第一节 船舶强度概述 船舶是一种由板材和骨架构成的浮动建筑物。船体在重力、浮力、船体摇荡运动中的惯性力、风浪力等外力作用下,将不可避免地发生变形。为保证船舶安全,船体结构必须具有抵抗发生过大变形和破坏的能力,这种能力称为船舶强度。按照外力分布和船体结构变形范围的不同,船舶强度可分为总强度和局部强度,而总强度又按外力分布及相应船体变形的不同方向,分为纵向强度和横向强度。对于营运船舶,主要应考虑船舶的总纵强度和局部强度。 营运中的船舶,为保证船舶安全运输及合理使用,应确保船舶具有足够的强度,这就要求船舶使用者通过合理配置载荷重量、优化载荷装卸顺序、限制载荷就位速度、减小航行中波浪冲击等措施来改善船体受力状态以确保船舶处于良好的营运状态。 第二节 船舶总纵强度 船舶产生纵向变形的原因: 1.船舶总纵强度概念 船舶总纵强度是指船体整个结构抵御纵向变形或破坏的能力。将船体视为一根空心变断面且两端自由支持的梁,船舶总纵强度研究的是船体在外力作用下整个船体梁所具有的抵御纵向弯曲、剪切和扭转的能力。 2.船舶纵向变形的原因 作用于船体上的外力包括重力、浮力、摇荡时的惯性力、螺旋桨的推力、水对船体的阻力、波浪的冲击力等。由于惯性力、推力、水阻力和波浪的冲击力对船舶总纵强度影响很小,故可忽略不计,而只考虑分布于船体上的重力和浮力。从整体上讲,船舶重力和浮力大小相等、方向相反并作用于同一垂线上,但这两个力沿船长方向各区段内其大小并不都是相等的,即重力和浮力沿纵向分布规律不一致,由此导致船舶纵向发生变形。 重力、浮力、载荷沿船舶纵向分布:1.重力 包括船体、机器设备、燃料、淡水、各种备品、压载水、所载货物等项重力。由于船体结构和各类载重分布的不连续性,重力纵向分布呈跳跃状。 2.浮力是指船在平静水中或静置于波浪中,舷外水对船体压力的合力。浮力纵向分布也是不均匀的,它取决于船体水线下的体积和形状。 3.载荷及载荷曲线 沿纵向上船体各区段所受重力和浮力的差值就是该区段船体上所受垂向合外力,称为载荷。不同横剖面上的载荷形成载荷随纵向位置的分布曲线,称为载荷曲线。 4.剪力及剪力曲线 各段船体上载荷的存在,在不同横剖面处将受到剪力和弯矩的作用。相对一侧即尾向(或首向)船体产生一作用力通过剖面上的连接构件作用于横剖面上,该作用力称为剪力。在数值上,纵向各横剖面上的剪力等于该剖面首向或尾向一侧所受重力与...