船舶结构力学PPT号
合集下载
船体结构强PPT课件
剖面模数的确定
3、舱口围板 如果舱口围板的长度大于船舶的型深，则舱口围板的中 部可以认为参与总弯曲，其面积可以计入剖面抗弯几何 特性。 最后，个别开口需按照强度计算的相关规定来决定是否 扣除，如纵向连续构件上的人孔，舷窗等。当开口大于 腹板高度20%时，应注意扣除
第9页/共49页
船体总纵弯曲应力第一次近似计算
计算剖面的确定
一般确定计算剖面的原则如下： 4、结构形状或断面积突变处：机舱前段、舱口、上 层建筑端部； 5、对于结构强度无把握的剖面； 6、规范上特别要求计算的剖面，如集装箱船开口区 域至少要计算5个剖面。
第3页/共49页
船体总纵弯曲应力第一次近似计算
剖面模数的确定
首先要确定哪些构件能够有效地参加抵抗总纵弯曲变 形，亦即哪些构件可以计入计算剖面； 由于船体中构件的长短和构件所处的位置不同，其参 与总纵弯曲的效率或程度是不同的。这就是船体构件参 与总纵弯曲的效率的问题。
总纵弯曲应力第一次近似计算
中和轴至强力甲板和船底的垂直距离分别为Zd和Zb，则 强力甲板和船底处的剖面模数为分别为
Wd
I Zd
, Wb
I Zb
甲板剖面模数：横剖面上甲板离中和轴最远，甲板处 剖面模数最小，甲板处剖面模数是衡量船体强度的重要 指标。（最小剖面模数）
船底剖面模数：船底离中和轴距离小于甲板，但是船 底收到总纵弯曲，还承受较大的局部载荷。
船体总纵弯曲应力第二次近似计算
构件稳定性及临界应力计算
板的临界应力计算 1、横骨架式 （1）甲板板：四边自由支持 （2）船底板和内底板：板格的纵边自由支持，肋板位置 弹性固定 （3）舷顶列板和甲板边板：三边自由支持，一边完全自 由 （4）舷侧外板：四边自由支持
第28页/共49页
3、舱口围板 如果舱口围板的长度大于船舶的型深，则舱口围板的中 部可以认为参与总弯曲，其面积可以计入剖面抗弯几何 特性。 最后，个别开口需按照强度计算的相关规定来决定是否 扣除，如纵向连续构件上的人孔，舷窗等。当开口大于 腹板高度20%时，应注意扣除
第9页/共49页
船体总纵弯曲应力第一次近似计算
计算剖面的确定
一般确定计算剖面的原则如下： 4、结构形状或断面积突变处：机舱前段、舱口、上 层建筑端部； 5、对于结构强度无把握的剖面； 6、规范上特别要求计算的剖面，如集装箱船开口区 域至少要计算5个剖面。
第3页/共49页
船体总纵弯曲应力第一次近似计算
剖面模数的确定
首先要确定哪些构件能够有效地参加抵抗总纵弯曲变 形，亦即哪些构件可以计入计算剖面； 由于船体中构件的长短和构件所处的位置不同，其参 与总纵弯曲的效率或程度是不同的。这就是船体构件参 与总纵弯曲的效率的问题。
总纵弯曲应力第一次近似计算
中和轴至强力甲板和船底的垂直距离分别为Zd和Zb，则 强力甲板和船底处的剖面模数为分别为
Wd
I Zd
, Wb
I Zb
甲板剖面模数：横剖面上甲板离中和轴最远，甲板处 剖面模数最小，甲板处剖面模数是衡量船体强度的重要 指标。（最小剖面模数）
船底剖面模数：船底离中和轴距离小于甲板，但是船 底收到总纵弯曲，还承受较大的局部载荷。
船体总纵弯曲应力第二次近似计算
构件稳定性及临界应力计算
板的临界应力计算 1、横骨架式 （1）甲板板：四边自由支持 （2）船底板和内底板：板格的纵边自由支持，肋板位置 弹性固定 （3）舷顶列板和甲板边板：三边自由支持，一边完全自 由 （4）舷侧外板：四边自由支持
第28页/共49页
第2章 船体结构(修改版)ppt课件
有焊接和铆接二种。目前在船舶修造中基本都采用焊接法。
1.焊接
对连接构件采用局部加热，使之达到液态或接近液态而熔接的过程。焊 接的方法主要有电弧焊和气焊。电弧焊俗称电焊，是以电弧作加热源， 工作效率高，使用方便，应用最广。气焊是以氧乙炔气燃烧作加热源， 主要用于对薄板及有色金属的焊接和铸钢的补焊。
焊接连接的种类主要有对接、角接、搭接、塞焊和端接，相应的焊缝种 类有对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝、塞焊缝及端接焊缝。
整理版课件
14
二、船用钢材的应用类型及其标注方法
1.船用钢材的应用类型
• 船用钢材在实际应用时主要有以下几种类型： 1)钢板
• 是船体结构的主要组成部分，约占60%～65%。一般厚度≤4mm的钢板 称 为薄板，4mm以上的称为厚板。船用钢板的尺寸范围一般为：厚 6mm～10mm、宽1200mm～3000mm、长6000mm～14000mm。
整理版课件
24
一、概述
1)作用在船体上的力： 无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地
受到各种力的作用，归纳起来主要有：重力、浮力、货物的 负载、水压力、波浪冲击力、扭力(如斜浪航行、货载对纵中 线左右不对称等)、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力 及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产 生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。
整理版课件
10
• 当船长≥90m时，船体结构用钢应符合上表要求，当船长＜ 90m时，船体结构用钢一般可使用A/AH钢级(许用压力是 360MPa的H高强度A级船用钢 )。
整理版课件
11
结合船体构件的厚度与材料级别，可查 “各材料级别要求的钢级”表 得应采用的钢级(钢材)。如：
若使用一般强度船体结构钢，且材料级别为Ⅰ级，则当板厚大于40mm 时，应使用D级钢。
1.焊接
对连接构件采用局部加热，使之达到液态或接近液态而熔接的过程。焊 接的方法主要有电弧焊和气焊。电弧焊俗称电焊，是以电弧作加热源， 工作效率高，使用方便，应用最广。气焊是以氧乙炔气燃烧作加热源， 主要用于对薄板及有色金属的焊接和铸钢的补焊。
焊接连接的种类主要有对接、角接、搭接、塞焊和端接，相应的焊缝种 类有对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝、塞焊缝及端接焊缝。
整理版课件
14
二、船用钢材的应用类型及其标注方法
1.船用钢材的应用类型
• 船用钢材在实际应用时主要有以下几种类型： 1)钢板
• 是船体结构的主要组成部分，约占60%～65%。一般厚度≤4mm的钢板 称 为薄板，4mm以上的称为厚板。船用钢板的尺寸范围一般为：厚 6mm～10mm、宽1200mm～3000mm、长6000mm～14000mm。
整理版课件
24
一、概述
1)作用在船体上的力： 无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地
受到各种力的作用，归纳起来主要有：重力、浮力、货物的 负载、水压力、波浪冲击力、扭力(如斜浪航行、货载对纵中 线左右不对称等)、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力 及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产 生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。
整理版课件
10
• 当船长≥90m时，船体结构用钢应符合上表要求，当船长＜ 90m时，船体结构用钢一般可使用A/AH钢级(许用压力是 360MPa的H高强度A级船用钢 )。
整理版课件
11
结合船体构件的厚度与材料级别，可查 “各材料级别要求的钢级”表 得应采用的钢级(钢材)。如：
若使用一般强度船体结构钢，且材料级别为Ⅰ级，则当板厚大于40mm 时，应使用D级钢。
第三章船舶结构强度与结构设计(使用精品PPT课件
船舶摇摆引起的扭矩
Logo
5、横摇扭矩曲线的计算和绘制 （1）计算单位长度剖面的惯性矩
i mr2da A
曲线1
（2）积分得当每个站段的转动惯量得曲线2：
2、提高扭转刚度的结构措施
Company Logo
扭转强度计算的必要性
Logo
Company Logo
扭转强度计算的必要性
Logo
3、船体扭转强度计算的方法与步骤
1）确定扭矩产生的原因，计算扭矩；
2）根据横剖面结构的布置，确定扭转刚度严重 消弱的剖面，计算该剖面的船体抗扭惯性矩；
3）计算扭转剪应力 计算模型：船体梁模型，按照总强度第一次总弯 曲应力的计算方法，将船体简化为梁模型，计算剖 面的抗扭特性。
Company Logo
船舶摇摆引起的扭矩
Logo
▪ 船舶摇摆引起的扭矩
船舶在波浪上横摇时，横摇加速度引起惯性力，
产生扭矩。
Company Logo
船舶摇摆引起的扭矩
Logo
图 横摇运动产生的惯性力：离心力和切向力
Company Logo
船舶摇摆引起的扭矩
Logo
扭转轴：通过全船重心的纵轴。
1、离心力对于扭转轴的回转力矩=0
Logo
x 尾端点为自由端，扭矩等于零。则距离尾端点
x
x
T(x)cdx0cdx0vedx
首端点扭矩为零，即
L
T 0 cdx0
船舶的扭矩曲线和分布扭矩曲线为：
Company Logo
作用在船体上的扭转外力
Logo
图 波浪扭矩曲线的和分布扭矩曲线
Company Logo
作用在船体上的扭转外力
扭矩曲线的斜率等于分布扭矩曲线：
船舶结构课件第章 船舶常识
钻 井 船
船舶结构
平 台
船舶结构
半 潜 式 钻 井 平 台 工 作 状 态
2019/11/30
适合在1500米船舶以结构下水深作业
2019/11/30
坐底式钻井平台
船舶结构
我国自行设计建造的自行走坐底式钻井平台
2019/11/30
船舶结构
2019/11/30
导 管 架 式 钻 井 平 台
船舶结构
2019/11/30
自 升 式 钻 井 平 台
船舶结构
海洋石油平台之生产类
2019/11/30
导 管 架 式 平 台
船舶结构
导管架式平台生产状态
2019/11/30
船舶结构
2019/11/30
牵 索 塔 式 生 产 平 台
船舶结构
张力腿生产平台
2019/11/30
十九、海洋工程船
• 海洋石油平台
钻井类 生产类 钻井生产复合类
• 平台配套船舶
供应船 工作船 交通船 浮式生产储油船
2019/11/30
船舶结构
海洋石油平台之钻井类
• 钻井船：从事油井钻探业务，适合在数千米水深环境 下工作
2019/11/30
船舶结构
2019/11/30
船舶结构
2019/11/30
小 型 张 力 腿 生 产 平 台
船舶结构
SPAR生产平台
2019/11/30
船舶结构
平台配套船舶
• 为平台生产服务的船舶
2019/11/30
浮式生产储船油舶结船构 （FPSO）
三用工作船
2019/11/30
船舶结构
平台供应船
船舶与海洋工程结构物强度课件
船舶与海洋工程结构物强度课件船舶与海洋工程结构物强度是海洋工程领域中非常重要的课程，涉及到船舶和海洋工程结构物的设计、建造和运行过程中所需的强度学知识。
这门课程通常包括以下内容：1. 结构力学基础，介绍结构力学的基本原理，如受力分析、应力、应变、材料力学等，为后续学习提供基础。
2. 船舶结构强度，讲解船舶结构的设计原理、材料选择、受力分析等，包括船体、甲板、舱壁等部位的强度计算和评估。
3. 海洋工程结构物强度，涵盖海洋平台、海底管道、海洋风电等结构物的强度设计与评估，考虑海洋环境、载荷、材料等因素。
4. 疲劳与断裂力学，介绍材料疲劳与断裂的基本理论，以及在船舶与海洋工程结构中的应用和影响。
5. 结构可靠性与安全评估，讲解结构可靠性理论，以及如何对船舶和海洋工程结构进行安全评估和风险分析。
这门课程的学习对于从事船舶与海洋工程结构设计、工程管理、海洋资源开发等领域的工程师和研究人员来说至关重要。
学生通过学习这门课程可以掌握船舶与海洋工程结构物的强度设计与评估方法，提高工程实践能力，为相关领域的发展和创新做出贡献。
在课件设计方面，通常会包括理论讲解、案例分析、实例演练等多种教学手段，以帮助学生深入理解课程内容。
课件可能包括文字、图片、表格、动画等多种形式，以便更好地呈现和解释相关的知识点和案例。
同时，课件设计也应该注重与工程实际的结合，引入真实的工程案例和实践经验，帮助学生将理论知识应用到实际工程中去。
总的来说，船舶与海洋工程结构物强度课件应该全面系统地介绍相关的理论知识和实际应用，帮助学生掌握强度设计与评估的基本原理和方法，培养工程实践能力，促进相关领域的发展与创新。
船舶强度与结构设计多媒体课件第二章PPT课件
22
））（（
）） 算剖面 （ 算剖面 （ 33
）） 力矩（ 力矩（
）） 性矩（ 性矩（
——
离基 （离基 （
ZZ ii
第8页/共33页 AA
BB
）） CC
iZACZABAA
+===
ii
iiiii 02
)(
Exit
Pre
Next
' Z
i
44
’’ii zz
55
BCACIZZAB εεε
= = ==
22' ii
Exit
Pre
Next
船中非 构件参加总 曲的有效性取决于本身的长船中非
构件参加总 曲的有效性取决于本身的长度及与主 体的
情况。度及与主体的 情况。（（
算剖面 算剖面船口
板、 桁等 向构件可 入船体梁剖面 算船口
板、 桁等 向构件可 入船体梁剖面 算中，但除外机座 桁和其它加强 桁不
入。中，但除外机座 桁和其它加强 桁不
第9页/共33页
)(2)(2
II
A
Exit
Pre
Next
WW j m in
66
WW jj
WW dd
““
WW
WW
jj
m inm in
WW jj
第10页/共33页
ZIWZIW
=
<W<W
dd ””
Exit
Pre
Next
ZIM '
σ =
ii
第11页/共33页
Exit
既有最大的船口或其它既有最大的船 口或其 它 口的剖面，如机 、
口剖面。 口的剖面，如机 、
船体结构ppt课件
甲板中是最厚的甲板； ➢ 沿船长方向 在船体中部0.4L船长区域内，强力甲板板最厚，向首、尾两端逐渐减薄； ➢ 沿横向 甲板边板（在强力甲板中，沿着舷边的一列钢板）最厚，这是由于甲板边板位于舷边折角处，易
引起应力集中，舷边又经常积水锈蚀严重的缘故； ➢ 最薄的钢板 在舱口之间的甲板板最薄，因被舱口切断不连续，不能参与总纵弯曲；
甲板上得入孔
采用圆形或椭圆形的入孔，一般勿须采取加强措施，但椭圆形入孔的长轴要沿着船长方 向。
货舱开口等矩形大开口
矩形开口的长边是沿船长方向布置的，开口的四个角隅做成圆形或椭圆形，在开口角隅 处的甲板板要用加厚板或覆板予以加强。
；.
12
4 骨架 船体结构若按结构中骨架的排列方式分布分为
骨架
横骨架式船体结 构
压载水舱 船舶主要液舱 ；.
滑油舱 滑油循环舱 其他液舱
20
谢谢
；.
21
；.
8
（5）外板展开图
＊ 外板展开图简介 ＊ 定义：表示全船外板的每块钢板的位置、
大小、厚度和形状的图纸； ＊ 尺寸：外板的横向尺寸是实际长度，而
纵向尺寸是投影长度； ＊ 替代：习惯上是绘制右舷的外板展开图，
替代全船的外板展开图；
；.
9
3 甲板板
在船体总纵弯曲时承担着最大抵抗力的甲板，称为强力甲板 (1)甲板板的厚度分布 ➢ 多层甲板 强力甲板(或上甲板)距中和轴最远，是承担总纵弯曲应力作用的主要甲板，故强力甲板板在各层
❖ 锚链筒出口处，舷侧货舱门的周围 ❖ 外板的连续件发生突然变化的部位，桥楼两端的舷侧外板 ❖ 与尾柱连接的外板，尾轴架托掌固定处的外板 ❖ 船首部位受波浪砰击力作用的船底外板和舷侧外板等处 （4）外板作用
引起应力集中，舷边又经常积水锈蚀严重的缘故； ➢ 最薄的钢板 在舱口之间的甲板板最薄，因被舱口切断不连续，不能参与总纵弯曲；
甲板上得入孔
采用圆形或椭圆形的入孔，一般勿须采取加强措施，但椭圆形入孔的长轴要沿着船长方 向。
货舱开口等矩形大开口
矩形开口的长边是沿船长方向布置的，开口的四个角隅做成圆形或椭圆形，在开口角隅 处的甲板板要用加厚板或覆板予以加强。
；.
12
4 骨架 船体结构若按结构中骨架的排列方式分布分为
骨架
横骨架式船体结 构
压载水舱 船舶主要液舱 ；.
滑油舱 滑油循环舱 其他液舱
20
谢谢
；.
21
；.
8
（5）外板展开图
＊ 外板展开图简介 ＊ 定义：表示全船外板的每块钢板的位置、
大小、厚度和形状的图纸； ＊ 尺寸：外板的横向尺寸是实际长度，而
纵向尺寸是投影长度； ＊ 替代：习惯上是绘制右舷的外板展开图，
替代全船的外板展开图；
；.
9
3 甲板板
在船体总纵弯曲时承担着最大抵抗力的甲板，称为强力甲板 (1)甲板板的厚度分布 ➢ 多层甲板 强力甲板(或上甲板)距中和轴最远，是承担总纵弯曲应力作用的主要甲板，故强力甲板板在各层
❖ 锚链筒出口处，舷侧货舱门的周围 ❖ 外板的连续件发生突然变化的部位，桥楼两端的舷侧外板 ❖ 与尾柱连接的外板，尾轴架托掌固定处的外板 ❖ 船首部位受波浪砰击力作用的船底外板和舷侧外板等处 （4）外板作用
船舶结构用钢ppt课件
▪ D —(-20℃); E —(-40℃)
一般强度船体结构用钢力学性能
钢材 σs
σb
等级 不小于MPa 不小于MPa
δ5 不小于
%
冲击试验 温度
℃
A
235
400~520
22
20
B
235
400~520
22
0
D
235
400~520
22
-20
E
235
400~520
22
-40
▪ （分23）个高强强度度级船别体(32结、构3用6、钢4：0)按，最每小一σ强s度划
7.6 船舶结构用钢
重点：船舶结构用钢的分类、牌号和用途 ▪ 牌号极易混淆！
1 船体结构用钢
▪ 特点：好的冷变形性能和焊接性能，一定 的强度、耐蚀性、韧性（特别是好的低温韧
性）。均属低碳优质结构钢。
▪ 牌号： ▪ （1）一般强度船体结构用钢： ▪ A、B、D、E4个等级，
▪ σs:235MPa; σb:400~520MPa; ▪ A—(20℃) ; B —(0℃) ;
390 510~650
20
-40
F40
390 510~650
20
-60
2.焊接结构高强度淬火回火钢
▪ 按最小屈服点划分6个强度级别 (420/460/500/550/620/690)，每一强度级别 又按其冲击韧性分为A/D/ E /F(冲击实验温 度:0℃/ -20℃/-40℃/-60℃)。
▪ 牌号：A420、D420、E420、F420
▪ ▪ ▪
级ADF343别602（（（又σσσ按sss≥≥≥a333k59分1505为MMMPPPAaaa、）））D、、、E、F
一般强度船体结构用钢力学性能
钢材 σs
σb
等级 不小于MPa 不小于MPa
δ5 不小于
%
冲击试验 温度
℃
A
235
400~520
22
20
B
235
400~520
22
0
D
235
400~520
22
-20
E
235
400~520
22
-40
▪ （分23）个高强强度度级船别体(32结、构3用6、钢4：0)按，最每小一σ强s度划
7.6 船舶结构用钢
重点：船舶结构用钢的分类、牌号和用途 ▪ 牌号极易混淆！
1 船体结构用钢
▪ 特点：好的冷变形性能和焊接性能，一定 的强度、耐蚀性、韧性（特别是好的低温韧
性）。均属低碳优质结构钢。
▪ 牌号： ▪ （1）一般强度船体结构用钢： ▪ A、B、D、E4个等级，
▪ σs:235MPa; σb:400~520MPa; ▪ A—(20℃) ; B —(0℃) ;
390 510~650
20
-40
F40
390 510~650
20
-60
2.焊接结构高强度淬火回火钢
▪ 按最小屈服点划分6个强度级别 (420/460/500/550/620/690)，每一强度级别 又按其冲击韧性分为A/D/ E /F(冲击实验温 度:0℃/ -20℃/-40℃/-60℃)。
▪ 牌号：A420、D420、E420、F420
▪ ▪ ▪
级ADF343别602（（（又σσσ按sss≥≥≥a333k59分1505为MMMPPPAaaa、）））D、、、E、F