船舶结构强度作业
船舶结构强度分析与风险评估研究
船舶结构强度分析与风险评估研究船舶作为重要的海上交通工具，结构强度和风险评估是确保航海安全的核心要素。
本文将探讨船舶结构强度分析和风险评估的研究，旨在提供船舶安全性管理的参考指南。
首先, 我们将对船舶结构强度分析展开讨论。
船舶的结构强度是指在正常运行和预期使用情况下，船体及其组件的承载能力。
结构强度分析的目的是评估船体各部分的强度，并确保其在各种载荷条件下的安全性。
为了达到这一目标, 需要进行全面的结构分析和计算。
主要的分析工具包括有限元分析和计算力学模型。
通过这些方法, 可以模拟不同的载荷情况, 包括静载荷和动载荷。
例如, 考虑到波浪、载重和操纵力, 结构分析可以预测船舶在各种海况中所面临的强度挑战。
此外, 还需要对船舶结构进行材料强度评估, 确保所选材料符合设计要求, 并具有足够的强度和韧性。
第二个方面是船舶风险评估。
船舶在运行过程中常常面临各种风险，如碰撞、火灾、泄漏等。
因此，对船舶的风险进行评估和管理至关重要。
风险评估的主要目标是确定并评估各种可能的事故和灾害情景，并制定相应的应对措施。
评估过程需要考虑船舶的各个方面，包括结构强度、航行性能、船舶系统和设备的可靠性等。
其中，结构强度是风险评估的重要组成部分，因为船舶的完整性是预防事故的关键。
通过结构强度分析和评估，可以识别和解决潜在的结构问题，提高船舶的安全性。
为了有效进行船舶风险评估，需要采用系统化的方法和工具，如风险矩阵分析和事件树分析。
风险矩阵分析通过将可能发生的事故和灾害情景与其潜在的严重性和概率相匹配，以可视化的方式展示风险级别。
事件树分析则通过建立各个事件之间的因果关系，确定可能发生的不同事故路径，并评估其潜在后果。
通过这些评估工具，船舶管理者可以制定相应的预防和应急措施，降低风险，并提高航行安全性。
船舶结构强度分析与风险评估研究的重要性不言而喻。
它们提供了有效管理船舶安全性和风险的方法和工具。
通过结构强度分析，可以预测船舶在各种载荷情况下的强度挑战，并采取相应措施来加强结构。
船舶结构强度分析.
船舶结构强度分析近几年来，国内船舶修理公司如雨后春笋般出现，修理任务急剧扩张，修理的船型也是多种多样，涵盖整个船舶市场。
而对船体结构的修理也是首当其冲，由于船厂的技术水平和工人技能等多方面原因，对于结构修理过程中拆换结构也会出现不同的修理方案，导致船舶结构在修理后出现异常情况。
因此对于船舶结构强度分析的提出是相当重要的。
其主导思想是在船舶修理的船体拆换强度分析的应用中，运用的基本计算原理和方法，是以船舶原理和船舶结构力学为理论基础。
在以往的工程实际中，修船工程技术人员往往忽略或者不重视将这些理论的知识与船舶修理工程充分地结合起来。
为了很好地说明这些基础理论在修船工程实际中的应用，本文将以船舶原理和船舶结构力学的基本理论，来阐述在船舶修理工程中的基本强度理论和基本计算原理及方法。
一、船舶结构力学在船舶工程传统意义上，船舶结构力学研究和解决船体结构在静力响应，即在给定的外力作用下如何确定船体结构（局部和整体）中的应力、变形情况。
在船舶修理工程中，因船舶在设计建造时已经对船舶的强度进行了计算和设计，所以要解决的问题就是强度计算，概括来讲，就是在船体结构尺寸已知的条件下，在给定的外载荷或工况下，计算出结构的应力和变形，并与许用值比较，从而判断船体结构的强度是否足够。
船体结构强度的计算是依据船舶原理的基本设计理念，运用理论力学和材料力学的力学基本理论来对船舶的结构强度进行计算和校核的。
二、力学模型和船体模型在船舶修理工程中的结构强度计算中，为了便于计算，须对实际的结构进行简化，在简化模型的基础上，施加外载荷，再运用船舶结构力学的基本理论和方法来计算船体结构的应力和变形情况。
为了满足计算的需要，可以将在船舶修理工程实际情况下的船体结构的简化模型分成两个类型，一是基于传统船舶结构力学基础上的“力学模型”，二是在便于现代计算机计算和有限元理论分析的“船体模块”，这两个类型有渐进的关系。
“力学模型”的建立是根据实际结构的受力特征、结构之间的相互影响以及对计算精度的要求等各个方面的因素来确定的。
船舶强度与结构设计
2.船体强度计算内容和方法
(1)确定作用在船体及各个结构上的外力。 (2)确定船体结构在外载作用的响应：结构 剖面中的应力与变形 ；结构的极限状态分 析。即所谓内力问题。 (3)确定合适的强度标准，并检验强度条件。 这三部分内容是一个综合的整体，通常 被
分散到船舶静力学、船船结构力学等几门课 程中讨论。
局部强度─局部构件(纵桁、横梁、肋骨等)、节 点(肘板等)、局部结构(舱壁、甲板、船底板、 舷侧板等)的强度。
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§2 作用在船 体结构上的 载荷
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作用于船体上的载荷可按其响应和随时间变化进行 分类。
1.按结构响应分类：总体性载荷和局性载荷。 总体性载荷─引起整个船体变形或破坏的载荷和 载荷效应。如总纵弯曲的力矩、剪力、应力及纵 向扭矩等。
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§4 评价结构 设计的质 量指标
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为得到一个优秀的结构设汁，应考虑以下问 题：
1．安全性
即结构要能承受正常使用时各种可能的 载荷作用，并在偶然事件发生时及发生后， 仍能保持必需的整体稳定性(即仅产生局部 损坏而不发生整体的破坏)。
2.船舶的整体配合性
船舶是一个整体，在船舶设计时，结构 设计必须同总体、轮机、设备电气及通风等 其它方面的设计互相配合，以保证船舶在各 方面都具有良好的工作性能。
船体强度是研究船体结构安全性的科学。
1.结构的安全性
结构的安全性包括： (1)结构能承受在正常施工和正常使用时可 能出现的各种载荷，并在偶然事件发生时及发 生后仍能保持必需的整体稳定性。 (2)结构在正常使用时，对于民船必须适合 营运的要求，和具有足够的耐久性；对于军船 还必须满足在规定海况下，具有良好的战斗性 能和生命力。
局部性载荷─指引起局部结构、构件变形或破坏的 载荷，如水密试验时的水压力，机器的不平衡所 造成的惯性力、局部振动，海损时的水压力等。
船舶结构强度与可靠性评估
船舶结构强度与可靠性评估船舶作为重要的海上交通工具，一直受到人们的关注。
船舶结构强度与可靠性评估是船舶设计、制造和使用中非常重要的问题，本文将围绕这一主题展开探讨。
一、船舶结构强度船舶结构强度通常是指船舶各个部位的结构是否符合相关的技术标准和规范，以及在各种外部力作用下是否能够保持稳定和完整。
船舶结构强度考虑的因素很多，例如船体强度、船舶载荷、艏楼强度、引擎机舱强度等等。
船体强度通常是指在风浪等环境下，船体受到的最大负荷是否大于船体的承载能力。
船舶载荷是指船舶在运输货物或乘客时承受的重量，船体和船舶设备必须足够强度来承受这些载荷。
艏楼强度主要是指船头部位与海浪的碰撞，因此需要考虑艏楼结构的强度和海况等因素。
引擎机舱强度也很重要，因为引擎机舱是船舶的心脏，需要极高的强度以保障其正常运转和船舶航行的安全性。
为了保证船舶结构强度，制定相关的技术标准和规范非常重要。
船级社、船舶制造商和相关监管部门也通过检测和认证等方式来保证船舶结构的强度。
二、船舶可靠性评估船舶结构强度只是保证船舶运行安全的一个方面，船舶的可靠性评估是判断船舶运行安全的综合考虑，需要综合考虑船舶的历史记录、维修记录、使用情况等因素。
船舶的可靠性是指在特定的正常运行条件下，保持船舶设备、系统和服务的可用性、可维护性和可持续性的概率。
船舶的可靠性评估要在运营的全寿命周期内进行，包括设计、制造、使用、检修和加固等方面。
在评估船舶的可靠性时，需要考虑船舶的环境、维修标准、技术规范和操作人员素质等因素。
在船舶领域，船级社是评估船舶可靠性的重要机构，在船舶设计、制造、维修和操作等方面提供良好的服务和指导。
三、总结船舶结构强度和可靠性评估都是船舶设计、制造和使用中非常重要的问题。
船舶结构强度保证船舶受外部力时的稳定性和完整性，在保证船体结构稳固的基础上，船舶可靠性评估则需要考虑维修、操作、环境等多方面因素，综合评估船舶的运行安全性。
只有综合考虑船舶结构强度和可靠性评估这两个方面，才能更好地保障船舶的安全和运转。
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。
船舶结构强度设计与优化
船舶结构强度设计与优化第一章背景介绍随着航运业的不断发展，船舶结构的强度设计与优化成为了船舶工业中一个重要的研究方向。
船舶的强度设计和优化是为了保障船舶航行安全、提高船舶的承载能力、降低船舶的运行成本和减少对环境的影响等方面进行的一项重要的技术工作。
在船舶结构强度设计与优化中，主要研究船舶的结构设计、荷载分析、材料选择、系统优化和数字化仿真等方面的问题。
第二章船舶结构设计原则船舶的结构设计是保障船舶强度和安全的基础。
船舶的结构设计应当遵循以下原则：1. 强度合理。
船舶的结构设计必须满足船舶的强度要求，使船体在航行中能够承受各种外力和内力的作用，保证船舶的结构完整性和航行安全。
2. 材料优化。
选择合适的材料是保证船舶结构强度和质量的关键。
船舶设计中应该选择具有高强度、高韧性、耐热耐腐蚀等性能突出的材料，同时也要考虑材料的可靠性和价格等因素。
3. 工艺合理。
船舶结构的施工工艺应该合理，保证船舶结构质量和强度，使得船舶更加长久耐用。
第三章荷载分析荷载分析是船舶结构设计中非常重要的一个环节。
荷载分析通常要考虑到海况和船舶自重、载货和人员等因素的影响。
荷载分析主要包括以下内容：1. 指定荷载标准。
荷载标准可以包括国际标准或者一些行业自己的标准，要根据具体的航行情况进行选择。
2. 船舶质量测定。
船舶质量的测定非常重要，可以通过船舶自测、出荷前测或者第三方测量等方式进行。
3. 荷载计算。
荷载计算是荷载分析的核心，需要精确计算各种荷载对船舶结构带来的影响，包括重量、浮力、航速、加速度、风载和波动等。
第四章材料选择材料选择是船舶结构设计中的一个关键环节，选择适合的材料能够提高船舶的强度和耐用性。
船舶结构通常使用钢材、铝合金、复合材料等材料，材料选择应该考虑以下因素：1. 材料的物理和力学性能。
选择材料时应该考虑其重量、强度、韧性、耐热性、耐腐蚀性等因素。
2. 海洋环境影响。
航海经常受到各种恶劣的海洋环境的影响，部分海域还会受到海水腐蚀的影响，所以材料应该选用能够适应海洋环境的材料。
大工14秋《船舶与海洋结构物结构强度》在线作业2答案
大工14秋《船舶与海洋结构物结构强度》在线作业2
单选题多选题判断题
一、单选题（共5 道试题，共25 分。
）
1. 某船型深6m，中和轴距离船底2m，甲板上的应力3000mPa，中和轴之上2m处应力大小为多少？
A. 1000
B. 1500
C. 2000
D. 3000
正确答案：B
2. 通常甲板的剖面模数（）船底的剖面模数
A. 大于
B. 等于
C. 小于
正确答案：C
3. 在距首尾端约（）船长附近，船体剖面上作用着最大剪力。
A. 二分之一
B. 三分之一
C. 四分之一
D. 五分之一
正确答案：C
4. 扭转强度计算的标准状态的规定中：船的航向与波浪行进方向的夹角取α=（）度
A. 0
B. 30
C. 45
D. 60
正确答案：C
5. 剖面模数的物理意义是体结构抵抗（）能力的一种几何特性
A. 扭转变形
B. 弯曲变形
C. 剪切变形
D. 拉伸变形
正确答案：B
大工14秋《船舶与海洋结构物结构强度》在线作业2
单选题多选题判断题。
船舶结构强度分析与优化方法
船舶结构强度分析与优化方法船舶作为一种重要的水上交通工具，其结构强度直接关系到船舶的安全性、可靠性和使用寿命。
因此，对船舶结构强度进行准确的分析和有效的优化是船舶设计和建造过程中至关重要的环节。
船舶在航行过程中会受到各种外力的作用，如静水压力、波浪载荷、货物载荷、风载荷等。
这些外力会使船舶结构产生变形和应力，如果应力超过了材料的强度极限，就会导致结构的破坏，从而引发严重的安全事故。
因此，在船舶设计阶段，就需要对船舶结构的强度进行精确的分析，以确保船舶在各种工况下都能够安全可靠地运行。
船舶结构强度分析的方法主要有两种：传统的解析方法和现代的数值方法。
传统的解析方法主要是基于材料力学和结构力学的理论，通过简化船舶结构的几何形状和载荷分布，建立数学模型，求解结构的应力和变形。
这种方法虽然简单直观，但由于其对船舶结构和载荷的简化过于严重，往往难以准确地反映船舶结构的实际受力情况，因此在现代船舶设计中已经逐渐被淘汰。
现代的数值方法主要包括有限元法、边界元法和有限差分法等。
其中，有限元法是目前船舶结构强度分析中应用最为广泛的方法。
有限元法的基本思想是将连续的船舶结构离散成有限个单元，通过对单元的分析和组合，求解整个结构的应力和变形。
这种方法可以较为准确地模拟船舶结构的复杂几何形状和载荷分布，从而得到较为精确的分析结果。
在进行船舶结构强度分析时，首先需要建立船舶结构的有限元模型。
这包括对船舶结构进行几何建模、网格划分、材料属性定义和边界条件设置等。
几何建模是将船舶结构的实际形状转化为计算机能够识别的数学模型，网格划分是将几何模型离散成有限个单元，材料属性定义是确定船舶结构所用材料的力学性能参数，边界条件设置是模拟船舶结构在实际运行过程中的约束和载荷情况。
建立好有限元模型后，就可以通过有限元分析软件进行求解。
求解的结果包括结构的应力分布、变形情况和振动特性等。
通过对这些结果的分析，可以评估船舶结构的强度是否满足设计要求。
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作 业
1． 长方形浮码头，长25m, 宽5m, 深3m, 空载时吃水1m （淡水）。
当中部10m 范围内承受均布载
荷时，吃水增加到2m 。
假定船体质量沿船长均匀分布，试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩值。
2． 某型深为3.5m 的横骨架式船舶，第一次近似计算船中剖面要素时，参考轴选在基线上 1.4m 处，
不小于0.5, 该船底板的最小厚度至少应为多少（肋距为600mm, 船底板的临界应力
2
)100(
6.19s
t cr =σ， N/mm 2, s 为肋距， t 为板厚）。
3． 某方形驳船L=90m, 空船质量W=450t, 沿
全船均布，载矿砂500t 分布于船中部70m 。
设矿砂沿船长均布，但沿船宽方向呈图1所示分布且前后反对称，试画出扭矩曲线。
4． 试计算图2所示横骨架式内河驳船在甲板和船底处的总纵
弯曲应力及中和轴处的剪应力（不计初挠度和横荷重的影响，不考虑板的折减）。
已知：
型深 D ＝3.2m ， 船宽B ＝6.0m ， 吃水 d=2.0m ，
肋距 S ＝500mm; 甲板厚度 t 1=3.5mm ；船底、舷侧板厚度t 0=4.0mm; 甲
板纵桁
，中内龙骨
，中垂弯矩 M ＝1250 kNm ， 剪力V ＝
1125kN 。
图1
200×5 60×6
250×5 80×6
图2
5.
A ship with length 90 m, floats in still fresh water at a draft of 5.8 m when loaded. The weight curve of the loaded ship may be regarded as linear, from zero at the two ends to a maximum at the mid-length. The simplified cross-section of the hull with a superstructure is shown in Figure 3. The cross-sectional dimensions are also shown in Figure 2. The hull girder is made of steel and the superstructure of aluminium. The modulus of elasticity of the steel steel E is 2.1×105 MPa and that of the aluminium alu E is 0.7×105 MPa.
(a) Draw the shear force and bending moment curves respectively.
(b) Compute the normal stresses at top deck house and at the bottom shell of the mid-section respectively.
6． Analyze strength computational model of a typical deck grillage, ones of stability and
strength analyses of a longitudinal at deck, and one of a longitudinal at bottom for its strength analysis. Briefly explain the reasons.
Figure 3。