船体局部强度实验.
船舶强度核算—局部强度的校核
“ Q”轮许用均布载荷和集中载荷一览表
某轮车辆许用甲板载荷
堆积负荷
船舶局部强度
三、用经验方法确定的允许负荷 1．上甲板： 允许负荷：
(kPa)
Hc—甲板设计堆高，重结构取1.5m,
轻结构取1.2m。
μ — 设计舱容系数。
三、用经验方法确定的允许负荷
2．中间甲板和底舱：
允许负荷：
实际值的计算
1）集中载荷 P ' 9.81W n
2）均布载荷
Pd
'
9.81 A
Pi
已知重量和底面积
已知高度和积载因数
Pd
'
9.81
hi SFi
四、船舶局部强度条件的校核
2．集装箱船局部强度条件的校核步骤：
1）计算实际值：Pc=∑Pi 2）查取允许值：Ps 3 ) 比较：Pc≤ Ps
四、保证满足船舶局部强度的措施
任务二： 局部强度校核
船舶局部强度
一、船舶局部强度概述 局部强度(local strength)： 船体结构具有抵抗在局部外力作用下产生的局部极度变形或损坏的
能力。 重点考虑的船体局部位置：甲板、平台、舱底、舷侧、舱口、首尾
等。 船舶必须满足局部强度条件。
船舶局部强度
二、局部强度的表示方法 许用符荷的表示方法： 船体局部的允许负荷量可在船舶有关资料中查取。 1．均布载荷：kPa 2．集中载荷：kN 3．车辆甲板负荷：车轮 4．堆积负荷：集装箱
1）考虑船龄
2）货物均匀分布
3）加横跨骨材的衬垫
4）舱盖上不装重货
5）散货平舱
6）控制落底速度
7）注意局部强度的校核
(kPa)
H d — 舱高。 无设计值时，取rc=0.72 t/m3, 重结构取rc=1.2 t/m3。 rc =1/μ
第三章：局部强度
船底板架
对于舱长很短的船底板架（例如，舱长与板架计算 宽度之比小于0.8时），为确定这种板架中桁材的 弯曲应力，可将中桁材当作单跨梁处理。 近年来，有限元方法的应用，使得过去近似计算中 的一些难题得以解决。例如船底板架中构件大小形 状等的不同，间距的不同等。但是在按有限元计算 板架强度时要注意下列事项： 1.构件计算尺寸应按实际外形选取，一般不作任何 假定和简化。
桁架：几何不变性由足够数量杆件来保证。桁架传 递的只是轴力。
计算简图和力学模型
工程上的实际问题并不是理想的刚架或者是桁架， 所以只能根据实际传递力的情况来判断用刚架还是 桁架来作为模型。船体肋骨框架各构件连接有肘板 连接，节点刚性极大，约束角位移，所以简化为刚 架，节点为刚性节点；工程上的桁架节点不是理想 的铰支，而是近似刚性节点，但仍简化为桁架计算， 是因为在对比轴力和弯曲内力后，前者远大于后者， 可以将后者忽略不计，故计算时仍按照铰支算。
船底板架
• 内底板结构分析
内底板要求：计算应力不与总纵弯曲应力合成叠加。 横骨架式内底和外底板一样，计算时考虑缩减。
甲板板架
上甲板是船体等值梁的上翼板，是保证总纵强度的 最重要组成部分之一。下甲板主要承受的是货物重 量，局部强度问题在这一部位尤为重要。 横向载荷是甲板板架局部强度计算的主要载荷，无 论是上甲板还是下甲板。横向载荷的主要来源是堆 积货物和甲板上浪，尤其是甲板上浪而造成的积水， 是一定要考虑的。 货船对露天甲板堆积木材有着规范规定，所有的计 算最后都要转化为水头高度来计算。
计算简图和力学模型
• 小结
确定结构计算的力学模型时， 确定结构计算的力学模型时，必须从实际出发和分 清主次。 清主次。 实际出发：考虑结构的布置和构造，了解结构受力 状态的实际情况；
半舱货船局部强度计算研究
３ 载 荷 与边 界 条件
３１ 计 算工 况 ． 根据 本船 正常 运行 情况 ， 定本船 １ 确 ０种工 作
２ 船舶 的有 限元计算模型
依 据结 构设 计 图纸 ，建立 中部 １ ／ 段＋ 舱 ２舱 １ 段 ＋ ／ 段 结 构（５ －７ ） １ ２舱 １拌 ５ 的三 维 有 限 元模 型（ 如
船 舶建造 之初 ，需要 运用 有 限元仿 真进 行 结 构 强度 校核 计算 。通 过有 限元 计算 ，节 约 建造 周
１ ； ： 在一 些过 渡 、 接处 采用 了少 量三角 形单 元 。 ２ 连 梁 单元 依 板单 元 的边建 立 ；梁单 元按 照设 计
期 ，确保 建造 安 全 。本 文 以半 舱货 船为 对 象展开 研 究 。对 该 半舱 货船 舱段 结构 进行 了详细 的有 限
第４ 期
机 电技术
１ ４ ３
半舱货船局部强度计算研 究
王修敏 仇远 旺 任 荣社 田野 吕运
（ 军 蚌 埠 士 官 学 校 机 电 系 ， 安 徽 蚌 埠 ２ ３ １） 海 ３ ０ ２
摘
要 ：半舱货船的主尺 度或结构构件 的选 取超 过规 范要求值 时，需要利用有限元软件 对半舱货船进 行局 部强度校
图 １ 示） 所 。计 算模 型 中采用 了以下 ２ 单 元 ：板 种
（ｈ ｌ单 元模 拟外 壳板 、 甲板 、 内底板 、内舷板 、 ｓｅ１ ）
载况 （ 表 ２所示 ） 如 。
表 ２ 船舶运行工况
腹板、 横舱壁、货舱围板等板壳结构；￣（ ａ） ｂｍ ｅ 单元模拟各种构件上的骨材。 模型中考虑了 船体
元建 模 ，利 用有 限元 分析 软件 ，根据 Ｃ ＣＳ规范 对
考 虑截 面 、方 向和 偏 心 。 结 构模 型 中共 有 ２ ８ ７ ２个节 点 、６ １ １７个单 元 、
船体极限强度试验及数值模拟研究
船体极限强度试验及数值模拟研究近年来，随着船舶设计技术的发展，船体极限强度的研究变得越来越重要。
船体极限强度是指一个船体在遭受恶劣海况作用后，能够抵抗有效力、安全运行的最小强度。
有效的船体极限强度研究，不仅有助于船舶设计评估、船舶结构强度安全性验证，而且对船体的研究也有重要的意义。
船体极限强度研究一般分为试验和数值模拟两种方法。
试验是实际模拟在海上条件下船体承受恶劣海况作用后所受到的作用力。
该试验是通过实验船体实测极限强度和表征船体极限强度的参数，从而获得船体极限强度的准确值。
数值模拟是通过用计算机建立船体极限强度研究的数学模型，模拟船体在恶劣海况作用后所受到的力，并计算船体的强度参数。
该方法可以有效地模拟复杂的海况作用，以及船体在弯曲、压缩、环向剪切等情况下的反应，从而准确地得出船体极限强度的真实值。
针对极限强度的研究，从实验的角度看，关键要考虑的因素包括船体结构形式、外形及尺寸、物料性能及构件设计、施工质量、放置状态等。
此外，还需要考虑海浪参数、潮汐参数、气象参数等条件，以及船体在恶劣海况作用下的极限强度变化规律。
而对于通过数值模拟来研究船体极限强度，关键要求是建立准确的有限元模型，根据船体的受力情况，按照计算机网格分解的方式，运用有限元技术对船体结构的极限强度实施数值模拟分析。
在实际应用中，船体极限强度的试验和数值模拟研究应该是相辅相成的，在校核船体极限强度时，应该采用综合测试方法，在试验结果与数值模拟结果相协调的前提下，最终确定船体的极限强度值。
只有采用这种方法，才能更准确地预测船体的极限强度，提高船体的质量水平，从而实现船体的安全性。
综上所述，在预测船体极限强度的过程中，试验和数值模拟的综合应用可以大大提高船体极限强度的精准度，从而更好地保障船舶安全运行。
船体极限强度试验及数值模拟研究
船体极限强度试验及数值模拟研究近年来，海洋信息化建设紧随政府倡导发展战略，随之而来的是船舶轻质化和安全高效化的趋势。
因而，船体极限强度研究显得尤为重要，可以有效降低船舶建造成本和损耗，促进船舶安全有效运营。
船体极限强度是船舶安全性能的重要指标，其试验可以给出更为准确的结果。
根据国际水上运输机构的规定，船体极限强度试验必须进行，以确保船舶结构的安全性。
船体极限强度试验是通过实验室环境下对船舶结构进行压力性能测试，以确定其承载能力。
此外，还可通过测试来确定船舶材料的曲应力、强度、延性以及产品的可靠性等性能指标，以评估船舶结构的安全性能。
随着海洋信息化的发展，数值模拟技术也被广泛应用于船体极限强度的研究中。
这种技术可以使用有限元分析方法，以模拟船体极限强度试验，得出准确的结果。
这一技术也可以更好地解析复杂的流体动力学场，如船舶在不同海浪环境下的行为特性，从而为船体极限强度试验提供更加准确的结果。
基于上述思路，研究者们提出了一种计算船体极限强度的数值模拟技术。
该模型采用有限元分析方法，更好地模拟实际试验情况，其定性和定量结果也更加准确。
这种技术可以分析复杂的流体动力学场，并解析船体极限强度测试结果，为船舶安全性能评估提供有效依据。
然而，有限元分析技术本身不是一种完美的技术，精度模型的建立也存在一定的局限性。
针对此，研究者们建立了一种以增加船体极限强度试验的准确性为主要任务的新方法。
该方法以结构安全性评估和数值模拟为基础，并采用模型识别和模型修正的方法，以确保数值模拟的精度，保证船舶安全性能的高效性。
总的来说，船体极限强度研究显得尤为重要，通过实验室环境下对船舶结构进行压力性能测试，可以确定其承载能力，从而提供安全有保障的船舶运营。
而数值模拟技术也被广泛应用于船体极限强度的研究中，研究者们提出了一种计算船体极限强度的数值模拟技术，此外还建立了一种以增加船体极限强度试验的准确性为主要任务的新方法，以便能够更好地解决复杂的流体动力学场，为船舶安全性能评估提供有效依据。
船体结构强度试验规范
船体结构强度试验规范1 范围本规范规定了舰船船体结构强度实船试验的试验方法。
本规范适用于舰船船体结构强度实船试验。
2 试验目的测定舰船船体结构强度,发现舰船设计和建造中出现的某些缺陷；检验理论预报的精度和可信度；保证舰船船体结构的可靠性。
3 试验仪器、设备3.1 保证船试验时必须提供保证船，该船应能在试验所要求的浪级下安全航行并履行其工作职责。
3.2 测试用仪器应选用具有多通道并能长期保存记录的电子测试系统。
通常由电阻应变片（传感器）、补偿片、静态或动态电阻应变仪（放大器）和记录器数据分析仪组成。
测试系统应具有良好满足被测物件要求的幅值线性，并能适应船上工作环境（温度、湿度及其它干扰）。
测试用仪表应按国家计量法的规定经过计量检定合格并处在规定的有效周期内，其量程和精度与试验检测的要求相适应。
试验前后应对所有仪器仪表检查、校验和标定。
在试验现场待试期间应保持良好状态。
3.3 测试仪器仪表的安装粘贴应变片前，待测部位表面要进行磨平和清洁处理。
应变片的粘贴（胶粘剂、粘贴、接线和保护涂层等）要严格按照制造厂说明书的要求进行。
应变片要粘贴牢靠，方向要正确，贴好的应变片应具有防水绝缘措施。
测试仪表应按照测试项目的要求及有关操作规程安装在合适的位置上，并有安全可靠的固定措施。
防止在试验过程中因松动、振动及外界环境等因素影响测试结果的正确性。
4 试验条件4.1 试验海区静力试验应选在无风无浪的缓流静水区域。
波浪中强度试验要求试验海区应开阔，海区水域应大于30 n mile X 30 n mile，海区应有足够水深，建议按表l选择试验海区的水深。
表l 试验海区的水深要求浪级 ３ ４ ５ 要求水深m ≥３０ ≥４５ ≥８０4.2 舰船状态4.2.1 静力试验测试前舰船应处于空载状态。
4.2.2 试验前后应检查并记录舰船的艏艉吃水，估算舰船的排水量，重心高度，横稳心高等。
5 试验项目5.1 波浪用测波仪测量波浪长度，波高，波的周期等，在罗经上判断浪向并记录。
船体强度研究现状及对船舶航行的意义
船体强度研究现状及对船舶航行的意义摘要：近些年来，在我国科技不断发展的背景之下，越来越多的先进船舶被研发出来，但是在船舶制造技术的不断发展之下，船舶的强度问题越发成为被人们所广泛关注的话题。
船舶在航行的过程中都在承受着各个方面的力，因此船体的强度对于船舶的使用而言具有重要意义。
因此本文围绕船体强度以及船体强度对船舶行业的意义展开研究。
关键词：船体强度研究现状船舶航行一、船体强度的研究意义船只在制造的过程中，由于制造材料自身缺陷、制造工艺等原因会使船舶在制造的过程中产生残余应力。
并且船舶再投入使用之后会受到风、浪等外在的作用力，总的来说，船舶在使用的过程中随时都在受力。
那么对于船舶的使用而言，使用的安全行是最为重要的，只有在保障安全使用的前提下才能够体改它的经济性能与使用功能。
不同类型的船舶有着不同的结构，所以船舶的受力情况是不相同的。
以散货船只为例，散货船只所载的货物与装载受力情况使得散货船只比其他船只更容易老化，因此这就在一定程度上增加了发生事故的概率，其中装载量达到两万吨以上的船只与散装固体重货的船只发生事故的情况最多。
据相关数据显示，散货船只在恶劣的海况下行驶，由于结构损坏而引发货舱浸水从而导致船只沉没是事故的主要原因。
对于集装箱船只而言，其为了保障高效率的装卸，货舱的开口将会非常大，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、杨氏模量、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。
二、船体强度的研究现状2．1船体强度数值计算概述船体结构有着不同的模型单元，例如纵骨、肋板、加强板、分段、总体。
对船体结构的受力状态分析，主要采用有限元软件，建立模型单元，对船舶结构进行有限元分析是一项复杂的系统工程。
模型范围、单元类型和尺寸、边界条件、加载方式的选取和初始缺陷的模拟等工作必须合理有效，否则直接影响计算效率和精度。
3船体局部强度及设计分析
3船体局部强度及设计分析船体是船舶的主体结构，必须具备足够的强度来承受各种静力和动力荷载。
船体的设计分析是为了确保船舶能够在各种工况下保持稳定和安全。
本文将对船体局部强度及设计进行详细分析。
首先，船体局部强度的设计要考虑到各种荷载条件，包括船体结构自重、载重荷载、海浪荷载、冰荷载等。
船体结构的自重是指船舶各部分结构的重量，包括船体钢结构、设备、货物等。
在设计时，需要考虑到船舶的设计船型、船舶使用的材料和施工工艺等因素，以确保其自重能够合理分布并得到有效支撑。
其次，船体的强度设计还需要考虑到各种荷载条件下的应力和变形问题。
船舶在载重荷载作用下会产生垂直和水平方向上的应力，这些应力需要被结构材料所承受。
同时，船舶在航行过程中还会受到海浪力的作用，这需要通过船体的设计来减小波浪对船舶结构的影响。
此外，对于在极寒地区航行的船舶，还需要考虑到冰荷载的影响，确保船舶的结构能够抵御冰的碰撞和压力。
在船体局部强度的设计中，为了提高船舶的安全性能，还需要进行局部应力和材料的疲劳分析。
疲劳是由于连续荷载的作用而导致结构材料发生裂纹和断裂的现象。
船舶在航行过程中会受到反复变化的荷载作用，因此需要对结构材料进行疲劳分析，以确保其能够经受住长期的使用。
在船体设计分析中，还需要注意各个局部结构之间的连接方式和强度设计。
船体的不同局部结构需要通过特定的连接方式来保证整体的强度和稳定性。
连接方式可以采用焊接、螺栓连接等，需要考虑到连接部位的强度和刚度，以及船体不同局部结构之间的相互影响。
总之，船体局部强度及设计分析是船舶设计中十分关键的一部分。
只有通过合理的设计和分析，才能保证船体的强度，以及在各种工况下的稳定性和安全性能。
随着船舶设计和建造技术的不断进步，船体局部强度及设计分析也将不断发展和完善，为船舶的安全运行提供更好的支持。
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船体局部强度实验
一、目的和要求
通过实验，可以在学会船体总纵强度的计算方法、学习测量结构应力的电测实验方法的基础上，了解除总纵强度以外的船体局部强度的测量方法及分析方法。
二、实验原理
把船体作为一等效船体梁，当船体梁受到中拱或中垂弯矩弯曲时，可以计算出梁上各测点处的应力；也可以用电阻应变片测量出各测点处的应力。
计算各测点处的应力σi=MZi / I
但是，船体结构上，有些部位不符合等效梁的理论，用等效梁理论不能计算出其应力状态，比如，上建不是百分之百参加总纵强度，横仓壁上的应力是如何分布，外板与板架的应力又如何分布，等等，只能用测量的方法测出来。
测量方法用得最多的是电测法。
电测法，即电阻应变片测量应变方法。
其原理是：把应变片牢固的粘贴在构件的测点上，当构件被加上载荷时，就会变形，不是伸长就是缩短，应变片也随着一起变形，应变片伸长时其电阻值增大，应变片缩短时其电阻值减小，把应变片接成电桥，就可以得到电信号，再经放大和显示，即可得到微应变读数。
再用虎克定理即可求出测点处的应力。
三、实验装置
1.钢质结构船模
2.程控电阻应变仪
3.船模加载架
4.油压加载机
5.压力传感器及显示器
6.直尺及工具
图3-1 钢质结构船模
图3-2 程控电阻应变仪（主机）
图3-3 船模加载架
图3-4 油压加载机
图3-5 压力传感器及显示器四、实验步骤
电测法测量船体总纵弯曲应力的一般步骤为：
1、根据相似理论，设计和制作船模。
本次实验船模为大开口驳船型式，钢质，尺度为8.5m×1.6m×0.9m。
记录各构件的尺寸。
2、设置应变片测点，粘贴应变片。
在船模测试段上取一横剖面，分别在底板、船侧板、主甲板上布置测点。
均为单向片。
计算应力的相应点与应变测点一致。
并记录每个测点编号的位置尺寸。
图2 测试剖面构件尺寸及测点布置
3、安装船模。
把船模装在特制的加载架上，用油压千斤顶加载并用力传感器监测。
记录加载的有关尺寸。
为了消除新加工结构的内应力，最好加卸载110%载荷三次以上。
本次船模试验的总纵弯矩取PL=80×120=9600KNcm。
4、接通静态应变仪及测量电路，调试，全部准备就绪后预热仪器30分钟。
注意使用仪器前没人指导操作就一定要看懂说明书再操作。
5、建立零工况：加载载荷调到零，清除其它所有干扰力，仪器自动平衡（采零）。
也可以预加部分载荷调零，其作用是消除安装不平稳引起的受力不均，削除内应力。
6、正式加载：把设计载荷分成几级，逐级加载测量，然后逐级卸载测量。
分级加卸载测量可以在实验过程中观察构件应变的线性和重复性，及时发现和解决问题。
详细记录每次试验的储存页面、加载工况、试验时刻、环境温度等。
7、载荷回零的工况一定要测出，根据回零应变，可以看出是否有残余应变，仪器是否有温度漂移。
8、确认没有其它问题后清理现场。
五、实验结果与计算
1、实验数据可以在程控应变仪上打印出来，也可以送进微机用Excel电子表格取
出。
2、实验测得的微应变要经过温度漂移修正、导线电阻影响修正、以及其它必须的
修正，才能进行计算。
计算就是用虎克定理、广义虎克定理根据应变求应力。
3、选取某一比例，画出船模横剖面图（取半个横剖面）（建议用方格纸）。
图3 应力分布曲线
4、根据表3的测量应力，在同一船模横剖面图上按同一比例尺（1cm=？Mpa）绘
出甲板上、外侧壁上、内侧壁上、外底板上、内底板上、仓口上几条测量应力分布曲线。
5、写出分析及结论；写一些学习体会。
分析内容主要有：①上建和仓口围板是如
何参加总纵强度的？②双底双壳的作用？③上建和仓口围板的应力分布形式；④上建和仓口围板应如何布置才合理？
六、实验分析与讨论
1. 上建的强度与哪些因素有关？
2. 上建做强了会带来哪些问题？
七、参考资料：
表1：测量记录
测点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 …测点高度
cm
应变读数第1次
第2次
第3次
回0值
修正值
测量应力σi=Eεi
1.。