船舶结构强度第二次大作业(华科)

船舶结构强度第二次大作业学生姓名：黄山班级：船海1004学号：U2010122782013年6月2日题目：图示为某船舶横剖面结构示意图。请计算当船舶船舯为波谷，且弯矩值为9.0×107N·m，考虑折减系数计算总纵弯矩应力。解答：一、计算依据1、计算载荷计算弯矩79.010mMN2、船体材料计算剖面的所有构件均采用低碳钢，屈服极限=235aYMP3、许用应力（1）总纵弯曲许用应力[]0.5Y(2)总纵弯曲与板架局部玩去合成应力的许用应力：在板架跨中12[+]0.65Y在横仓壁处12[+]Y二、总纵弯曲正应力计算1、总纵弯曲正应力第一次近似计算肋骨剖面计算简图如题图所示。将图中个强力构件编号并将其尺寸填入表中。船体剖面要素及第一次近似总纵弯曲应力的计算在下表中完成。编号构件名称构件尺寸构建剖面积Ai距参考轴距离Zi（m）静力矩Ai·Zi惯性矩Ai·Zi2构件自身惯性矩距中和轴距离(m)总纵弯曲应力(N/mm2)1甲板中纵桁1/218.44.2678.384333.920.07322.646-210.62上甲板5×28001404.46162710.4不计2.786-221.73上甲板纵骨（80×22×5）×1164.24.4282.661243.70.02892.786-221.74上甲板纵桁8×280/12×12036.84.26156.77667.830.14632.646-210.65甲板边板6×24001444.4633.62787.8不计2.786-221.76舷顶列板6×24001443.2460.81474.669.121.586-126.27舷侧列板10×2000200120020066.667-0.6148.98舷侧纵骨80×22×55.84423.3693.44不计2.386-189.99舷侧纵骨80×22×55.843.621.02475.686不计1.986-158.110舷侧纵骨80×22×55.843.218.68859.802不计1.586-126.211舷侧纵骨80×22×55.842.816.35245.786不计1.186-94.3912舷侧纵骨80×22×55.842.414.01633.638不计0.786-62.5613舷侧纵桁8×280/12×12036.8273.6147.20.01730.386-30.7214舷侧纵骨80×22×55.841.69.34414.95不计-0.011.1115舷侧纵骨80×22×55.841.27.0088.4096不计-0.4132.916舷侧纵骨80×22×55.840.84.6723.7376不计-0.8164.817舷侧纵骨80×22×55.840.42.3360.9344不计-1.2196.618船底板10×5200520000不计-1.6112819船中底桁纵骨（100×26×6）/24.320.52.15751.0788不计-1.1188.720船中底桁纵骨(100×26×6)/24.320.251.07880.2697不计-1.3610921中底桁（8×750/12×180）/240.80.37515.35.73750.3516-1.2498.622旁底桁（8×750/12×180）×32450.37591.834.4252.1093-1.2498.623船底桁纵骨(100×26×6)×325.90.512.9456.4725不计-1.1188.724船底桁纵骨(100×26×6)×325.90.256.47251.6181不计-1.36109∑1702.812748.369951.42138.51在计算中，参考轴取在基线处。利用上表中的数据可得第一次近似中和轴距参考轴的距离为：=2748.361702.81=1.614m所以，第一次近似中和轴距基线的距离为1.614m船体剖面对水平中和轴的惯性矩为：222=2(9951.42138.512748.361702.81)11308.1cmmI剖面上各构件的应力为：'ii=/100MZI式中'iiZZ2、临界压力计算由于该计算中船舶船舯处于波谷中，即船舶处于中垂状态，所以下面只列出中和轴以上部分受压板的临界应力。纵骨架式板格（四边自由支持）按下式计算：210076()crtb板格临界应力计算见下表构件名称编号板有效性板短边b（cm）板厚度t（cm）2100()tb板的临界应力cr（N/mm2）甲板中纵桁11/2121.21007600甲板板21400.51.5625118.75甲板纵桁41121.21007600甲板边板51400.62.25171舷顶列板61400.62.25171舷侧列板714016.254753、船体总纵弯曲应力第二次近似计算（1）剖面折减系数计算已知本船体结构为纵骨架势，因此对于只参加抵抗总纵弯曲的构件cri式中cr——板格的临界应力i——与所计算的板在同一水平线上的刚性构件总纵弯曲压应力的绝对值——系数，275bt，若1，则取1b——纵骨间距计算结果见下表：构件名称编号板短边b（cm）板厚t（cm）应力（N/2mm）β折减系数1临界应力板架总纵弯曲应力上甲板2400.5118.75221.70.93330.49990.5001甲板边板3400.6171221.710.77130.2287（2）总纵弯曲应力第二次近似计算由上表知本船在波谷位置时，甲板板发生折减。船体剖面要素第二次近似计算见下表：构件编号构件名称构件尺寸（mm）剖面积cm21剖面积（cm2）距参考轴距离Zi（m）静矩（cm2·m）惯性矩（cm2·m2）自身惯性矩i（cm2·m2）第一次近似1702.811.6142748.369951.42138.512上甲板5×2800140-0.5001-70.0142.786-195.059-543.43443甲板边板6×2400144-0.2287-32.9332.786-91.75-255.6177ΣA1=1599.86B1=2461.56C1=9152.37由上表可得第二次近似中和轴距参考轴距离为：1112461.561.53861599.86BmA因此，第二次近似中和轴距基线为1.5386m各构件离中和轴距离为：'iiZZ剖面惯性矩为：22212(9512.37138.512461.56/1599.86)11007.1Icmm第二次近似计算总纵弯曲应力由下式计算：'ii=/100MZI计算结果如下表所示：构件编号构件名称距参考轴距离Zi(m)距中和轴距离（m)总纵弯曲应力(N/mm2)许用应力(N/mm2)1甲板中纵桁4.262.7214-222.52117.52上甲板4.42.8614-233.96117.53上甲板纵骨4.42.8614-233.96117.54上甲板纵桁4.262.7214-222.52117.55甲板边板4.42.8614-233.96117.56舷顶列板3.21.6614-135.85117.57舷侧列板1-0.538644.04117.58舷侧纵骨42.4614-201.26117.59舷侧纵骨3.62.0614-168.55117.510舷侧纵骨3.21.6614-135.85117.511舷侧纵骨2.81.2614-103.14117.512舷侧纵骨2.40.8614-70.43117.513舷侧纵桁20.4614-37.73117.514舷侧纵骨1.60.0614-5.02117.515舷侧纵骨1.2-0.338627.69117.516舷侧纵骨0.8-0.738660.39117.517舷侧纵骨0.4-1.138693.1117.518船底板0-1.5386125.8117.519船中底桁纵骨0.5-1.038684.92117.520船中底桁纵骨0.25-1.2886105.36117.521中底桁0.375-1.163695.14117.522旁底桁0.375-1.163695.14117.523船底桁纵骨0.5-1.038684.92117.524船底桁纵骨0.25-1.2886105.36117.5