船舶结构物强度

思考题

1.依据“建造规范”与依据“强度规范”设计船体结构的方法有什么不同？它们各有何优缺点

答：建造规范：根据规范确定最小尺寸，设计尺寸不应小于最小尺寸

优点：安全、简便。缺点：不易反应具体船舶的特点及新技术成果。

强度规范：又分直接设计和间接设计，前者是依据]/[max σM W =来确定构件尺寸，后者参考母型取定构件尺寸，再计算max σ与][σ相比较，修改尺寸。

优点：合理，反映具体的船舶特点。缺点：计算工作量大

2.为什么要将船体强度分为“总强度”和“局部强度”？其中“局部强度”与“局部弯曲”的含义有何不同？

答：总强度是把整个船体看做一个整体来研究其强度，局部强度是研究组成船体的某些部分结构、节点及其组成构件的强度问题，一般在总强度校核已进行的前提下，对局部强度进行分析，以确定结构布置原则和决定构件尺寸。局部弯曲是考虑将总纵弯曲应力计入的总应力，而局部强度还得将总应力与][σ相比较，进行强度校核。

3.如何获得实际船舶的重量分布曲线？

答：通常将船舶重量按20个理论站距分布（民船尾－首，军船首－尾编排），用每段理论站距间的重量作出阶梯形曲线，并以此来代替重量曲线。作梯形重量曲线时，应使每一项重量的重心在船长方向坐标不变，其重量分布范围与实际占据的范围应大致对应，而每一项理论站距内的重量则当做是均匀的。最终，重量曲线下所包含的面积应等于船体重量，该面积的形心纵向坐标应与船体重心的纵向坐标相同。

4.说明计算船舶静水剪力、弯矩的原理及主要步骤。

答：原理：认为船是在重力、浮力作用下平衡于波浪上一根梁

步骤：（1）确定平衡水线位置（2）根据梯形法、围长法等得出船舶重量分布曲线w(x)，根据邦戎曲线得出某一吃水下的浮力曲线b （x ），计算载荷曲线q(x)=w(x)-b(x)，根据∫=x dx x q x N 0)()(计算船舶静水剪力，∫∫=x x dxdx x q x M 00)()(计算静水弯矩

5.“静置法”对计算波浪的波型、波长、波高以及与船舶的相对位置作了怎样的规定？

答：对于“静置法”，标准波浪的波形取为坦谷波，计算波长等于船长，波高则随波长变化。波船相对位置：中拱（波峰在船舯）和中垂（波谷在船舯）两种典型状态。

6.按照“静置法”所确定的载荷来校核船体总纵强度，是否反映船体的真实强度，为什么？答：按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度，不反映船体的真实强度，因为海浪是随机的，载荷是动态的，而且当L 较大时载荷被夸大，但具有相互比较的意义

7.依据ｑ－Ｎ－Ｍ关系解释在中拱和中垂波浪状态下，通常船体波浪弯矩总是舯剖面附近最大，这一结论是否适用于静水弯矩？

答：适用于静水弯矩，将船近似为自由－自由梁，受垂向载荷作用，易知船体弯矩是舯剖面附近最大

8.在初步设计阶段，如何应用“弯矩系数法”来决定船体的最大波浪弯矩和剪力？

答：在初步设计阶段，通过参考母型船，估计一个主尺度D 、L ，在中拱、中垂两种情况下，由max )/(w M DL K =，得出K DL M w /)(max =其中中垂K ，中拱K 的值约15－35，而max )(w N 由max )(w N =L M w /)(5.3max 得出

9.试设计依据静置法计算船舶波浪剪力、弯矩的计算机程序框图

答：1.船型重量分布波浪参数2.邦戎曲线3.重力及重力矩4.坦谷波波面坐标5.平衡波轴位置

6.计算剖面吃水

7.相应浮力分布

8.m n ΔΔ、是否够小

9.波轴参数修正10.计算波高循环11.波浪剪力与弯矩计算

10.区别下列名词的不同含义：静水弯矩；波浪弯矩；波浪附加弯矩；抨击振动弯矩。

答：静水弯矩是指在静水中船体在重力和浮力的总载荷作用下发生弯曲变形产生的弯矩。船舶置于波浪上产生波浪附加弯矩。波浪弯矩是静水弯矩与波浪附加弯矩之和。抨击振动弯矩是指由船首底部抨击压力产生的弯矩。

11.船体总纵强度的校核通常包括哪三项主要内容？

答：（1）总合正应力][max 总合总合σσ<=（2）剪应力][ττ<=（3）极限弯矩计

nM M j >=12.举例说明船体结构中什么事纵向构件，什么是横向构件？它们对船体总纵强度的贡献有何不同？

答：构件长边平行于船长为纵向构件，构件长边垂直于船长称为横向构件，其中船体总纵弯曲应力由纵构件承受，而横构件则起保证船体刚度的作用

13.划分船体四类纵向构件的依据是什么？结合船体的舯剖面画图指出第1至第4类纵向构件的实际应用

答：按照纵向构件在传递载荷过程中所产生应力种类，将纵向强力构件分为四类

（1）承受总纵弯曲应力1

σ（2）1σ+底部板架弯曲应力2σ（龙骨面板）

（3）1σ+2σ+3σ（纵骨弯曲正应力）------->C

（4）1σ+2σ+3σ+4σ（外板弯曲正应力）-------->D

以纵骨架式船底板架为例，外板本身承受水压力时产生弯曲应力，然后将水压力传给纵骨，再由纵骨传给肋板。纵骨在传递水压力过程中将发生弯曲变形，与纵骨连接的外板部分又将随纵骨弯曲而产生弯曲应力

14.船体结构相当于一根空心梁，其总纵强度的计算方法与普通实心梁不同。其中必须考虑的两个特殊问题是什么？

答：船体作为空心梁，必须考虑的两个特殊问题：

（1）应力的多重作用，因为总纵弯曲和局部弯曲应力同时存在

（2）局部结构稳定性，防止船体板和骨架因刚度不足而失稳

15.何谓等值梁？在计算船体总纵弯曲正应力1σ的过程中，之所以要逐步近似的主要原因是什么？

答：在计算总纵弯曲应力1σ时，将实际船体结构视作一根具有和原结构相当抗弯刚度的实心直梁来处理，称为等值梁假设。原因：船舶在静水中通常并非处于平浮状态，为了得到船舶的实际平衡位置，必须通过逐步近似法进行纵倾调整，使浮力等于船舶重量，浮心纵向坐标与重心纵向坐标一致

16.船体总纵强度校核时，应如何选择计算剖面的数目及位置？