趋势使船体中部下垂，两端上翘， 称为中垂弯曲。
（二）横向强度、局部强度和扭转强度
• 1、横向强度 • 概念：船体结构抵抗横向作用 • • •
力的能力。 横向强度承担主体：肋骨框架+ 横舱壁+相连的外板和甲板板等 肋骨框架=横梁+肋骨+肋板 受力来源：舷外水压力（浮 力）、货物重力、机器设备重 力等。
• （七）船首结构
• （八）船尾端结构
中点。 • 作用：支撑甲板和平台，加强货舱开口。 • 材料：大多是空心钢管，也有采用组合型 钢。 • “规范”规定油船内不得选用管形支柱或 空心矩形支柱。
2、舷墙及栏杆
• 作用：不参与总纵弯曲（，除首尾端外，舷墙结构一般不
与船体的甲板或舷顶列板紧密连接），减少甲板上浪，保 障人员安全，防止甲板货物及物品入水。高度不小于1米。
船体强度概念
•船体强度：船体结构在正常使用过程中和一定使用年限中具有不被破坏或不发生过大变形的能力。
•总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。
•总纵弯曲：船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。
•船体梁：将船体理想化为一变断面空心薄壁梁•比较强度：以预先规定某一计算载荷为基础，利用结构剖面中的计算应力与许用应力相比较检验所得到的强度。
•总强度：把船体看成一根漂浮的空心薄壁梁，从整体上研究其变形破坏规律和抵抗破坏的能力。
•局部强度：从局部上研究其变形规律和抵抗破坏的能力。
•重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述船舶重量沿船长分布状况的曲线。
•浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线。
•载荷曲线：船舶在某一计算状态下，描述船体梁总纵弯曲载荷沿船长分布状况的曲线。
•静水剪力，弯矩曲线：船体梁在静水中所受到剪力和弯矩沿船长方向分布曲线。
•中拱：船体梁发生中部向上拱起，首尾端向下垂的弯曲状态。
•中垂：船体梁发生中部向下垂，首尾两端向上翘起的弯曲状态。
•波浪三要素：波形，波长，波高•不封闭修正：用一根直线吧剪力曲线和弯矩曲线封闭起来，并对个理论站点的剪力和弯矩按照线性关系进行修正•Smith修正：波峰处，水质点受到离心力与重力方向相反，故相当与水的密度减小，而在波谷处，水质点受到离心力与重力方向相同，故相当与水的密度增大，因而导致波峰处的实际压力小于静水压力，而波谷处则大于静水压力，结果使浮力曲线趋于平缓，这种记及波浪水质点运动所产生惯性力的影响，即考虑波浪水压力影响对浮力曲线所做的修正，称为Smith修正。
•影响静水弯矩主要因素：船体绕度，货物分布。
•影响静波浪弯矩主要因素：船型，波浪要素，波浪与船舶相对位置。
•浮态：船舶漂浮在睡眠上的姿态。
分为：正浮，横倾，纵倾，横倾加纵倾。
•标准计算方法：1将船舶静置与波浪上，即假象波浪以波速在波浪传播方向上航行，船舶与波浪处于相对静止。
2以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长，计算波高按照有关规范或强度标准选取•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，一般包括满载，压载，空载等和按装载方案可能出现的最不利以及其他正常营运时可能出现的更为不利的装载状况。
船舶强度
1.船体强度是船舶抵抗内外作用力的能力，船舶强度分为总纵强度、横向强度、局部强度和扭转
强度。
其中总纵强度是指船体在整个船长方向上抵抗内外作用力的能力。
2.中垂变形是指中部下垂而首尾两端上翘的一种变形。
由于船体的中部浮力小而首尾两
端浮力大，重力在中部大而首尾小的原因使得船体中垂或中拱变形。
3.承受弯矩和剪力可能致使船体遭受变形和破坏。
最大的弯矩常发生在船中、最大的剪力常等
发生在离船中的1/2 处。
4.纵向构件布置的密，横向构件布置的疏的骨架型式是纵骨架式双层底结构形式。
杂货船常
采用横骨架式单底.式结构。
5.外板的作用有保证船体的密封性；承担船体总纵弯曲强度、横强度、局部强度；承担舷
外水压力、波浪冲击力、坞墩的反作用力、外界的碰撞、挤压和搁浅。
甲板板的板厚是船中比首尾厚的原因是船舶最大总纵弯曲力矩都是作业在船中0.4L船长区段内。
双层底的作用有万一船底破损，内底板可以制止海水浸入舱内，保证船舶和货物安全；增强船底强度；可储存燃料、淡水，空船时装压载水，有效利用空间，并且降低船的重心，增加船舶稳性。
6.肋板是设在双层底内肋位上的横向构件。
中内龙骨是设在中线面上并焊接在平板龙骨
上的纵向连续构件。
实肋板上开孔是为了通空气、水等。
7.仔细看书中图7-7，图7-8，熟识船体常见构件的名称位置和作用。
船体强度与结构设计复习材料
船体强度与结构设计复习材料绪论1。
船体强度：是研究船体结构安全性的科学.2。
结构设计的基本任务：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构建的尺寸和连接方式,在保证具有充足的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能.3。
全船设计过程:分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段。
4.结构设计应考虑的方面：①安全性;②营运适合性;③船舶的整体配合性；④耐久性；⑤工艺性;⑥经济性。
5.极限状态：是指在一个或几个载荷的作用下，一个结构或一个构件已失去了它应起的各种作用中任何一种作用的状态.第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算1.船体梁：在船体总纵强度计算中,通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁。
2.总纵弯曲:船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲。
3.总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。
4.引起船体梁总纵弯曲的主要外力：重力与浮力。
5.船体梁所受到的剪力和弯矩的计算步骤：①计算重量分布曲线平p(x)；②计算静水浮力曲线bs（x)；③计算静水载荷曲线qs(x）=p（x)-bs(x）；④计算静水剪力及弯矩：对③积分、二重积分;⑤计算静波浪剪力及弯矩：⑥计算总纵剪力及弯矩：④+⑤。
6.重量的分类：①按变动情况来分：不变重量（空船重量)、变动重量(装载重量）；②按分布情况来分：总体性重量（沿船体梁全场分布）、局部性重量(沿船长某一区段分布)。
7.静力等效原则:①保持重量的大小不变；②保持重心的纵向坐标不变；③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。
8.浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线.9.载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。
10.载荷、剪力和弯矩之间的关系:①零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；②载荷在船中前后大致相等，故剪力曲线大致是反对成的，零点靠近船中，在首尾端约船长的1/4处具有最大正、负值;③两端的剪力为零，弯矩曲线在两端的斜率为零(与坐标轴相切）。
船舶原理课后简答题答案
船舶原理课后简答题答案第二章1.船舶营运中的船舶重力与重心，浮力与浮心如何确定？2.船舶的静水力性能资料包括哪几类？各自包含哪些参数和曲线？查用时应注意哪些问题？船舶的静水力性能资料包括：静水力曲线图、载重标尺、静水力参数表三种。
静水力曲线图包括：排水量曲线、型排水体积曲线、浮心距船中距离、浮心距基线高度、水线面面积、浮心距船中距离、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩曲线等。
载重标尺包括：船舶实际吃水、排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度等。
静水力参数表包括：排水量、厘米吃水吨数、每厘米纵倾力矩、横稳心距基线高度、浮心距基线高度、浮心距船中距离等查用时应注意：浮心纵向距中距，漂心纵向距中距离这两条曲线查取的横坐标厘米值是从船中起算的。
3.平均吃水的含义是什么？其大小受哪些因数的影响？船舶处于实际纵横倾或者存在船体变形状况下船舶的排水体积与某吃水下船舶正浮且无船体变形状况下的船舶的排水体积一样时，那么该吃水值就为船舶的平均吃水。
跟不同船舶的浮态对应的首尾和船中吃水以及吃水差有关，同时还和漂心距中距离有关。
4、邦戎曲线与费尔索夫图谱有哪些用途？〔P38-4〕答：借助邦戎曲线可以计算出船舶在较大纵倾浮态〔无横倾〕下的型排水体积及其浮心的垂向和纵向位置。
费尔索夫图谱是用来计算船舶大纵倾浮态下的型排水体积和浮心纵向坐标。
5、载重线标志由哪几局部组成？勘划载重线标志的目的是什么？如何使用？〔P38-5〕答：载重线标志的组成：1、国际航行的船舶的载重线标志：1〕甲板线，2〕载重线圈及水平横线，3〕各载重线，4〕冰极标志；目的：用以限制最大船中吃水和确保船舶最小干舷；如何使用：不会。
第三章1、船舶稳性的分类有哪些？〔P81-1〕答：1、横稳性和纵稳性，2、初稳性和大倾角稳性，3、静稳性和动稳性，4、完整稳性和破舱稳性2、船舶有哪几种平衡状态？简述其特点。
〔P43〕三种，稳定平衡不稳定平衡中性平衡稳定平衡：重心G0点在稳心M点之下，复原力矩M R的作用方向与倾侧力矩M h的作用方向相反，当外力消失后，它能使船舶回复到原平衡状态。
船体强度概念(船舶管理课件)
1．船体发生总纵弯曲的原因 船舶漂浮在静水中受到的外力有整个船舶的重力和水 对船的浮力。整个船舶的总重力与总浮力总是平衡的。 但在船体长度的每一段上其重力与浮力是不平衡的，这 是因为船舶的重力沿船长分布的规律与浮力沿船长分布 的规律不一致的缘故。其结果造成船体沿船长方向上的 弯曲变形，这种弯曲称为纵向弯曲，船舶抵抗纵向弯曲 和损坏的能力称为船体纵向强度。
任务三 船体强度概念 三、 局部强度
船舶局部强度是指船体结构抵抗局部外力作用的能力。
使船体局部产生弯曲变形的力有：
航行时船首底部受到波浪的砰击力、 船舷板受到码头的挤压与碰撞力、机 舱与船尾部受到机器与螺旋桨的振动 力、桅及机器设备对船体结构的局部 作用力、以及触礁、搁浅时产生的作 用力等
任务三 船体强度概念
一、总纵弯曲强度
2．船体总纵弯曲力矩和剪力的分布 （1）由于船舶浮在水上，首尾两端无支持是自由的，所以在船 的首尾两端的弯曲力矩和剪力总是等于零。 （2）总纵弯曲力矩值，从首尾两端向船中逐渐增大，最大的弯 曲力矩一般位于船中0.4L船长范围内。 （3）最大的剪力位于距首尾两端大约1/4船长附近。 （4）根据梁的弯曲理论可知，最大弯曲力矩处其剪力值等于零。 （5）对于营运的船舶来讲，船体的几何形状和大小是一定的。 船舶可能遇到的最不均匀的重力分布的装载状态和可能遇到的 最不均匀的浮力分布的波浪也应是一定的。因此，每一条船舶 就有一个可以确定的最大弯曲力矩值和剪力值。
任务三 船体强度概念
二、 横向强度与扭转强度
船舶横向强度是指船体结构抵抗横向变形的能力。 当船体受到舷外水的压力作用与舱内货物、机器设备等的压力 作用不均匀时，甲板、船底和舷侧结构会在船体横向断面内发 生凹变形。
任务三 船体强度概念