1、第三节 船体结构与强度 l一、船体强度的基本概念l二、船体结构构件l三、船体结构形式l四、船体结构l五、船体首、尾端结构l六、 机炉舱结构的加强、基座和轴隧1第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 一、船体强度的基本概念l 船体强度 是指船体结构抵抗各种外力作用的能力。l 根据作用于船体上力的性质，船体强度可分为 总纵弯曲强度 (即纵向强度 )、横向强度、局部强度和扭转强度 四种。 2第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 1.总纵弯曲强度1）船体发生总纵弯曲变形的原因作用在船体上有各种各样力，例如船舶重力、浮力、惯性力、波浪冲击力、螺旋桨运转时的水动压力、机器运转时的振动力、船舶靠码头和装卸货物时的
2、碰撞力、船舶触礁、搁浅以及进坞时墩木的碰撞力或反作用力等等。在这些力的作用下，船舶结构有可能会发生各种变形或破坏。其中对船体最危险的是由于船舶重力和浮力引起的沿着整个船长方向上发生的总纵弯曲变形和破坏 。 3第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 1.总纵弯曲强度1）船体发生总纵弯曲变形的原因引起船体结构发生纵向弯曲变形的原因，主要是由于沿船长方向每一点上的 重力和浮力分布不均匀 造成的。4第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 2）总纵弯曲力矩和 剪力船体结构抵抗 总纵弯曲力矩和剪力 作用的能力称为船体总纵弯曲强度，简称 纵向强度 。（ 1)总纵弯曲力矩和剪力由于外力的作用，沿船长方向分布，作用在船
3、体上向上和向下的负荷 (单位船长上重力和浮力的差值 )，将会产生一种沿船长各区段上下参差不齐的变形趋势和纵向弯曲变形趋势，这种趋势构成了船体结构内部之间的相互作用，这种内部之间的相互作用力称为 内力 。内力分为两种，一种是由内部上下移动趋势构成的内力，称为 剪力 ；另一种是由弯曲变形趋势引起的内力，称为 弯曲力矩 。5第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 2）总纵弯曲力矩 和剪力（ 2)船体总纵弯曲变形的形式船体总纵弯曲变形的形式有 中拱和中垂 两种。 6第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 2）总纵弯曲力矩和剪 力（ 3) 最不利的浮力和重力的大小及分布 浮力 的大小和分布 :当船舶在海上遇到
4、标准波 ：波的形状为坦谷波，即 波峰较陡而波谷平坦 ，且波长 等于船长 L， 波高 H等于波长 的 1 20( L120m 时 )或波高等 于 30+2m(L 120m时 )，船与波的相对位置是 波峰位于船中或波谷位于船中 时，船舶所受到的浮力分布对船体总纵弯曲强度是最为不利的。 重力 的大小和分布 : 主要决定于船舶的 装载状态 。在载重分布合理的情况下，船舶满载出港、满载到港、压载出港、压载到港，船舶重力的分布对船体总纵弯曲强度都是不利的分布。如果遇到标准波，则作用在船体上的 弯曲力矩和剪力 有可能达到 最大值 。7第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 l 1)作用在船体上的力 ： 无论是航
5、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 。l 总纵弯曲力矩： 指 作用于船体并使其沿船长方向发生弯曲的力矩。由静水总纵弯矩与波浪总纵弯矩两部分叠加而成 。l 静水总纵弯矩： 当船舶正浮于静水面上时，从表面上看，重力与浮力大小相等并处于平衡状态，但事实上组成船体各分段的重力与浮力的最终平衡值通常是不相等的。这种重力与浮力沿船长方向的不均匀分布，在产
6、生剪切应力的同时，也产生了总纵弯曲力矩，使船体发生总纵弯曲 。 弯矩的最大值在船中附近 ，向首尾端逐渐减小。8第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 l 波浪总纵弯矩： 同样使重力与浮力沿船长方向分布不均匀而产生总纵弯矩。且当波长与船长相等或接近时，该弯矩最为显著，对船体结构的威胁也最大。l 对尾机型船而言： 空载时中拱，满载时中垂。船舶所受的最大剪切应力位于距首尾两端约 1/4船长处。l 扭转力矩： 发生在 斜浪航行、货载对纵中线左右不对称时。9第一章第一章 船舶适航性船舶适航性 （ 4)总纵弯曲力矩和剪力沿船长方向的分布作用在船体上的总纵弯曲力矩和剪力沿船长方向的 分布规律 如图 1-60所示。 10第一章第一章 船舶适航性船舶适航性
