发布时间 : 星期四 文章船舶强度与结构设计 - 授课教案 - 第五章 结构设计模块更新完毕开始阅读fcb85a1b6bd97f192279e9b4
第五章 结构设计模块
一、实例1：型材剖面设计。
（一）设计题目：试确定某船实肋板尺寸。已知：M=770kN〃m．N=71kN，?Y=235N／mm2。． [?]=176N/mm2，[?]=100N/mm2，f2=18cm2, t0=4mm，l=8m。 （二）设计过程：
（1）计算W1及f0
W1?MN?437.5cm2,f0??9.5cm2a0.85[?]
（2）第一次近似决定m
初步取
?=0.5
?a因为
?0.5?0.57
所以
A=76[1+0.95（1+?）2.33]=261.7
m?100102??70ar102??Aa
（3）计算W0
因为K=4，所以
3W0?0.75m2t0?235.2cm3
（4）第一次近似计算型剖面尺寸 因为
2W0?W1?2W0及f0?mt0
最佳高度同时受腹板稳定性及最小厚度条件限制，计算结果为：
hopt?mt0?28cm
2f?mt0?11.2cm2
f1?a2(3a1?1)?0.25(6a1?1)f?13.4cm23a2?1
（5）第二次近似决定m
因为
??
2f1?f?0.8052f2?fN?74.6N/mm20.85f
???a??[a]?0.424
所以
m?100102??78.4?1102??Aa
（6）第二次近似计算型材剖面尺寸。
因为
6?0.5022??K?123W??mt0?315cm3?W1?2W0K K?所以
h?pt?mt??31.4cm
2f?mt0?12.54cm2
f1?a2(3a1?1)?0.25(6a1?1)f?11.3cm23a2?1
式中
以不必进行第三次近似计算。
（7）确定面板尺寸。
考虑到制造因素，取腹板尺寸为300×4。于是，为保证弯曲强度，面板面积为：
a1?W1f?1.11a2?2?1.435fhf，，因为第二次近似计算未改变所使用的计算公式，所
f1?a2(3a1?1)?0.25(6a1?1)f?12.1cm23a2?1
?Y由式
则面板宽度为：
10184?n0?b820?10t1?Y决定的n0在9～18之间。
b1?2n0f1?14.8~20.9cm
则面板厚度为：
t1?f1?0.82~0.58cm2n0
考虑到钢材牌号，实取面板尺寸为160×8。 （8）按最后选定的尺寸检验强度条件。 利用最后选定的尺寸可得：
??
2f1?f?0.7832f2?f，
f）?457cm3?437.5cm3K
W1?h(f1?式中K=4.93。
（9）总稳定性检验。 因为
l800100??50?100?65.2b16aY
所以，总稳定性可以得到保证。
实例2：船体中剖面计算法设计示例。
设计题目：船体主要尺度：船长L?145m，船宽??18.4m，吃水d?7.8m，型深D?12m，计算舱长l?18.4m，实肋板间距a?1.8m，双层底高度h?1.2m。已知纵向构件：下甲
22板厚度t?9mm，甲板纵桁剖面积F1=100cm、F2=90cm。船体钢材：屈服极限aY?294MPa，
许用应力：总纵弯曲应力[aY]?160MPa，船底合成应力[a1?a2]?176MPa。计算弯矩
777
（在波峰中）：M=M3+Mw=16.95×10+41.16×10=58.11×10N.m。船体中剖面计算草图如下图6-19所示：
一、确定船体中剖面纵向构件相当厚度
1.第一次近似计算
取中和轴距基线 e1=0.45、D=5.4m。按下表计算船体剖面要素。 构件尺寸 构件名称 上甲板纵桁 给定了构件 下甲板纵桁 上甲板板 ∑ 与A1成比例的构 件，当A1=1时 ∑ 舷顶列板 舷侧板 舭列板 与A0成比例的构 件，当A0=1时 内底板 中桁材 底纵桁 外底板 ∑ 上甲板 甲板边板 （cm） - - 560×0.9 构件剖面积 F(cm2) 100 90 504 A=694 440 156 A1=694 144 760 503 539 54 288 600 A0=694 离中和轴距离 Z（m） 6.6 3.6 3.6 F.Z (cm2.m) 660 324 1814 B=+2798 2904 1030 B1=+3934 864 1216 -2133 -2264 -259 -1382 -3240 B0=+3934 F.Z2 (cm2.m2) 4356 1166 6532 C=12054 19166 6795 自身惯性矩 io(cm2.m2) - - - 440 120×1.3 6.6 6.6 120×1.2 760 503 770×0.7 1/2×120×0.9 3×120×0.8 600 +6.0 +1.6 -4.24 -4.20 -4.80 -4.8 -5.4 C1=25961 5184 1946 9043 9508 1244 6636 17495 C0=25961 17 3660 495 - 7 35 - 由甲板总纵强度条件计算所必需的船体剖面惯性矩，则得：
Mmax58.11?107I?(D?e1)?(12?5.4)?23.9704m46[a1]160?10
将表列数据代入下式得：
?B?B0?0?B1?1?0??1C?C??C??I0011?2 ?由此得
???1.53cm???0?1.23cm
2、第二次近似计算