第四章船舶结构强度与结构设计课件（使用.pptxVIP

2413型材剖面设计待定型材的稳定性计算船体结构设计概述本节内容Company Logo船体结构设计概述 船舶设计过程 合同设计，初步设计，详细设计，生产设计，完工设计。 合同设计：谈判，初步的技术指标，船用途、主尺度、航速、主机、工期； 初步设计：丰满合同设计的各项指标。具体表现：型线图，总布置图，外板展开图，以及一系列计算书（浮性、稳性，快速性，耐波性，安全性） 详细设计：完善除生产过程外的所有准备技术工作。如：肋骨型线图，分段结构图。Company Logo船体结构设计概述 完工设计：归档存档 船舶主尺度、船体型线、船舶建筑形式、甲板层数、内底分布、舱壁位置，最初确定的。 结构设计的任务是在上面的基础上决定船体结构形式、构件尺寸和连接方法。成功的设计乃是合理地选择结构材料，保证结构具有必须的强度和刚性的情况下，使结构重量最轻。Company Logo船体结构设计概述 规范设计法：简便，安全，不易反应具体船舶特点、新技术成果，适用于常规的民船 直接规范设计和间接规范设计，前者根据船型、船籍和主尺度直接查规范确定结构形式和构件尺寸，后者是参考母型，取构件尺寸，根据规范修正尺寸大小。 直接计算法：合理，可反映具体船舶特点，但计算工作量大，适用于军船，大新特民船（高附加值）Company Logo船体结构设计概述 计算设计 所谓计算设计，其实质就是依据作用在结构上的外力，从强度和稳定性条件出发，选择适当的结构型式和构件尺寸。 船体结构形式：船体是由板和型材组成的薄壁结构，即板架结构。根据位置和受力特点，认为分为船底板架、甲板板架、船侧板架和舱壁板架等。由于位置和受力的不同，采用不同的骨架型式。Company Logo船体结构设计概述 一般，普通常规船上甲板和船底板架多采用纵骨架式，舷侧板架为横骨架式。这样的布置一方面总纵强度方面容易满足，另外，横骨架式对横向载荷的抵抗也增大，使局部强度容易满足，又不至于占据过大的舱容。 特殊情况： 干货船在下面两种情况下上甲板宜于采用横骨架式：Company Logo船体结构设计概述 1.船长小于90~100m时，不论船长L与型深D之比的比值如何；在100~130之间，L/D12时；或者总强度要求的相当厚度很小不能分出足够材料构成甲板纵骨时。 2.当上甲板经常要载运货物，这时如采用纵骨架式，为了保证承受横载荷而增加高横梁，势必影响舱容。Company Logo船体结构设计概述 对于船底板架，一下情况宜采用横骨架式：1.船底板架长度与宽度之比Ln/Bp1.7时；2.当船长小于80~100m，L/D小于12时，船底外板厚度不是由强度条件来决定的，而是取决于锈蚀磨耗的要求时；3.当船的中垂弯矩远大于中拱弯矩，即当 M中垂/M中拱1.5~2.0时4.船底易搁浅或者舱内用抓斗起货物而舱底又无护板时。Company Logo船体结构设计概述 若船底板架为横骨架式，建议每档肋骨设实肋板，这样可以提高外底稳定性、局部强度和简化工艺。 船侧板架由舱壁间距、甲板和舱底间的距离而定。 军船舷侧靠近甲板和船底多采用纵骨架式，其他采用横骨架式。 船端多采用横骨架式，但是由于横骨架式和纵骨架式在过渡衔接的问题，目前也有纵骨架式存在。Company Logo船体结构设计概述 船体钢料选择：高强度钢问题。 目前船体构件选择主要考虑两方面：强度和稳定性。强度方面主要借助的材料特性是屈服极限，而稳定性方面的标准时临界应力。 选择钢料要根据具体情况而定。 在结构设计时，我们希望选择的钢料能使船体结构最轻。Company Logo型材剖面设计型材剖面利用系数和比面积 船体结构中的型材球扁钢，T型材，扁钢，角钢衡量型材剖面利用率的指标1.对型材剖面设计的要求 （1）构成剖面的各个部分应该具有足够的强度、刚度和稳定性； （2）应该满足生产与工艺的要求，制造简单 （3）剖面内材料的分布合理，材料利用率高。 衡量剖面内材料利用率的指标：剖面利用系数和比面积。Company Logo理想剖面形式型材剖面设计 理想剖面：两个离中和轴距离相等、面积各为0.5 F的翼板组成的剖面称为理 想剖面。 理想剖面的剖面模数为 Company Logo型材剖面设计 实际型材的最小剖面模数，小于理想剖面的剖面模数，因为，在同等面积下，平行于中和轴是所有情况中惯性矩最大的情况。即 Company Logo型材剖面设计 W1-实际型材剖面的最小剖面模数；-剖面利用系数，其反映剖面中材料的分布的合理程度，剖面利用系数越大，则剖面材料的利用越接近理想剖面。 利用剖面利用系数时,同一类型材的剖面利用系数才可以比较,例如不同型号的角钢可以比较剖面利用系数,而角钢和钢管的剖面利用系数不可以比较。所以剖面利用系数不能反映所有构件不同剖面形状材料的利用率。Company Log