第七講船體總縱彎曲應力的第一次近似計算

教學目的：１、掌握剖面模數的概念２、了解應力在某剖面上的分布特點（總縱彎曲應力，而非局部應力）３、掌握中和軸的概念４、掌握慣性矩是如何計算的５、掌握表格計算總縱彎曲的方法一、計算剖面與縱向強力構件1、計算剖面的選取１）原則：可能出現最大彎曲應力的剖面進行計算（危險剖面或計算剖面）２）選?。鹤畲髲澗匾话阍诖?。4倍船長范圍內

Ⅰ含有最大的艙口或其他開口的剖面

Ⅱ強度最弱剖面：船體骨架式改變處剖面；上層建筑端壁處剖面；主體材料分布變化處剖面；由于重量分布特殊可能出現相當大的彎矩值的某些剖面。

3）特殊船舶的要求（如集裝箱船，開口較大）在貨艙區域內應至少計算七個橫剖面上的應力2、船體構件的計入原則：能有效地抵抗總縱彎曲變形

１）縱向強力構件：縱向連續并能有效傳遞總縱彎曲應力的構件船中部0.4-0.5L區域內連續的縱向構件，如：甲板板、外板、內底板、內龍骨、縱桁、縱骨２）間斷構件：長度較短的縱向構件，其參加總縱彎曲的有效性取決于它們的長度及與主體的連接情況

①連續長度不小于船體計算剖面本身高度的3倍的艙口縱圍板，縱桁等縱向構件，但機座縱桁和其他加強縱桁不應計入；②上層建筑及長甲板室的甲板及側壁上層建筑——長度超過船長的15%，且不小于本身高度的6倍；長甲板室——同時受到不少于三個橫艙壁或類似結構支持。中剖的甲板及側壁是完全有效的③靠近艙口前后端的甲板二、船體剖面模數的計算及第一次近似總縱彎曲應力

1、畫出船體計算剖面的半剖面圖，如下圖：

插圖掃描

2、對縱向強力構件進行編號，把所有至中和軸距離相等的相同尺寸構件列為一組進行編號

3、選取參考軸

4、利用表格進行計算5、利用表格進行第一次計算，算出：可得出剖面水平中和軸至參考軸的距離6、利用移軸定理，剖面對水平中和軸的慣性矩為：6、任意構件至中和軸的距離及其總縱彎曲應力注意：1）若構件上有開口，則要根據其開口尺寸而決定是否應扣除其開口部分的剖面積2)遇有不同于基本材料的構件，應當將其換算成相當于基本材料的面積.強力甲板的概念概念：最上層連續甲板和船底是船體剖面中離中和軸最遠的構件，構成了船體梁的上下翼板。構成船體梁上翼板的最上層連續甲板通常稱為強力甲板。則：上下翼板的剖面模數為一般船舶的重心偏向船底，則其中和軸離船底近些，所以有：<2慣性矩、慣性積、極慣性矩一、慣性矩：(與轉動慣量類似）

是面積與它到軸的距離的平方之積。

dAxyyxr二、極慣性矩：是面積對極點的二次矩。dAxyyxr三、慣性積：面積與其到兩軸距離之積。如果x或y

是對稱軸，則Ixy=03慣性矩和慣性積的平行移軸定理一、平行移軸定理：（與轉動慣量的平行移軸定理類似）以形心為原點，建立與原坐標軸平行的坐標軸如圖dAxyyxrabCxCyC注意:C點必須為形心例2

求圖示圓對其切線AB的慣性矩。解：求解此題有兩種方法：一是按定義直接積分；二是用平行移軸定理等知識求。B建立形心坐標如圖,求圖形對形心軸的慣性矩。AdxyO圓不同材料構件剖面積換算設被換算的構件剖面積為ai,其應力為σi彈性模量為E