第二章总纵强度计算 - 1.ppt

板架弯曲应力而降低了它抵抗总纵弯曲应力的能力，所以第二次近似计算中去折减系数： 同时承受两种应力的构件，先承受板架弯曲压力，剩余的能力再来承受总纵弯曲应力 对于下甲板和水面以下的舷侧板，因其离中和轴较近，在第二次近似计算中只按承受总纵弯曲应力对待。 横骨架式 σE-横骨架式板的欧拉应力 σ1-总纵弯曲应力。 对于舷侧板和纵舱壁板，总纵弯曲应力是呈线性分布的，为计算方便，可将其分成若干块，在每块板内用其相应的平均应力值作为该板的压力 § 2-3 总纵弯曲应力第二次近似计算 设某构件需要进行折减的剖面积为 ，折减系数为 ，则修正面积为 把上面计算结果与第一次近似计算结果相加可得 修正后的船体剖面中和轴至参考轴的距离及剖面惯性矩为： 任一构件距中和轴的距离为： 任一构件第二次近似计算的总纵弯曲应力为： 如果第2次近似计算的总纵弯曲应力与第1次近似计算值相差不大于5％，则可用第2次近似计算值进行总纵强度校核，否则必须进行第3次近似计算。此时，可以用第2次近似计算的结果A1、B1、C1作为计算的基础。构件折减系数仍按上述公式确定，但应取第2次近似计算所得的应力作为σi；折减面积的修正量为： 其中 分别为按第2次及第1次近似计算结果确定的折减系数 § 2-4 局部弯曲应力计算 考虑到构件的多重作用，需要进行局部弯曲应力计算 船底板架应力计算 船底板架一般作为交叉梁系结构。 上图为一纵骨架式船底板架，板架宽度B取肋板组合剖面中和轴与内底边板相交点之间的距离，板架长度取舱长。 绗材组合剖面的带板宽度C1，用 或绗材间距C，取其小者；在带板宽度内的纵骨包括在计算剖面之内。 实肋板组合剖面的带板宽度a1，用B/6或肋板间距a，取其小者。 板架周界的固定条件，当舷侧为横骨架式时，可作为自由支持，在横舱壁处作为刚性固定。 对于舱长很短的板架，如舱长与板架计算宽度之比小于0.8时，决定这种板架中绗材的弯曲应力，可不必进行板架计算，而将中绗材当作单跨梁来处理。 板架结构的弯矩与板条梁弯矩的比值 越小，弯矩比值越大，即将中绗材作为单跨梁引起的误差越小，并且这个误差是偏安全的 对于长宽比小于0.8的板架，可以采用单跨梁的计算公式： 支座断面弯矩 跨长中点弯矩 :作用在中绗材上的载荷； q ：载荷强度； C：纵绗间距； l ：纵绗跨度。 中和轴距参考轴： 剖面对中和轴的惯性矩： 外板剖面模数： 内底板剖面模数： 中绗材的弯曲应力： 船体纵骨弯曲应力计算 船底纵骨由肋板支持，由于纵骨在结构上以及所承受的载荷对称于肋板的关系，可以把纵骨当作刚性固定在肋板上的单跨梁进行计算。 支座弯矩 跨中弯矩 a：纵骨跨距；b：纵骨间距；q：载荷强度，分别取中拱和中垂时的水压力。 在计算纵骨剖面要素时，带板宽度b1为纵骨间距或者跨长的1/6，取其小者。 纵骨弯曲应力： M：跨中或支座的弯矩；W：纵骨自由翼板或带板的剖面模数 船底板的弯曲应力计算 船底板被船底骨架分成矩形板格，在板的外表面上作用着均布的水压力。由于相邻板格在结构上及所承受的载荷均对称于支承周界，故船底板格可当作四周刚性固定的板进行计算。 纵骨架式板格 在总纵强度计算中，只计算沿船长方向的最大应力，即板短边中点和板中心点横剖面内的应力。 板中心点横剖面内的计算弯矩 短边中点横剖面内的计算弯矩 板中心点最大应力为： 板短边中点最大应力： 横骨架式板格 长边中点横剖面的最大应力 板中心点横剖面的最大应力 应力合成 取两个剖面应力值 在板的内外表面处最大、反号 板的弯曲应力σ4 取跨中和支座两个应力值 在纵骨高度范 围内线性变化 纵骨弯曲应力σ3 在一个肋距内可认为相同 在纵桁高度范 围内线性变化 板架弯曲应力σ2 在舱长范围内近 似不变 在型深高度范 围内线性变化 总纵弯曲应力σ1 纵向变化 垂向变化 各种应力成分均按互不相干的独立结构求出的，因而破坏了船体剖面中力的平衡条件；各类构件的作用及其应力性质是不同的，因此用迭加的应力值判断船体结构的强度也不尽合理。 § 2-5 船体总纵弯曲时的剪应力计算 对任一船体剖面来说，剪力N和惯性矩I是一定的，因此剪应力值随S/t而变化。对中和轴的静力矩S为最大值，通常剪应力亦为最大值。在板厚和静力矩突变处，剪应力值发生突变，由于S在中和轴两侧呈抛物线变化，因此剪应力亦呈抛物线变化。 船体结构左右对称，计算剪应力只需考虑半个剖面就行。图中，船体中心线处甲板没有与其他构件相连接，故该处剪力为零。这种结构相当于开式剖面。 图中结构具有双层底，为（部分）闭式结构，假定各纵桁与外底板处的剪应力为零，相当于在K、L点把纵桁腹板与外底板分开，于是闭式结构的双层底结构转化为开式结构。 有三道纵舱壁是完全的闭