船舶结构与强度设计-第2章.pptx
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1、2 剖面惯性矩 I 计算矩形剖面惯性矩组合剖面惯性矩列表计算参考轴取面板上表面。零件编号尺寸mm剖面积cm2距参考轴距离cm对参考轴一次矩cm3对参考轴二次矩cm4自身惯性矩cm411802036136361224201667.2231545.635548.89878.438002016045720032400053.3求和263.2-8781.6369528.5ABC总面积:A=263.2cm2对参考轴一次矩:B=8781.6cm3对参考轴二次矩:C=369463.2+65.3=369528.5cm4中性轴距参考轴:E=B/A=33.4cm对中性轴惯性矩:I=CA*E2=76532.7cm4
2、对面板上表面剖面模数:W=I/E=2294cm3如果不考虑面板和带板自身惯性矩65.3cm3,则C1=369463.2cm4I1=C1A*E2=76467.4cm4对面板上表面剖面模数:W1=I1/E=2292cm3中国规范公式中国规范公式:W=2287cm3,误差 7/2294=0.3%3 应力计算如果梁弯矩M=275kNm,剪力Q=380kN。最大弯曲应力:中和轴处腹板剪应力最大。中和轴以上剖面对中和轴静矩:S=33.41.633.4/2+36(33.4+1)=892.4+1238.4=2130.8cm3中和轴处腹板剪应力作业:梁剖面如图,梁作用弯矩M=150000Nm,列表计算剖面模数,
3、计算面板上表面和带板下表面弯曲应力。第2节 船体弯矩和剪力计算 1.计算船体总强度理论基础 船舶航行在海上,重力和海水作用力沿船长分布不一致,船体将发生总纵弯曲变形。由于总强度计算把船体可看作一根梁,因此可采用梁理论,即船体剖面上弯曲应力:船体总强度理论很简单,关键要确定出作用在船体梁上的弯矩弯矩和船体梁的剖面模数剖面模数。作用在船体梁上的弯矩:M=Ms+Mw 式中 M总弯矩;Ms静水弯矩,与重力及其船长分布有关 Mw波浪弯矩,与波形范围内的船外形和波浪要素有关。船体剖面上的剪力:N=Ns+Nw Ns静水剪力 Nw波浪剪力2.静水剪力和弯矩计算 船舶漂浮在静水中,总体上重力与浮力平衡,但二者分
4、布不一致。(1)载荷分布载荷分布重力分布w(x),浮力分布b(x)载荷分布:q(x)=w(x)b(x)载荷重力浮力(分布不是合力)船舶的重力分布和浮力分布如何计算?(2)剪力曲线(3)弯矩曲线静水剪力和弯矩算例 方驳长80米,宽10米,深6米,空船在淡水中吃水3米。沿船长等分四个舱,中间两舱各均匀装载货物400吨。画出该装载情况下载荷、剪力和弯矩曲线。空船重量:801032400t货物重量:4002800t总重量:2400+8003200t浮力分布b(x):3200/8040t/m(0 x80)空船重量分布w1(x):2400/8030t/m(0 x80)货物重量分布w2(x):400/202
5、0t/m(20 x60)x-轴原点在船尾剪力曲线任一剖面剪力=端面到该断面所有载荷之和0m断面:N(0)=0t20m断面:N(20)=-1020=-200t40m断面:N(40)=-200+200=0t60m断面:N(60)=0+200=200t80m断面:N(80)=200200=0t载荷曲线 q(x)=w(x)b(x)每一计算站内重力与浮力相减弯矩曲线断面弯矩=端面到该断面所有力矩之和(力矩符号规定:顺时针为正,弯矩中拱为正,从右端算起)0m断面:M(0)=0t.m10m断面:M(10)=500t.m20m断面:M(20)=2000t.m30m断面:M(30)=3500t.m40m断面:M
6、(40)=4000t.m50m断面:M(50)=3500t.m60m断面:M(60)=2000t.m70m断面:M(70)=500t.m80m断面:M(80)=0t.m3.3.实际重量曲线计算实际重量曲线计算 重量曲线:重量曲线:船舶在某一装载状态下,全船重量沿船长的分布曲线。通常将船舶重量按20站分布,按每站内均布重量做出阶梯形重量曲线。(见教材图1-3,P6)船舶重量由许多项组成。绘制重量曲线原则:绘制重量曲线原则:每一项重量的重心在船长方向坐标不变,其分布范围与实际大体相符,每站内重量均布。把每一站内所有重量相加,得到全船全船重量曲线。重量曲线。全船重量曲线所代表的重量等于全船重量,重心
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