船体强度与结构结构设计课程设计.doc

1、船体强度与结构结构设计课程设计1/36目录一、 课程设计任务书.2二、 课程设计主要内容.2三、 船舶数据资料.3四、 课程设计主要步骤（一） 船舶在静水和波浪上剪力弯矩计算. 3（二） 总纵强度计算. 19五、 计算题33船体强度与结构结构设计课程设计2/36一、 课程设计任务书综合应用船舶与海洋结构物强度的有关知识，完成船舶船体中剖面的结构设计，并按相关规范要求进行总纵强度的校核。二、课程设计主要内容（一） 、根据相关规范要求完成船舶舯剖面结构设计（二） 、船体总纵强度的校核1、船舶在静水中平衡位置的确定2、船舶在波浪中平衡位置的确定3、船舶重量分布曲线的确定4、船舶浮力分布曲线的确定5、

2、船舶载荷分布曲线的确定6、船舶剪力和弯矩分布曲线的确定7、剖面特性计算8、许用应力的确定9、总纵弯曲应力校核10、极限强度校核三、船舶数据资料船舶主尺度：总长： mLOA40.128设计水线长： WL.垂线间长： P5计算船长： 0.1型宽： mB9船体强度与结构结构设计课程设计3/36型深： mD20.1设计吃水： d38方型系数： 65.BC四、课程设计主要步骤（一）船舶在静水和波浪上剪力弯矩计算主要数据：计算船长 15.0Lm船 宽 B9海水比重 3.2/t设计吃水 d8选取满载出港的装载状况作为计算基础，由设计任务书所给的参考数值可得到以下参数：排水量 12657.9t平均吃水 8md

3、重心纵向位置 3.4gx浮心纵向坐标 02b漂心纵向坐标 fx水线面积 2183.9wAm纵稳心半径 76LBM其中的水线面积 是由所给的厘米吃水吨数 求出，w 18.49TPCt公式为： 。10wTPCA纵稳心半径 是由所给的厘米纵倾力矩 求出的，LBM13.4/MTtm公式为： 。10PT船体强度与结构结构设计课程设计4/36波型和波浪参数选择：波长： 15.Lm波高： 4h坦谷波垂向坐标值采用余弦级数展开式计算：各理论站从坦谷波波面到波轴线垂向坐标值经计算列入下表：中垂站号1010911812713614515416317218119020坦谷波垂向坐标2.500 2.410 2.140

4、 1.692 1.080 0.340 -0.465 -1.247 -1.905 -2.345 -2.500中拱站号0201192183174165156147138129111010注：表中 值由波轴线向下为正，向上为负。By满载出港状态的弯矩和剪力计算船舶纵倾调整（1）船舶在静水中平衡位置的确定第一次近似：首吃水： 11()6.295gbfmfxdxmR尾吃水： 1().80gbaf排水体积： 3249.1V第二次近似：首吃水： 1121()6.502gbff fxdxmAR尾吃水： 1121().78gba fV0.1%-0.5%满足设计要求0.54%0.05%-0.1%满足设计要求1.3

5、9gbxL2cos(1cos)Bryrxx船体强度与结构结构设计课程设计5/36船舶在静水中平衡位置的计算第一次近似 第二次近似首 1fd尾 1a首 2fd尾 2f理论站号 力臂系数 6.295454 9.820394 6.506057 10.07708浸水面积i 力矩 Mi浸水面积i 力矩 Mi(1) (2) (3) (4) (5) (6)0 -10 20.06473 -200.6473 23.16262 -231.6261 -9 33.71833 -303.4649 37.27891 -335.512 -8 63.35455 -506.8364 67.11161 -536.8933 -7

6、93.23394 -652.6376 97.35763 -681.5034 -6 120.4773 -722.8638 124.9317 -749.595 -5 136.944 -684.7201 141.5021 -707.5116 -4 153.0582 -612.233 157.8154 -631.2627 -3 156.1966 -468.5899 160.9444 -482.8338 -2 159.3979 -318.7959 164.0734 -328.1479 -1 156.7992 -156.7992 161.3822 -161.38210 0 154.2006 0 158.7

7、398 011 1 148.9427 148.9427 153.4538 153.453812 2 143.7032 287.40634 148.1893 296.378613 3 130.7399 392.21966 135.0344 405.103214 4 117.9528 471.81139 122.0925 488.370115 5 96.02153 480.10767 99.58099 497.904916 6 74.85606 449.13633 77.89162 467.349717 7 52.99405 370.95833 55.27795 386.945718 8 34.5

8、2043 276.16345 36.05474 288.437919 9 20.6668 186.00124 21.52843 193.755920 10 14.19136 141.91363 14.56969 145.6969 2082.034 -1422.927 2160.276 -1522.86修正值 17.12805 -29.36682 18.58893 -42.9647修正和 2064.906 -1393.561 2141.687 -1479.9Vi=L i 11924.83 12368.24Xb=L*Mi/i -3.89742 -3.9905(V0-V2)/V0 3.436% -0

9、.154% 合格 0.1%-0.5%(Xg-Xb)/L -0.042% 0.039% 合格 0.05%-0.1%船体强度与结构结构设计课程设计6/36(2)船舶在波浪上平衡位置的计算a.用麦卡尔法计算船舶在波谷的平衡位置取静水平衡线 , 作为波轴线，按照波谷在船中由06.5fdm01.78ad邦戎曲线图上量出浸水面积 ,再取 ,即波轴线上移 1m,量出各站横剖面i浸水面积 ，列下式计算波轴线移动参数 ，b。bi0船舶在波谷上平衡位置的计算理论站号静水波面浸水面积 i移轴波面浸水面积 bi 力臂系数 k (2)*(5) (4)*(5) (4)*(5)2(1) (2)Ai (3)Bi(3)-(2)

10、 (5) (6) (7) (8)0 24.55577191 29.82623 5.270455 0 0 0 01 67.30241277 80.15787 12.85545 1 67.30241 12.85545 12.855452 95.34494126 110.1131 14.76818 2 190.6899 29.53636 59.072733 118.257838 134.9533 16.69545 3 354.7735 50.08636 150.25914 133.5297697 151.7278 18.19805 4 534.1191 72.79221 291.16885 135.

11、1699594 154.0143 18.84432 5 675.8498 94.22161 471.10816 136.9139142 156.1882 19.2743 6 821.4835 115.6458 693.8757 128.0692541 147.4193 19.35 7 896.4848 135.45 948.158 122.2645231 141.7645 19.5 8 978.1162 156 12489 114.3901736 133.8902 19.5 9 1029.512 175.5 1579.510 110.0313299 129.5313 19.5 10 1100.

12、313 195 195011 106.5066904 125.9552 19.44855 11 1171.574 213.934 2353.27412 106.4946495 125.9891 19.49446 12 1277.936 233.9335 2807.20213 71.21704609 121.9144 50.6974 13 925.8216 659.0662 8567.8614 102.6457594 120.6485 18.00271 14 1437.041 252.038 3528.53215 94.10717738 110.428 16.32087 15 1411.608

13、244.8131 3672.19616 84.43937539 99.17465 14.73527 16 1351.03 235.7643 3772.22917 69.10709368 81.28687 12.17978 17 1174.821 207.0562 3519.95518 50.66634556 59.51776 8.851411 18 911.9942 159.3254 2867.85719 30.56508458 35.08295 4.517869 19 580.7366 85.83952 1630.95120 7.880302841 8.001817 0.121514 20

14、157.6061 2.430284 48.60568 1909.459413 348.126 17048.81 3331.288 40172.6501(2)(4)(7)2VL0 02678bxb船体强度与结构结构设计课程设计7/362 4 6 7 8348.126 +0166.5644 b= 228.92683331.288 + 2008.633 b= 2857.436=0-0.11163b= 1.607713首吃水 =fd+ +b=0f8.002141尾吃水 =a+ =a9.965447横剖面浸水面积计算(波谷)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12理论站号乘数k A0=b/2

15、0*k= +0BiAiBiAi（8）*（6） （3）+（9） CkABi m2 m m m m2 m /m2 c/m2 m2 m20 0 49.11154 -0.11163 0 -0.11163 10.54091 10.54091 -1.17667 23.96744 0 59.652451 1 67.30241 -0.11163 0.080386 -0.03124 12.85545 12.85545 -0.40165 66.90077 66.90077 80.157872 2 95.34494 -0.11163 0.160771 0.049142 14.76818 14.76818 0.725

16、743 96.07068 192.1414 110.11313 3 118.2578 -0.11163 0.241157 0.129528 16.69545 16.69545 2.162528 120.4204 361.2611 134.95334 4 133.5298 -0.11163 0.321543 0.209914 18.19805 18.19805 3.820019 137.3498 549.3992 151.72785 5 135.17 -0.11163 0.401928 0.290299 18.84432 18.84432 5.470493 140.6405 703.2023 1

17、54.01436 6 136.9139 -0.11163 0.482314 0.370685 19.2743 19.2743 7.144694 144.0586 864.3516 156.18827 7 128.0693 -0.11163 0.5627 0.451071 19.35 19.35 8.728216 136.7975 957.5823 147.41938 8 122.2645 -0.11163 0.643085 0.531456 19.5 19.5 10.3634 132.6279 1061.023 141.76459 9 114.3902 -0.11163 0.723471 0.

18、611842 19.5 19.5 11.93092 126.3211 1136.89 133.890210 10 110.0313 -0.11163 0.803857 0.692228 19.5 19.5 13.49844 123.5298 1235.298 129.531311 11 106.5067 -0.11163 0.884242 0.772613 19.44855 19.44855 15.0262 121.5329 1336.862 125.955212 12 106.4946 -0.11163 0.964628 0.852999 19.49446 19.49446 16.62875

19、 123.1234 1477.481 125.989113 13 71.21705 -0.11163 1.045013 0.933384 50.6974 50.6974 47.32016 118.5372 1540.984 121.914414 14 102.6458 -0.11163 1.125399 1.01377 18.00271 18.00271 18.25061 120.8964 1692.549 120.648515 15 94.10718 -0.11163 1.205785 1.094156 16.32087 16.32087 17.85758 111.9648 1679.471

20、 110.42816 16 84.43938 -0.11163 1.28617 1.174541 14.73527 14.73527 17.30719 101.7466 1627.945 99.1746517 17 69.10709 -0.11163 1.366556 1.254927 12.17978 12.17978 15.28473 84.39183 1434.661 81.2868718 18 50.66635 -0.11163 1.446942 1.335313 8.851411 8.851411 11.8194 62.48575 1124.743 59.5177619 19 30.

21、56508 -0.11163 1.527327 1.415698 4.517869 4.517869 6.39594 36.96102 702.2595 35.08295船体强度与结构结构设计课程设计8/3620 20 15.76061 -0.11163 1.607713 1.496084 0.243028 0.243028 0.363591 8.062098 161.242 16.003632138.386 19906.25 1.025 L 5.775 10 11检验 = L*10 = 12657.91 Xb= L* 11/10= 53.7595b.用麦卡尔法计算船舶在波峰的平衡位置取静水平

22、衡线 , 作为波轴线，按照波峰在船中由06.5fdm01.78ad邦戎曲线图上量出浸水面积 ,再取 ,即波轴线下移 1m,量出浸水面积i，列下式计算波轴线移动参数 ，b。bi0船舶在波峰上平衡位置的计算理论站号静水波面浸水面积 i移轴波面浸水面积 bi 力臂系数 k (2)*(5) (4)*(5) (4)*(5)2(1) (2)Ai(3)Bi(3)-(2) (5) (6) (7) (8)0 1.092589 0 -1.09259 0 0 0 01 12.24892 6.83827 -5.41065 1 12.24892 -5.41065 -5.410652 39.73164 30.41772

23、-9.31392 2 79.46327 -18.6278 -37.25573 71.32705 58.1829 -13.1441 3 213.9811 -39.4324 -118.2974 106.0076 89.5082 -16.4994 4 424.0302 -65.9974 -263.995 135.17 116.9422 -18.2277 5 675.8498 -91.1386 -455.6936 166.8448 147.4156 -19.4292 6 1001.069 -116.575 -699.4527 185.231 165.7089 -19.5222 7 1296.617 -

24、136.655 -956.5878 201.2227 181.6749 -19.5478 8 1609.782 -156.382 -1251.069 207.1824 187.6558 -19.5265 9 1864.641 -175.739 -1581.6510 207.5689 188.0313 -19.5375 10 2075.689 -195.375 -1953.7511 199.2726 179.6847 -19.5879 11 2191.998 -215.467 -2370.1312 185.3908 165.7908 -19.6 12 2224.69 -235.2 -2822.4

25、13 158.9055 139.7055 -19.2 13 2065.771 -249.6 -3244.814 130.7051 112.2627 -18.4424 14 1829.871 -258.193 -3614.7115 94.10718 78.44277 -15.6644 15 1411.608 -234.966 -3524.4916 63.39242 50.72831 -12.6641 16 1014.279 -202.626 -3242.0117 38.35726 29.07743 -9.27983 17 652.0734 -157.757 -2681.8718 21.55816

26、 15.3089 -6.24926 18 388.0468 -112.487 -2024.7619 11.46545 7.499608 -3.96584 19 217.8435 -75.351 -1431.6720 3.686554 2.25 -1.43655 20 73.73109 -28.7311 -574.622 2240.468 -287.342 21323.28 -2771.71 -32854.6船体强度与结构结构设计课程设计9/362 4 6 7 8-287.342 +0-138.586 b= -102.082-2771.71 + -1642.73 b= -1417.04=0-0.

27、32634b= 1.413227首吃水 =fd+ +b=0f7.592945尾吃水 =a+ =a9.750738横剖面浸水面积计算(波峰)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12理论站号乘数k A0=b/20*k= +0BiAiBiAi（8）*（6） （3）+（9） CkABi m2 m m m m2 m /m2 c/m2 m2 m20 0 2.185178 -0.32634 0 -0.32634 -2.18518 -2.18518 0.713107 1.449143 0 01 1 12.24892 -0.32634 0.070661 -0.25568 -5.41065 -5.41

28、065 1.383378 13.6323 13.6323 6.838272 2 39.73164 -0.32634 0.141323 -0.18502 -9.31392 -9.31392 1.72322 41.45486 82.90971 30.417723 3 71.32705 -0.32634 0.211984 -0.11435 -13.1441 -13.1441 1.503088 72.83013 218.4904 58.18294 4 106.0076 -0.32634 0.282645 -0.04369 -16.4994 -16.4994 0.720905 106.7285 426.

29、9139 89.50825 5 135.17 -0.32634 0.353307 0.026968 -18.2277 -18.2277 -0.49157 134.6784 673.3919 116.94226 6 166.8448 -0.32634 0.423968 0.09763 -19.4292 -19.4292 -1.89687 164.948 989.6878 147.41567 7 185.231 -0.32634 0.494629 0.168291 -19.5222 -19.5222 -3.28541 181.9456 1273.619 165.70898 8 201.2227 -

30、0.32634 0.565291 0.238952 -19.5478 -19.5478 -4.671 196.5517 1572.414 181.67499 9 207.1824 -0.32634 0.635952 0.309614 -19.5265 -19.5265 -6.04569 201.1367 1810.23 187.655810 10 207.5689 -0.32634 0.706613 0.380275 -19.5375 -19.5375 -7.42964 200.1392 2001.392 188.031311 11 199.2726 -0.32634 0.777275 0.4

31、50937 -19.5879 -19.5879 -8.83289 190.4397 2094.837 179.684712 12 185.3908 -0.32634 0.847936 0.521598 -19.6 -19.6 -10.2233 175.1675 2102.01 165.790813 13 158.9055 -0.32634 0.918597 0.592259 -19.2 -19.2 -11.3714 147.5341 1917.943 139.705514 14 130.7051 -0.32634 0.989259 0.662921 -18.4424 -18.4424 -12.

32、2258 118.4793 1658.71 112.262715 15 94.10718 -0.32634 1.05992 0.733582 -15.6644 -15.6644 -11.4911 82.61605 1239.241 78.4427716 16 63.39242 -0.32634 1.130582 0.804243 -12.6641 -12.6641 -10.185 53.20739 851.3183 50.7283117 17 38.35726 -0.32634 1.201243 0.874905 -9.27983 -9.27983 -8.11896 30.23829 514.

33、051 29.0774318 18 21.55816 -0.32634 1.271904 0.945566 -6.24926 -6.24926 -5.90909 15.64907 281.6832 15.308919 19 11.46545 -0.32634 1.342566 1.016227 -3.96584 -3.96584 -4.03019 7.435253 141.2698 7.49960820 20 7.373109 -0.32634 1.413227 1.086889 -2.87311 -2.87311 -3.12275 2.12518 42.50359 4.52138.386 1

34、9906.25 1.025 L 5.775 10 11船体强度与结构结构设计课程设计10/36检验= L*10= 12657.91 Xb= L*11/10= 53.7595求出平衡位置后，即可以从邦戎曲线上得到船舶处于平衡位置时的横剖面浸水面积，计算结果见下表。船舶平衡位置的计算结果静水 波峰 波谷理论站号 力臂系数 横剖面浸 水面积 力矩函数 Mi 横剖面浸 水面积 力矩函数 Mi 横剖面浸 水面积 力矩函数 Mii/m2 Mi/m2 i/m2 Mi/m2 i/m2 Mi/m2（1） （2） （3） （4）=(2)*(3) （5） （6）=(2)*(5) （7） （8）=(2)*(7)0 -

35、10 23.16262 -231.626 2.898286 -28.9829 47.93487 -479.3491 -9 37.27891 -335.51 13.6323 -122.691 66.90077 -602.1072 -8 67.11161 -536.893 41.45486 -331.639 96.07068 -768.5653 -7 97.35763 -681.503 72.83013 -509.811 120.4204 -842.9434 -6 124.9317 -749.59 106.7285 -640.371 137.3498 -824.0995 -5 141.5021 -

36、707.511 134.6784 -673.392 140.6405 -703.2026 -4 157.8154 -631.262 164.948 -659.792 144.0586 -576.2347 -3 160.9444 -482.833 181.9456 -545.837 136.7975 -410.3928 -2 164.0734 -328.147 196.5517 -393.103 132.6279 -265.2569 -1 161.3822 -161.382 201.1367 -201.137 126.3211 -126.32110 0 158.7398 0 200.1392 0

37、 123.5298 011 1 153.4538 153.4538 190.4397 190.4397 121.5329 121.532912 2 148.1893 296.3786 175.1675 350.335 123.1234 246.246813 3 135.0344 405.1032 147.5341 442.6023 118.5372 355.611614 4 122.0925 488.3701 118.4793 473.917 120.8964 483.585515 5 99.58099 497.9049 82.61605 413.0803 111.9648 559.82381

38、6 6 77.89162 467.3497 53.20739 319.2444 101.7466 610.479417 7 55.27795 386.9457 30.23829 211.668 84.39183 590.742818 8 36.05474 288.4379 15.64907 125.1926 62.48575 499.88619 9 21.52843 193.7559 7.435253 66.91728 36.96102 332.649220 10 14.56969 145.6969 4.250359 42.50359 16.1242 161.242 2157.973 -1522.86 2141.961 -1470.85 2170.416 -1636.67修正值 18.86616 -42.9647 3.574323 6.760369 32.02953 -159.053修正和 2139.107 -1479.9 2138.386 -1477.62 2138.386 -1477.62Vi=Li 12353.34 12349.18 12349.18Xb=L*Mi/i -3.99531 -3.9905 -3.9905(V0-Vi)/V0 -0.00034 0 2.95E-16(Xg-Xb)/L 0.000427 0.000385 0.000385