哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）繼續(xù)教育學(xué)院 2013 年 秋季學(xué)期

船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 試題A答案

一、判斷題（每題2分，共10分）

1、船體梁的最大剪力發(fā)生在船中剖面處。（×）

2、船體梁上浮力曲線與縱向坐標(biāo)軸所圍的面積等于作用在船體上的浮力，該面積的形心為船體浮心。（√） 3、第二次及更高次總縱彎曲近似計(jì)算中在不同彎曲狀態(tài)下構(gòu)件的折減系數(shù)是相同的。（×） 4、計(jì)算槽型艙壁的槽形體的彎曲時(shí)，可將其作為彈性固定的單跨梁或連續(xù)梁。（√） 5、為了防止應(yīng)力集中，甲板上應(yīng)避免采用長邊沿船長方向布置的開孔。（×）

二、概念題（每題3分，共12分）

1、重量分布曲線

船舶在某一計(jì)算（裝載）狀態(tài)下，表示船長方向單位長度上重量大小的曲線。 2、許用應(yīng)力

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的各種工況下，船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件所容許承受的最大應(yīng)力值。 3、船體極限彎矩

在船體剖面內(nèi)離中和軸最遠(yuǎn)點(diǎn)的剛性構(gòu)件中引起的應(yīng)力達(dá)到結(jié)構(gòu)材料屈服極限（在受拉伸時(shí)）或構(gòu)件的臨界應(yīng)力（在受壓縮時(shí)）的總縱彎曲力矩。 4、應(yīng)力集中

間斷構(gòu)件在其剖面形狀與尺寸突變處的應(yīng)力，在局部范圍內(nèi)產(chǎn)生急劇增大的現(xiàn)象。

三、簡答題（每題8分，共48分）

1、簡述船體總縱強(qiáng)度計(jì)算中剪力和彎矩的計(jì)算步驟。

答：（1）計(jì)算重量分布曲線p(x)；（2）計(jì)算靜水浮力曲線bs(x)；（3）計(jì)算靜水剪力及彎矩：（4）計(jì)算靜波浪剪力及彎矩：Nw(x)??[??b(x)]dx，Ns(x)??[p(x)?bs(x)]dx，Ms(x)??Ns(x)dx；

000xxx（5）計(jì)算總縱剪力和彎矩：N(x)?Ns(x)?Nw(x)，M(x)?Ms(x)?Mw(x)。 Mw(x)??Nw(x)dx；

0x2、簡述計(jì)算重量分布曲線時(shí)采用的靜力等效原則。

答：重量的分配原則：重量不變，重心不變，范圍不變，站距均布。最終，應(yīng)使重量曲線所圍的面積等于全船的重量，該面積的形心縱向坐標(biāo)與船舶重心的縱向坐標(biāo)相同。

或：（1）保持重量的大小不變，這就是說要使近似分布曲線所圍的面積等于該項(xiàng)實(shí)際重量；（2）保持重量重心的縱向坐標(biāo)不變，即要使近似分布曲線所圍的面積形心縱坐標(biāo)與該項(xiàng)重量的重心縱坐標(biāo)相等；（3）近似分布曲線的范圍與該項(xiàng)重量的實(shí)際分布范圍相同或大體相同。

3、簡述船體總縱強(qiáng)度計(jì)算中靜波浪剪力與彎矩傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法中的假設(shè)條件（波速、波形、波長、波

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高及計(jì)算狀態(tài)）。

答： (1)將船舶靜置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的傳播方向上航行，船舶與波浪處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)；(2)以二維坦谷波作為標(biāo)準(zhǔn)波形，計(jì)算波長等于船長（內(nèi)河船舶斜置于一個(gè)波長上），計(jì)算波高按有關(guān)規(guī)范或強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)選??；(3)取波峰位于船中及波谷位于船中兩種狀態(tài)分別進(jìn)行計(jì)算。 4、簡述船體總縱強(qiáng)度校核中進(jìn)行第二次近似總縱彎曲應(yīng)力計(jì)算的原因。

答：按第一次近似總縱彎曲應(yīng)力校核船體總縱強(qiáng)度存在問題。無條件地運(yùn)用梁的彎曲理論，將剖面中所有縱向強(qiáng)力構(gòu)件的剖面積都作為完全有效地抵抗總縱彎曲變形的看法是不正確的，要對(duì)可能失穩(wěn)的構(gòu)件進(jìn)行剖面折減，即第二次近似計(jì)算。

5、簡述計(jì)算船體極限彎矩的兩種計(jì)算狀態(tài)及特點(diǎn)。

答：通常，船體橫剖面的中和軸偏于船底一邊，不論中拱狀態(tài)或是中垂?fàn)顟B(tài)，甲板中的應(yīng)力總是首先達(dá)到屈服極限。 (1)在強(qiáng)力甲板中作用著等于屈服極限σY的拉應(yīng)力（即中拱狀態(tài)）；(2)在強(qiáng)力甲板中作用著等于骨架梁臨界應(yīng)力σ

cr的壓應(yīng)力（即中垂?fàn)顟B(tài)）。

6、簡述引起船體扭轉(zhuǎn)的三種扭矩。

答：斜浪扭矩：斜浪航行，前體和后體浮力分布反對(duì)稱，引起扭矩；

貨物扭矩：貨物移動(dòng)，引起船舶重心偏移，單位長度上，重量力矩和浮力力矩不完全相同，存在差額，該差額引起貨物扭矩；

橫搖扭矩： 船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的慣性力引起扭矩。

四、說明題（每題15分，共30分）

1、說明：求靜水浮力曲線過程中用逐步近似法進(jìn)行縱傾調(diào)整的步驟。（只需說明過程，可不給出具體公式） 答：首先應(yīng)進(jìn)行靜水平衡計(jì)算，以確定船舶在靜水中的首、尾吃水。（1）第一次近似計(jì)算時(shí)，根據(jù)給定計(jì)算狀態(tài)的船舶排水量M（重量W=Mg）從靜水力曲線圖上查得如下數(shù)據(jù)：平均吃水dm（m），浮心距船中的距離xb（中前為正，m），縱穩(wěn)心半徑R（m），水線面面積A（m）及其漂心距船中的距離xf（中前為正，m）。 （2）若浮心與重心的縱向坐標(biāo)之差不超過船長的0.05%-0.1%，則可認(rèn)為船舶已處于平衡狀態(tài)。否則須進(jìn)行縱傾調(diào)整。利用查得的有關(guān)參數(shù)可確定船舶縱傾后的第一次近似首、尾吃水。

當(dāng)靜水平衡計(jì)算完成，首、尾吃水確定以后，利用邦戎曲線求出對(duì)應(yīng)于該吃水線時(shí)的浮力分布，浮力曲線即可作出。同時(shí)計(jì)算出總浮力B1及浮力縱向坐標(biāo)xb1的第一次近似計(jì)算值。一般說來，平衡計(jì)算一直要進(jìn)行

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到滿足下述要求，才可終止，即

W?Bi??0.10.5?%Wxg?xbiL??0.050.1?%，式中，Bi-最后一次近似計(jì)算的總浮力值；xbi-

最后一次近似計(jì)算的浮心縱坐標(biāo)。

（3）第二次近似計(jì)算確定新的首、尾吃水。對(duì)第一次近似計(jì)算得到的船舶浮態(tài)作進(jìn)一步的修正。包括為消除浮力與重量的不等，船舶將上浮或下沉的值；由于浮心和重心的縱向位移不一致，船舶將進(jìn)一步縱傾一定值。

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2、說明：只作用著水壓力的橫骨架單底結(jié)構(gòu)的傳力過程，并畫出示意圖。

答：

直接承受水壓力的構(gòu)件是船底板，它在其支持周界內(nèi)發(fā)生變形，船底板將水壓力傳給支持周界骨架（肋板以及船底縱桁），然后再傳到板架的支承周界（橫艙壁及舷側(cè)）上去。對(duì)圖所示結(jié)構(gòu)，水壓力將主要傳給肋板，部分傳給內(nèi)龍骨、舷側(cè)、橫艙壁等，于是引起船底板架的彎曲，然后又以反力的方式，將力傳遞給舷側(cè)和橫艙壁結(jié)構(gòu)。

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