第一章 船体形状及近似计算

Naval Architecture

Art or science?

编，国防工业出版

2014-3-46 Ship design

）船舶原理

——

Authorities Classification Societies

Authorities

Government bodies (Hydrostatics)

（1）1999年11月24日，山东烟大汽车轮渡有限

17

渤海新客滚船

（2）1979年11月25日凌晨3点35分，渤海二号钻附录4渤海2号钻井船翻沉重大事故2．抗沉性方面

（1）1912年4月14日夜，英国大西洋邮轮“泰

2014-3-42014-3-422

日，“爱沙尼亚”客轮“

附录5爱沙尼亚”号沉船事故（3中国“跃进号”沉6“

附录6 跃进”号远洋货轮沉没

附录7 “跃进”号沉没之谜

第一章船体形状及近似计算月14日，意大利邮轮Costa

§1—3 船体近似计算方法

算

2014-3-426§1-1

船体型表面：

对于木、水泥船等是计外板厚度的船体外表面。

2．船宽B readth 型深——船体型表面的甲板边线最低点至龙骨基线

的垂直高度。一般甲板边线最低点在中横剖面处。

45．干舷Freeboard

干舷自设计水线至上甲板边板上表面最低点船型系数表示船体线型肥瘦特征的各种无因次系数的统称。（以远洋货船为例C WP = 0.8～0.85）

?????

↓

↑?→↑→↑航速阻力稳性WP C 2．中横剖面系数Midship section Coefficient

M

M A C B d =

?

3．方形系数（C B ）：

Block Coefficient

?

d

B L

C B ??=

表征船体水下部分体积的丰满程度。表征船体水下部分体积的丰满程度。 4

Longitudinal prismatic Coefficient

表明▽沿船长方向的分布情况：

一定）（集中于舯部；

分布均匀；

M P P A C C ??

??↓??↑? 5．垂向棱形系数（C

船形系数的物理意义三．主尺度比

主尺度比表明主尺度间相对关系的无因次比值。

1、基本投影平面：

中线面、2、基本船体剖面：

中纵剖面2014-3-4

49

中站面、

基平面（或设计水线面）

中横剖面设计水线面

3、

2．

L l

4．

二．辛氏法

3．一般公式： 1．

四．近似积分的精确度1．端点坐标修正：

（1）船体曲线恰好在端点站上：

（2）船体曲线超过端点站：

只要证明：△DEG面积=△AGF面积

近似积分法的应用举例例：（教材P

船体结构与强度设计总结

1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和（或）载 荷效应，并且在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。此外，结构在正常使用时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。 2、船体强度计算包括： （1）确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即外力问题；外载荷 （2）确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦或求载荷效应的极限值），即内力问题。响应 （3）确定合适的强度标准，并检验强度条件。衡准（结构的安全性衡准都普遍采用确定性的许用应力法） 3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。 4、结构的安全性是属于概率性的。 5、把船体当做一根漂浮的空心薄壁梁（成为船体梁），从整体上研究其变形规律和抵抗破坏 的能力，通常成为总强度。总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。 6、作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为：总体性载荷、局部性载荷。 按载荷随时间变化的性质可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。 7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。 局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。 冲击载荷，是指在非常短的时间内突然作用的载荷，例如砰击。 8、结构设计的基本任务是：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接 方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 9、船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个阶段，即初步设计、详细设计和生产设计。 10、结构设计应考虑：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。 11、大多数结构的优化设计都以最小重量（或最小体积）作为设计的目标。但是，减小结构 尺寸、降低结构重量，往往会增加建造工作量，从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。因此，应该研究怎样才能达到降低结构重量和降低初始成本这两个目标的最佳配合。 1、船体重量按分部情况来分可以分为：总体性重量、局部性重量。 按变动情况分可以分为：不变质量和变动质量。 2、对于船体总纵强度的计算状态，选取满载：出港、到港；压载：出港、到港；以及装载 手册中所规定的各种工况作为计算状态。 3、计算波浪弯矩的船体标准计算方法是以二维坦谷波作为标准波形的，计算波长等于船长。 4、计算波浪弯矩时，确定船舶在波浪上平衡位置的方法一般有逐步近似法和直接法两种， 直接法又称为麦卡尔法。 5、史密斯修正：计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响，即考虑波浪动水压力影响对 浮力曲线所做作的修正，称为波浪浮力修正，或称史密斯修正。 6、船体梁：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁，简称船 体梁。 7、船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲，称为总纵弯曲。船体抵抗总纵弯 曲的能力，成为总纵强度（简称纵强度）。 8、波浪附加剪力、波浪附加弯矩完全是由波浪产生的附加浮力（相对于静水状态的浮力增 量）引起的，简称波浪剪力和波浪弯矩。

船舶静水力计算设计书

船舶静水力计算设计书 船舶静水力计算设计书 班级： 姓名： 成绩： 完成日期： 同组名单： 一．船舶静水力计算 1.船型简介(船名、线形特点、其他) 2.程序简要说明(开发单位、近似计算方法、程序语言、使用情况及可信度、其他) 3.列表计算指定纵倾(首、尾吃水)情况下，排水量△，浮心Xb，Zb。并在此基础上(按组)绘制费尔索夫曲线、v i-x i曲线和纵向下水曲线。 （1）绘制费尔索夫曲线的步骤 1) 在邦戎曲线上选取若干尾吃水d Ai，和若干首吃水d Fi。构成一族倾斜水线面。 2) 计算每根倾斜水线下的排水体积▽i 及浮心的坐标x Bi。并以首吃水为横坐标，以尾吃水为参数，绘制▽及x B 的辅助曲线图。 3) 读出排水体积▽(20)和浮心纵坐标 X B (0.0)等值线与各首吃水交点对应的尾吃水 4) 在费尔索夫曲线上绘制上述各等值线。

（2）计算vi–xi曲线。 1) 绘制极限破舱水线 在邦戎曲线上绘出核算水线和安全限界线，并在安全限界线的最低点处画水平的极限破舱水线PP，然后在首尾垂线向下取Z≈1.6D-1.5d，并将其3~4等分，过各分点做限界线的切线，得到一组极限破舱水线。 2) 计算各极限破舱水线下体积▽i 及对舯的体积静矩Mi用邦戎曲线分别计算▽, M, ▽i, M i，并用下式计算 vi = ▽i - ▽ xi = (Mi - M) / vi 将结果绘成vi–xi 曲线。

（3）下水曲线计算 1）尾浮前用邦戎曲线计算船舶浮力和浮心。以滑程X为参数，根据龙骨坡度β确定倾斜水线。尾浮以后船体浮力和浮心的计算： 2）尾浮后以滑程X为参数，按龙骨坡度β确定最高倾斜水线。适当选择几个低尾吃水，分别计算船体排水体积和浮心，做辅助图，用浮力对前支架力矩等于重力对前支架力矩确定实际尾吃水和浮力。 二．稳性校核 1．概述(船名、船舶类型，依据规范，航区) 2．船舶主尺度：Loa,Lpp,Lw,B,D,d,f(梁拱),Pe(功率),V(航速),W(货船载重量),Ab(舭龙骨),其他3．稳性计算书使用说明 经校核本船虽满足稳性要求, 但船长应根据装载、天气、水流等情况谨慎驾驶，确保船舶航运安全。 4．各种核算状态稳性总表 序号项目符号及公式单位满载出港满载到港空载出港空载到港 1 载货量 2 平均吃水 3 排水量 4 全船重心高 5 初稳性高 6 修正后初稳性高 7 规范要求初稳性高 8 舱室进水角 9 30度静稳性臂L30 10 规范要求静稳性臂L30’ 11 最大静倾角

船舶原理公式

船舶原理公式汇总 第一章 船型系数： 水线面系数C WP =A W /LB 中横剖面系数C M =A M /Bd 方形系数C B =排水体积/LBd 菱形系数C P =排水体积/A M L=排水体积/C M BdL=C B /CM 垂向菱形系数C VP =排水体积\A W d=排水体积/C WP LBd=C B /C WP 排水体积符号▽ 尺度比： 长宽比L/B ：与船的快速性有关 船宽吃水比B/d:与船的稳性、快速性和航向稳定性有关 型深吃水比D/d ：与船的稳性、抗沉性、船体的坚固性以及船体的容积有关 船长吃水比L/d ：与船的回转性有关，比值越小，船越短小，回转越灵活 梯形法：A=?b a ydx A=l ?b ydx 0 =l(∑=n i yi 0 -(y 0+y 3)/2)注(y 0+y n )/2为首尾修正项 辛氏法：一法，A=1/3l(y 1+4y 2+y 3)二法，A=3l/8(y 1+3y 2+3y 3+y 4) 计算漂心X F =M oy /A W =? -2/2 /L L xydx /? -2 /2 /l l ydx 其中A W =2L δ∑yi ' M oy =2(L δ)2∑kiyi '所以X f =L δ∑kiyi '/∑yi ' 计算横剖面面积型心的垂向坐标Z a =M oy /A s =?d zydz 0 /?d ydz 0 其中横剖面面积As=2?d ydz 0 Moy=2?d zydz 0 又可以表达为As=2d δ∑yi '(注意首位修正) Moy=2(l δ)2∑kiyi '所以可以表达为za=d δ∑kiyi '/∑yi ' 第二章 浮心的计算dM yoz =x F A w d z dM xoy =zA w d z x F 为A w 的漂心纵向坐标 排水体积对中站面yoz 的静距M yoz =?d xfAwdz 0 浮心纵向坐标x B =M yoz /▽=? d xfAwdz 0 /?d Awdz 0 同理可以得排水体积对基平面xoy 的静距和浮心垂向坐标Mxoy=?d zAwdz 0 Zb=Mxoy/▽=?d zAwdz 0/?d Awdz 0 同理根据横剖面计算排水体积和浮心位置 dM yoz =x F A s d x dM xoy =z a A s d x 浮心纵向坐标Myoz=? -2/2 /l l xAsdx X B =Myoz/▽=? -2 /2 /l l xAsdx /? -2 /2 /l l Asdx

静水力计算

COMPASS 静水力计算 SRH11( Ver. 2010 ) 控 制 号 ： 1234567 船 名 ： 46 设 计 ： 制 造 ： 计算人员 ： 建模日期 ： 2014-10-18 计算日期 ： 2014-10-21 中 国 船 级 社

垂线间长...............................................................................................................................................13.000m 型 宽................................................................................................................................................... 4.250m 型 深................................................................................................................................................... 1.913m 设计吃水...............................................................................................................................................0.589m 设计纵倾...............................................................................................................................................0.000m 单 位 定 义 ______________________________________________ 长度单位 : 米 [ m ] 重量单位 : 吨 [ t ] 角度单位 : 度 [deg] 坐 标 轴 定 义 ______________________________________________ X 轴 : 向右为正 Y 轴 : 向首为正 Z 轴 : 向上为正 纵倾 : 尾倾为正 横倾 : 右倾为正 _____________________________________________________________________________________________ 本程序可用于计算船舶的静水力数据。

船舶静力性能计算书

船舶静力性能计算书

船舶静力学课程设计 内容 1. 计算与绘制静水力曲线 2. 计算与绘制邦戎曲线 3. 计算与绘制稳性插值曲线 4. 计算与绘制可浸长度曲线 5. 计算与绘制纵向下水曲线 船舶的主要尺度 总长 L＝米 Z 垂线间长 L＝米 bP 型宽B＝米 型吃水T＝米 型深D＝米

船舶静力学课程设计（Ⅰ）任务书 一、 课程设计题目 计算与绘制静水力曲线与邦戎曲线 二、 作业内容 1. 静水力曲线 (1) 水线面积曲线 )(z f S = 比例 1cm= (2) 漂心纵向坐标曲线 )(z f x f = 比例 1cm= (3) 型排水体积曲线 )(z f V = 比例 1cm= (4) 型排水量曲线 )(z f =? 比例 1cm= (5) 浮心纵向坐标曲线 )(z f x c = 比例 1cm= (6) 浮心垂向坐标曲线 )(z f z c = 比例 1cm= (7) 每厘米吃水吨数曲线 )(z f q = 比例 1cm= (8) 横稳心半径曲线 )(z f r = 比例 1cm= （或横稳心垂向坐标曲线） )(z f Z m = 比例 1cm= (9) 纵稳心半径曲线 )(z f R = 比例 1cm= （或纵稳心垂向坐标曲线） )(z f Z mz = 比例 1cm= (10) 每厘米纵倾力矩曲线 )(z f M om = 比例 1cm= (11) 水线面系数曲线 )()(z f C w =α 比例 1cm= (12) 横舯剖面系数曲线 )()(z f C M =β 比例 1cm= (13) 方形系数曲线 )()(z f C B =δ 比例 1cm= (14) 棱形系数曲线 )()(z f C P =? 比例 1cm= 2. 邦戎曲线 (1) 绘制甲板边线以下的船体轮廓线 (2) 计算与绘制横剖面面积曲线)(z f A = 比例 面积：1cm= 吃水：1cm=

船舶静水力曲线计算

船舶静水力曲线计算 一、船舶静水力曲线计算任务书 1、设计课题 1）800t油船静水力曲线图绘制 2）9000t油船静水力曲线图绘制 3）86.75m简易货船静水力曲线图绘制 4）5200hp拖船静水力曲线图绘制 5）7000t油船静水力曲线图绘制 6）12.5m多功能工作艇静水力曲线图绘制 2、设计任务 船舶静水力曲线的计算是在完成船舶静力学课程的教学任务下，按照静水力曲线计算课程设计的要求，在提供所设计船舶全套型线图纸的前提下，完成静水力曲线的计算和绘制。 3、计算方法 （1）计算机程序计算 （2）手工计算（包括：梯形法、辛氏法、乞氏法等）。 本课程设计计算以梯形法为例，因其原理相同，其余方法在此不做介绍，可参考教材和相关书籍。 4、完成内容 静水力曲线计算书一份及静水力曲线图一张(用A3坐标纸) 二、船舶静水力曲线计算指导书 本静水力曲线计算指导书以内河20t机动驳计算实例为例。 （一）前言 静水力曲线是表达船在静水正浮各种吃水情况下的各浮性及初稳性系数，并作为稳性计算、纵倾计算及其他计算的基础。通过计算可得到船舶的各项性能参数，其主要内容见表1。

表1 静水力曲线图的内容 （二）设计前的准备和已知条件 1、设计前的预习与准备 静水力曲线计算，首先是要熟悉所计算船的主尺度及各船型参数，然后是熟悉各类计算公式，选用计算方法。其次是进行计算，按计算结果绘制曲线图，最后进行检验和修改，完成静水力曲线的计算任务。 2、已知条件 20t内河机动驳型线图一套，梯形法表格一套，见静水力曲线计算书。 （三）设计的主要任务 1、计算公式 A=ι[(y0+y1+······+y n-1+y n)- 1 2 （y0+y n）] 梯形法基本式 A=ι[(y0+y1)+（y1+y2）+······+（y n-1+y n) ] 梯形法变上限积分式 式中：ι—等分坐标间距。注：y1表示各站号的纵坐标值（i=1，···，n） 2、静水力曲线计算表格及算例 在实际的计算中，采用下述表格很方便。表中附20t内河机动驳计算实例，供同学自己推演。

船体强度与结构设计 复习精选.

绪论 一．填空 1. 作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为：总体性载荷和局部性载荷。 2. 作用在船休结构上的载荷，按载荷随时间变化的性质，可分为；不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。 二．概念题： 1. 静变载荷等等 三．简答题： 1．船体强度研究的内容有哪些？2．作用在船体结构上的载荷如何进行分类？试说明。3．为什么要对作用在船体结构上的载荷进行分类？ 4．结构设计的基本任务和内容是什么？ 第一章： 一、填空题 1. 船体重量按分布情况来分可以分为：总体性重量、局部性重量。 2. 对于计算船体总纵强度的计算状态，我国《钢质海船入级和建造规范》中规定，选取满载：出港、到港；压载：出港、到港；以及装载手册中所规定的各种工况作为计算状态。 3. 计算波浪弯矩的传统标准计算方法是以二维坦谷波作为标准波形的，计算波长等于船长。 4. 计算波浪弯矩时，确定船舶在波浪上平衡位置的方法一般有逐步近似法和直接法两种，直接法又称为麦卡尔法。 5. 计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响，即考虑波浪动水压力影响对浮力曲线所作的修正，称为波浪浮力修正，或称史密斯修正。 二、概念题： 1. 船体梁 2. 总纵弯曲 3. 总纵弯曲强度 4. 重量曲线 5. 浮力曲线 6. 荷载曲线 7. 静水浮力曲线8. 静水剪力、弯矩曲线9. 波浪附加浮力10. 波浪剪力11. 波浪弯矩 12. 静波浪剪力13. 静波浪弯矩14. 静置法15. 静力等效原则16. 史密斯修正 二、简答题： 1. 在船体总纵弯曲计算中，计算总纵剪力及弯矩的步骤和基本公式是什么? 2. 在船体总纵弯曲计算中重量的分类及分布原则是什么？ 3. 试推导在两个及三个站距内如何分布局部重量。 4. 空船重量曲线有哪几种计算绘制方法？试推导梯形重量分布的计算公式。 5. 教材中，静水剪力、静水弯矩的计算采用的是什么方法？静波浪剪力、静波浪弯矩的计算采用的是什么方法？两种方法可以通用吗（计算方法唯一吗）？ 6. 波浪浮力曲线需要史密斯修正吗？为什么？ 第二章： 一、填空题 1. 纵向连续并能有效传递总纵弯曲应力的构件称为纵向强力构件。 2. 构成船体梁上冀板的最上层连续甲板通常称为强力甲板。 3. 在确定板的临界应力时，通常不考虑材料不服从虎克定律对稳定性的影响。 4. 在船体构件的稳定性检验和总纵弯曲应力的第二次近似计算中，需要对失稳的船体板进行剖面面积折减，折减时首先需要将纵向强力构件分为刚性构件和柔性构件两类。 5. 外板同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板的弯曲的纵向强力构件称为第四类构件。 6. 船体总纵弯曲时的挠度，可分为弯曲挠度和剪切挠度两部分来计算。 7. 为了按极限弯矩检验船体强度，须将所得的极限弯矩Mj与在波谷上和波峰上的相应计算弯矩M进行比较，即应满足Mj/M≥n，n称为强度储备系数。

船舶结构物强度

思考题 1.依据“建造规范”与依据“强度规范”设计船体结构的方法有什么不同？它们各有何优缺点 答：建造规范：根据规范确定最小尺寸，设计尺寸不应小于最小尺寸 优点：安全、简便。缺点：不易反应具体船舶的特点及新技术成果。 强度规范：又分直接设计和间接设计，前者是依据]/[max σM W =来确定构件尺寸，后者参考母型取定构件尺寸，再计算max σ与][σ相比较，修改尺寸。 优点：合理，反映具体的船舶特点。缺点：计算工作量大 2.为什么要将船体强度分为“总强度”和“局部强度”？其中“局部强度”与“局部弯曲”的含义有何不同？ 答：总强度是把整个船体看做一个整体来研究其强度，局部强度是研究组成船体的某些部分结构、节点及其组成构件的强度问题，一般在总强度校核已进行的前提下，对局部强度进行分析，以确定结构布置原则和决定构件尺寸。局部弯曲是考虑将总纵弯曲应力计入的总应力，而局部强度还得将总应力与][σ相比较，进行强度校核。 3.如何获得实际船舶的重量分布曲线？ 答：通常将船舶重量按20个理论站距分布（民船尾－首，军船首－尾编排），用每段理论站距间的重量作出阶梯形曲线，并以此来代替重量曲线。作梯形重量曲线时，应使每一项重量的重心在船长方向坐标不变，其重量分布范围与实际占据的范围应大致对应，而每一项理论站距内的重量则当做是均匀的。最终，重量曲线下所包含的面积应等于船体重量，该面积的形心纵向坐标应与船体重心的纵向坐标相同。 4.说明计算船舶静水剪力、弯矩的原理及主要步骤。 答：原理：认为船是在重力、浮力作用下平衡于波浪上一根梁 步骤：（1）确定平衡水线位置（2）根据梯形法、围长法等得出船舶重量分布曲线w(x)，根据邦戎曲线得出某一吃水下的浮力曲线b （x ），计算载荷曲线q(x)=w(x)-b(x)，根据∫=x dx x q x N 0)()(计算船舶静水剪力，∫∫=x x dxdx x q x M 00)()(计算静水弯矩 5.“静置法”对计算波浪的波型、波长、波高以及与船舶的相对位置作了怎样的规定？ 答：对于“静置法”，标准波浪的波形取为坦谷波，计算波长等于船长，波高则随波长变化。波船相对位置：中拱（波峰在船舯）和中垂（波谷在船舯）两种典型状态。 6.按照“静置法”所确定的载荷来校核船体总纵强度，是否反映船体的真实强度，为什么？答：按照静置法所确定的载荷来校核船体总强度，不反映船体的真实强度，因为海浪是随机的，载荷是动态的，而且当L 较大时载荷被夸大，但具有相互比较的意义 7.依据ｑ－Ｎ－Ｍ关系解释在中拱和中垂波浪状态下，通常船体波浪弯矩总是舯剖面附近最大，这一结论是否适用于静水弯矩？ 答：适用于静水弯矩，将船近似为自由－自由梁，受垂向载荷作用，易知船体弯矩是舯剖面附近最大 8.在初步设计阶段，如何应用“弯矩系数法”来决定船体的最大波浪弯矩和剪力？ 答：在初步设计阶段，通过参考母型船，估计一个主尺度D 、L ，在中拱、中垂两种情况下，由max )/(w M DL K =，得出K DL M w /)(max =其中中垂K ，中拱K 的值约15－35，而max )(w N 由max )(w N =L M w /)(5.3max 得出

大副考证班船舶货运计算汇总

船舶货运计算汇编 一、舷外水密度改变对船舶吃水的影响计算 通用公式1 2d (1)100TPC ρ?δρ=-；近似估算公式2211d d ρρ= 例1：某船从密度为ρ1=1.021g/cm 3的水域驶入密度为ρ 2=1.003g/cm 3 的水域,船舶排水量Δ=64582t,每厘米吃水吨数TPC=54.41t,则船舶平均吃水改变量δd=_______cm 。 A.20.6 B.19.9 C.22.1 D.21.4 例2：船舶由水密度ρ=1.010g/cm 3的水域驶入标准海水水域， 吃水约减小。 A ．1.5% B ．3.0% C ．4.5% D ．6.0% 解：由近似估算公式计算得，1.010×d 1=1.025×d 2,所以d 2=0.985d 1,吃水改变量为（d 2-d 1）/d 1=0.015所以应选A 。 二、利用FWA 判断船舶是否超载 FWA 是船舶淡水超额量，是船舶从标准海水驶入标准淡水时船舶吃水增加量，当船舶位于半淡水水域时，船舶半淡水超额量计算公式为： ()FW A d ??-=40025.12ρδ(cm) 式中2 ρ是半淡水的密度，只要船舶吃水超过载重线的部分不大于δd ，则船舶就没超载，否则就超载。 例1：已知某轮淡水水尺超额量FWA=0.35m ，当船舶从ρ =1.010t/m 3的水域驶往ρ=1.025t/m 3的水域时，船舶平均吃水的变 化量_______。 A ．增大0.25m B ．减少0.21m C ．增大0.21m D ．无法计算 解：将上述数据代入公式即得δd=21cm ，所以应选B 例2：某轮装货后将相应载重线上缘没入水中28cm ，泊位舷 外水密度ρ=1.003t/m 3，FWA=0.34m ，则该轮______。 A ．已经超载 B ．船舶不适航 C ．没有超载 D ．不能确定 解：将上述数据代入公式可得δd=22×0.34/25=30cm ，即本船在该半淡水港可将载重线上缘没入水中30厘米，而实际上该船只将载重线上缘没入水中28cm ，所以该船没有超载。

船体强度与结构设计复习材料

船体强度与结构设计复习材料 绪论 1.船体强度：是研究船体结构安全性的科学。 2.结构设计的基本任务：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构建的尺寸和连接方式，在保证具有充足的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 3.全船设计过程：分为初步设计、详细设计、生产设计三个阶段。 4.结构设计应考虑的方面：①安全性；②营运适合性；③船舶的整体配合性；④耐久性；⑤工艺性；⑥经济性。 5.极限状态：是指在一个或几个载荷的作用下，一个结构或一个构件已失去了它应起的各种作用中任何一种作用的状态。 第一章引起船体梁总纵弯曲的外力计算 1.船体梁：在船体总纵强度计算中，通常将船体理想化为一变断面的空心薄壁梁。 2.总纵弯曲：船体梁在外力作用下沿其纵向铅垂面所发生的弯曲。 3.总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力。 4.引起船体梁总纵弯曲的主要外力：重力与浮力。 5.船体梁所受到的剪力和弯矩的计算步骤： ①计算重量分布曲线平p(x)； ②计算静水浮力曲线bs(x)； ③计算静水载荷曲线qs(x)=p(x)-bs(x)； ④计算静水剪力及弯矩：对③积分、二重积分； ⑤计算静波浪剪力及弯矩： ⑥计算总纵剪力及弯矩：④+⑤。 6.重量的分类： ①按变动情况来分：不变重量（空船重量）、变动重量（装载重量）； ②按分布情况来分：总体性重量（沿船体梁全场分布）、局部性重量（沿船长某一区段分布）。 7.静力等效原则： ①保持重量的大小不变；②保持重心的纵向坐标不变； ③近似分布曲线的围与该项重量的实际分布围相同或大体相同。 8.浮力曲线：船舶在某一装载情况下，描述浮力沿船长分布状况的曲线。 9.载荷曲线：在某一计算状态下，描述引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线。 10.载荷、剪力和弯矩之间的关系： ①零载荷点与剪力的极值相对应、零剪力点与弯矩的极值相对应； ②载荷在船中前后大致相等，故剪力曲线大致是反对成的，零点靠近船中，在首尾端约船长的1/4处具有最大正、负值； ③两端的剪力为零，弯矩曲线在两端的斜率为零（与坐标轴相切）。 11.计算状态：指在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态，一般包括满载、压载、空载等和按装载方案可能出现的最为不利以及其它正常营运时可能出现的更为不利的装载状态。 12.挠度及货物分布对静水弯矩的影响： ①挠度：船体挠度对静水弯矩的影响是有利的；

船舶原理《静水力计算》课程设计

《静水力曲线计算与绘制》 课程设计任务书 专业船舶与海洋工程 班级2013级1班 学生 学号 指导教师 重庆交通大学 2015年12月

目录 一、设计目的 ................................................................................................................ 1 二、设计课题 ................................................................................................................ 1 三、基本要求 ................................................................................................................ 1 四、组织方式和辅导计划 ............................................................................................ 2 五、考核方式和成绩评定 ............................................................................................ 2 六、设计进度安排 ........................................................................................................ 2 七、半宽水线图型值表 ................................................................................................ 2 八、静水力曲线计算表格 .. (4) 1、表1：A w 、X f 、I T 、I L 、C wp 计算表 .............................................................. 4 2、表2：▽，▽k ，△，C B ，TPC 计算表 ..................................................... 10 3、表3：X B 计算表 ............................................................................................ 10 4、表4：Z B 计算表 ............................................................................................. 11 5、表5： ， L ，Z M ，Z ML 计算表 .............................................................. 11 6、表6：MTC 计算表 ........................................................................................ 12 7、表7：A M ，C M ，C P 计算表 .......................................................................... 12 九、静水力曲线图的比例的含义和坐标原点 .......................................................... 13 十、总结 . (14) BM BM

船舶航速及油耗

在期租合同中，关于船舶航速及油耗的描述是一条非常重要的条款，特别是在当前，干散货市场期租水平大幅上涨，船期的得失对租家的利益尤为重要，因此，期租租家和船舶经营公司都非常重视对船舶营运航速的监控。他们通常委托气导公司（如WNI，OCEANROUT，AWT等）对船舶进行导航及航速监控，有些有实力的租家甚至利用象“Fleet View Online”这样的系统对船舶进行全航程在线监控，以确保因船舶非正常失速导致的损失能得到船东的赔偿。 通过气导公司的航速监控在一定程度上能够保证了租家的利益，但作为船东，有时会遇到一些看起来合理，但实际上不合理的索赔。因此，我们不得不分析一下气导公司相关航速及耗油的分析报告是否都是靠得住的。首先，我们先了解一下气象导航/监控的功能。 1．根据气象形势及航区的天气、水流、潮汐等情况向船长推荐一个最佳航线。 2．根据航程风、流统计，推算由于水流、潮汐、风／浪等对船速的影响，并制作航速及耗油分析报告。 航次结束后，租家会收到气导公司的一份分析报告（SPEEDANDBUNKERANALYSISREPORT），报告会显示该航次有无时间损失和燃油超耗索赔，而它也就成为租家向船东索赔的依据。 气导报告能不能作为索赔的依据？船东是否得无条件接受呢？这要看期租合同是如何规定的，也是以下探讨的重点。 1．船舶航速及油耗条款通常规定为：船东保证船舶在好天气条件下（如：SPEED 13.5 B /13 L KTS ON ABT 26T/28MT IFO 380CST, NDAS BSS GOOD WEATHERCONDITION, WINDS MAX BEAUFORT FORCE 4 AND/OR DOUGLAS SEA STATE 3）能够达到合同规定的航速；如本船航速减低及/或耗油增多则由此造成的时间损失和多耗用燃料费用，应从租金中扣除。 2．通常会在附加条款里定明解决航速问题争议的办法，有些是以气导分析报告为准，有些是以船上LOGBOOK的数据为准，不一而同。

船舶强度与结构设计的复习题

复习题 第一章（重点复习局部载荷分配、静水剪力弯矩的计算绘制） 1、局部载荷是如何分配的？ （2理论站法、3理论站法以及首尾理论站外的局部重力分布计算） P P P =+21 a P L P P ?=?+)(2 121 由此可得： ?? ? ?? ?? ?-=?+=)5.0()5.0(21L a P P L a P P 分布在两个理论站距内的重力 2、浮力曲线是如何绘制的？ 浮力曲线通常按邦戎曲线求得，下图表示某计算状态下水线为W-L 时，通常 根据邦戎曲线来绘制浮力曲线。为此，首先应进行静水平衡浮态计算，以确定船舶在静水中的艏、艉吃水。

帮戎曲线确定浮力曲线 3、M、N曲线有何特点？ (1) M曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的弯矩应为零，亦即弯矩曲线在端点处是封闭的。此外，由于两端的剪力为零，即弯矩曲线在两端的斜率为零，所以弯矩曲线在两端与纵坐标轴相切。 (2) N曲线：由于船体两端是完全自由的，因此艏、艉端点处的剪力应为零，亦即剪力曲线在端点处是封闭的。在大多数情况下，载荷在船舯前和舯后大致上是差不多的，所以剪力曲线大致是反对称的，零点在靠近船舯的某处，而在离艏、艉端约船长的1/4处具有最大正值或负值。 5、计算波的参数是如何确定的？ 计算波为坦谷波，计算波长等于船长，波峰在船舯和波谷在船舯。 采用的军标GJB64.1A中波高h按下列公式确定： 当λ≥120m时， 当60m≤λ≤120m时，当λ≤60m时， 20 λ = h（m） 2 30 + = λ h（m） 1 20 + = λ h（m） 6、船由静水到波浪中，其状态是如何调整的？ 船舶由静水进入波浪，其浮态会发生变化。若以静水线作为坦谷波的轴线，当船舯位于波谷时，由于坦谷波在波轴线以上的剖面积比在轴线以下的剖面积小，同时船体中部又较两端丰满，所以船在此位置时的浮力要比在静水中小， 因而不能处于平衡，船舶将下沉ξ值；而当船舯在波峰时，一般船舶要上浮一些。 另外，由于船体艏、艉线型不对称，船舶还将发生纵倾变化。 7、麦卡尔假设的含义。 麦卡尔方法是利用邦戎曲线来调整船舶在波浪上的平衡位置。因此，在计算 时，要求船舶在水线附近为直壁式，同时船舶无横倾发生。根据实践经验，麦 卡尔法适用于大型运输船舶。 第二章 （重点复习计算剖面的惯性矩、最小剖面模数是如何的计算、折减系数、极限弯矩的计算）1、危险剖面的确定。 危险剖面： 可能出现最大弯曲应力的剖面，由总纵弯曲力矩曲线可知，最大弯矩一般在 船中0.4倍船长范围的，所以计算剖面一般应是此范围内的最弱剖面—既有最大

船体局部强度实验.

船体局部强度实验 一、目的和要求 通过实验，可以在学会船体总纵强度的计算方法、学习测量结构应力的电测实验方法的基础上，了解除总纵强度以外的船体局部强度的测量方法及分析方法。 二、实验原理 把船体作为一等效船体梁，当船体梁受到中拱或中垂弯矩弯曲时，可以计算出梁上各测点处的应力；也可以用电阻应变片测量出各测点处的应力。 计算各测点处的应力σi=MZi / I 但是，船体结构上，有些部位不符合等效梁的理论，用等效梁理论不能计算出其应力状态，比如，上建不是百分之百参加总纵强度，横仓壁上的应力是如何分布，外板与板架的应力又如何分布，等等，只能用测量的方法测出来。测量方法用得最多的是电测法。 电测法，即电阻应变片测量应变方法。其原理是：把应变片牢固的粘贴在构件的测点上，当构件被加上载荷时，就会变形，不是伸长就是缩短，应变片也随着一起变形，应变片伸长时其电阻值增大，应变片缩短时其电阻值减小，把应变片接成电桥，就可以得到电信号，再经放大和显示，即可得到微应变读数。再用虎克定理即可求出测点处的应力。 三、实验装置 1.钢质结构船模 2.程控电阻应变仪 3.船模加载架 4.油压加载机 5.压力传感器及显示器 6.直尺及工具 图3-1 钢质结构船模

图3-2 程控电阻应变仪（主机） 图3-3 船模加载架

图3-4 油压加载机 图3-5 压力传感器及显示器四、实验步骤

电测法测量船体总纵弯曲应力的一般步骤为： 1、根据相似理论，设计和制作船模。本次实验船模为大开口驳船型式，钢质，尺度为8.5m×1.6m×0.9m。记录各构件的尺寸。 2、设置应变片测点，粘贴应变片。在船模测试段上取一横剖面，分别在底板、船侧板、主甲板上布置测点。均为单向片。计算应力的相应点与应变测点一致。并记录每个测点编号的位置尺寸。 图2 测试剖面构件尺寸及测点布置 3、安装船模。把船模装在特制的加载架上，用油压千斤顶加载并用力传感器监测。记录加载的有关尺寸。为了消除新加工结构的内应力，最好加卸载110%载荷三次以上。本次船模试验的总纵弯矩取PL=80×120=9600KNcm。 4、接通静态应变仪及测量电路，调试，全部准备就绪后预热仪器30分钟。注意使用仪器前没人指导操作就一定要看懂说明书再操作。 5、建立零工况：加载载荷调到零，清除其它所有干扰力，仪器自动平衡（采零）。 也可以预加部分载荷调零，其作用是消除安装不平稳引起的受力不均，削除内应力。 6、正式加载：把设计载荷分成几级，逐级加载测量，然后逐级卸载测量。分级加卸载测量可以在实验过程中观察构件应变的线性和重复性，及时发现和解决问题。详细记录每次试验的储存页面、加载工况、试验时刻、环境温度等。 7、载荷回零的工况一定要测出，根据回零应变，可以看出是否有残余应变，仪器是否有温度漂移。 8、确认没有其它问题后清理现场。 五、实验结果与计算 1、实验数据可以在程控应变仪上打印出来，也可以送进微机用Excel电子表格取 出。 2、实验测得的微应变要经过温度漂移修正、导线电阻影响修正、以及其它必须的 修正，才能进行计算。计算就是用虎克定理、广义虎克定理根据应变求应力。 3、选取某一比例，画出船模横剖面图（取半个横剖面）（建议用方格纸）。

船舶强度与设计名词解释

船舶强度与设计名词解释 引起船体梁总纵弯曲的外力计算 总纵弯曲：船体梁在外力的作用下沿其纵向铅垂面内所发生的弯曲 总纵强度：船体梁抵抗总纵弯曲的能力 波浪剪力：完全是由波浪产生的附加浮力引起的附加剪力 重量曲线：船舶在某一计算状态下，描述船体重量沿船长分布的曲线 不变重量：即空船重量，包括船体结构、舾装设备、机电设备等各项固定重量 变动重量：即装载重量，包括货物、燃油、淡水、旅客压载等各项可变重量 总体性重量：即沿船体梁全长分布的重量，包括主体结构、油漆、索具等 局部性重量：沿船长某一区段分布的重量，包括货物、燃油、机电设备等 浮力曲线：船舶在某一装载时，描述浮力沿船长分布状况的曲线 载荷曲线：引起船体梁总纵弯曲的载荷沿船长分布状况的曲线 静水剪力曲线：船体梁在静水中所受到的剪力沿船长分布状况的曲线 计算状态：在总纵强度计算中为确定最大弯矩所选取的船舶典型装载状态 波浪要素：包括波形、波长与波高 坦谷波：波峰陡峭、波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等的波 史密斯修正：考虑波浪动力压力影响对浮力曲线所做的修正 总纵弯矩：船舶在同一计算状态下，静水弯矩和静波浪弯矩的代数和 重量的分布原则:遵循静力等效原则。保持重量的大小不变；保持重量的重心的纵向坐标不变；近似分布曲线的范围与该项重量的实际分布范围相同或大体相同 重量曲线绘制的方法与原理？ 梯形法：船舶往往中部丰满，两端尖瘦，可以将平行中体部分用均匀的重量分布，两端部分用两个梯形分布，根据重量分布原则确定梯形要素 围长法：假设船体结构单位长度的重量与该横剖面围长（包括甲板）成比例。该方法适用于船舶主体结构重量的分布 库尔求莫夫法：用特定的阶梯型分布曲线来表示船体重量的分布 装载曲线、剪力曲线、弯矩曲线的特征: 首尾端点处的剪力和弯矩为零，亦即剪力和弯矩曲线在端点处封闭 零载荷点与剪力的极值相对应，零剪力点与弯矩的极值相对应

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 陈有芳、章伟星 中国船级社北京科研所

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 Skills of Ship Structural Strength Analysis By FEM 陈有芳、章伟星 （中国船级社北京科研所） 摘要：在对船舶结构进行有限元计算分析和评估中，一般采用的是舱段板梁模型，不可避免要面临应力的选取问题。对于弯曲板单元，有限元计算输出的应力包括上下表面的应力，我们在评估中一般采用中面应力作为工作应力，中面应力应该是上下表面应力的平均，如果在实际操作中采用上下表面应力的平均的方法来得到中面应力，将比较麻烦，也不直观。本文对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法以及如何在MSC.Patran中如何得到中面应力的技巧做一介绍，供船舶结构分析工程师参考使用。并做了一些测试和分析。 关键词：船舶结构有限元强度中面应力 MSC.Patran Abstract: In analyzing and evaluating of ship structures by FEM, a plate-beam FE model within holds is generally used and it is unavoidable to solve how to select the stress used. For bending plate, the output stresses include the stresses of up-surface and lower-surface, but in ship structure strength analysis, the mid-surface stress is used as applied stress in general. As we know, the mid-surface stress is the average value of up-surface stress and the lower-surface stress. It is discommodious to obtain the mid-surface stress by the up-surface stress and lower-surface stress in practice. The paper introduces the theory and method of using the mid-surface stress as the applying stress in ship structure strength analysis, and the skills about how to obtain the mid-surface stress in MSC/PATRAN. Some tests and analysis have also been carried in this paper. Keys:Ship Structure Finite Element Strength Mid-surface Stress MSC.patran 1 概述 一般来讲，对承受面外压力的板进行强度校核时，应对板的上下表面应力进行校核，相应的强度标准也是对应的上下表面应力，这些均应该建立在能对板的应力精确计算的基础上。在工程应用上，强度标准建立在相对假设的基础上的，即所谓的相对强度标准，所采用的强度标准也应该根据所采用的强度理论和采用的有限元模型简化程度来选取对应的应力。