船舶结构强度 A答案

哈尔滨工业大学（威海）继续教育学院 2013 年秋季学期。

船舶结构强度试题a答案。

1、判断题（每题2分，共10分）

1、船体梁的最大剪力发生在船中剖面处。（×

2、船体梁上浮力曲线与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心为船体浮心。（√

3、第二次及更高次总纵弯曲近似计算中在不同弯曲状态下构件的折减系数是相同的。（×

4、计算槽型舱壁的槽形体的弯曲时，可将其作为弹性固定的单跨梁或连续梁。（√

5、为了防止应力集中，甲板上应避免采用长边沿船长方向布置的开孔。（×

2、概念题（每题3分，共12分）

1、重量分布曲线。

船舶在某一计算（装载）状态下，表示船长方向单位长度上重量大小的曲线。

2、许用应力。

在结构设计预计的各种工况下，船体结构构件所容许承受的最大应力值。

3、船体极限弯矩。

在船体剖面内离中和轴最远点的刚性构件中引起的应力达到结构材料屈服极限（在受拉伸时）或构件的临界应力（在受压缩时）的总纵弯曲力矩。

4、应力集中。

间断构件在其剖面形状与尺寸突变处的应力，在局部范围内产生急剧增大的现象。

3、简答题（每题8分，共48分）

1、简述船体总纵强度计算中剪力和弯矩的计算步骤。

答：（1）计算重量分布曲线p(x)；（2）计算静水浮力曲线bs(x)；（3）计算静水剪力及弯矩：，；4）计算静波浪剪力及弯矩：，；5）计算总纵剪力和弯矩：，。

2、简述计算重量分布曲线时采用的静力等效原则。

答：重量的分配原则：重量不变，重心不变，范围不变，站距均布。最终，应使重量曲线所围的面积等于全船的重量，该面积的形心纵向坐标与船舶重心的纵向坐标相同。

或：（1）保持重量的大小不变，这就是说要使近似分布曲线所围的面积等于该项实际重量；（2）保持重量重心的纵向坐标不变，即要使近似分布曲线所围的面积形心纵坐标与该项重量的重心纵坐标相等；（3）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。

3、简述船体总纵强度计算中静波浪剪力与弯矩传统的标准计算方法中的假设条件（波速、波形、波长、波高及计算状态）。

答： (1)将船舶静置于波浪上，即假想船舶以波速在波浪的传播方向上航行，船舶与波浪处于相对静止状态；(2)以二维坦谷波作为标准波形，计算波长等于船长（内河船舶斜置于一个波长上），计算波高按有关规范或强度标准选取；(3)取波峰位于船中及波谷位于船中两种状态分别进行计算。

4、简述船体总纵强度校核中进行第二次近似总纵弯曲应力计算的原因。

答：按第一次近似总纵弯曲应力校核船体总纵强度存在问题。无条件地运用梁的弯曲理论，将剖面中所有纵向强力构件的剖面积都作为完全有效地抵抗总纵弯曲变形的看法是不正确的，要对可能失稳的构件进行剖面折减，即第二次近似计算。

5、简述计算船体极限弯矩的两种计算状态及特点。

答：通常，船体横剖面的中和轴偏于船底一边，不论中拱状态或是中垂状态，甲板中的应力总是首先达到屈服极限。 (1)在强力甲板中作用着等于屈服极限σy的拉应力（即中拱状态）；(2)在强力甲板中作用着等于骨架梁临界应力σcr的压应力（即中垂状态）。

6、简述引起船体扭转的三种扭矩。

答：斜浪扭矩：斜浪航行，前体和后体浮力分布反对称，引起扭矩；

货物扭矩：货物移动，引起船舶重心偏移，单位长度上，重量力矩和浮力力矩不完全相同，存在差额，该差额引起货物扭矩；

横摇扭矩：船舶横摇运动的惯性力引起扭矩。

4、说明题（每题15分，共30分）

1、说明：求静水浮力曲线过程中用逐步近似法进行纵倾调整的步骤。（只需说明过程，可不给出具体公式）

答：首先应进行静水平衡计算，以确定船舶在静水中的首、尾吃水。（1）第一次近似计算时，根据给定计算状态的船舶排水量m（重量w=mg）从静水力曲线图上查得如下数据：

平均吃水dm（m），浮心距船中的距离xb（中前为正，m），纵稳心半径r（m），水线面面积a（m2）及其漂心距船中的距离xf（中前为正，m）。

2）若浮心与重心的纵向坐标之差不超过船长的0.05%-0.1%，则可认为船舶已处于平衡状态。否则须进行纵倾调整。利用查得的有关参数可确定船舶纵倾后的第一次近似首、尾吃水。

当静水平衡计算完成，首、尾吃水确定以后，利用邦戎曲线求出对应于该吃水线时的浮力分布，浮力曲线即可作出。同时计算出总浮力b1及浮力纵向坐标xb1的第一次近似计算值。一般说来，平衡计算一直要进行到满足下述要求，才可终止，即，式中，bi-最后一次近似计算的总浮力值；xbi-最后一次近似计算的浮心纵坐标。

3）第二次近似计算确定新的首、尾吃水。对第一次近似计算得到的船舶浮态作进一步的修正。包括为消除浮力与重量的不等，船舶将上浮或下沉的值；由于浮心和重心的纵向位移不一致，船舶将进一步纵倾一定值。

2、说明：只作用着水压力的横骨架单底结构的传力过程，并画出示意图。

答：直接承受水压力的构件是船底板，它在其支持周界内发生变形，船底板将水压力传给支持周界骨架（肋板以及船底纵桁），然后再传到板架的支承周界（横舱壁及舷侧）上去。对图所示结构，水压力将主要传给肋板，部分传给内龙骨、舷侧、横舱壁等，于是引起船底板架的弯曲，然后又以反力的方式，将力传递给舷侧和横舱壁结构。