船體局部強(qiáng)度實(shí)驗(yàn).

1、船體局部強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 一、目的和要求 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以在學(xué)會(huì)船體總縱強(qiáng)度的計(jì)算方法、學(xué)習(xí)測(cè)量結(jié)構(gòu)應(yīng)力的電測(cè)實(shí)驗(yàn)方法的 基礎(chǔ)上，了解除總縱強(qiáng)度以外的船體局部強(qiáng)度的測(cè)量方法及分析方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 把船體作為一等效船體梁，當(dāng)船體梁受到中拱或中垂彎矩彎曲時(shí)，可以計(jì)算出梁上各測(cè) 點(diǎn)處的應(yīng)力；也可以用電阻應(yīng)變片測(cè)量出各測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力。 計(jì)算各測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力d i=MZi / I 但是，船體結(jié)構(gòu)上，有些部位不符合等效梁的理論，用等效梁理論不能計(jì)算出其應(yīng)力狀 態(tài)，比如，上建不是百分之百參加總縱強(qiáng)度，橫倉(cāng)壁上的應(yīng)力是如何分布，外板與板架的應(yīng) 力又如何分布，等等，只能用測(cè)量的方法測(cè)出來(lái)。測(cè)量方法用得最多的是電測(cè)法。 電

2、測(cè)法，即電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變方法。 其原理是：把應(yīng)變片牢固的粘貼在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)上， 當(dāng)構(gòu)件被加上載荷時(shí)，就會(huì)變形，不是伸長(zhǎng)就是縮短，應(yīng)變片也隨著一起變形，應(yīng)變片伸長(zhǎng) 時(shí)其電阻值增大，應(yīng)變片縮短時(shí)其電阻值減小，把應(yīng)變片接成電橋，就可以得到電信號(hào)，再 經(jīng)放大和顯示，即可得到微應(yīng)變讀數(shù)。再用虎克定理即可求出測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力。 三、實(shí)驗(yàn)裝置 1. 鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)船模 2. 程控電阻應(yīng)變儀 3. 船模加載架 4. 油壓加載機(jī) 5. 壓力傳感器及顯示器 6. 直尺及工具 圖3-1鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)船模 圖3-2程控電阻應(yīng)變儀（主機(jī)） 圖3-3船模加載架 圖3-4油壓加載機(jī) 圖3-5壓力傳感器及顯示器 四、實(shí)驗(yàn)步驟 電測(cè)法測(cè)量船體

3、總縱彎曲應(yīng)力的一般步驟為： 1、 根據(jù)相似理論，設(shè)計(jì)和制作船模。本次實(shí)驗(yàn)船模為大開(kāi)口駁船型式，鋼質(zhì)，尺度為 8.5m x 1.6m x 0.9m。記錄各構(gòu)件的尺寸。 2、 設(shè)置應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)，粘貼應(yīng)變片。在船模測(cè)試段上取一橫剖面，分別在底板、船側(cè)板、 主甲板上布置測(cè)點(diǎn)。 均為單向片。計(jì)算應(yīng)力的相應(yīng)點(diǎn)與應(yīng)變測(cè)點(diǎn)一致。并記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)編號(hào) 的位置尺寸。 L3t A LJP皿 II 圖2測(cè)試剖面構(gòu)件尺寸及測(cè)點(diǎn)布置 3、 安裝船模。把船模裝在特制的加載架上，用油壓千斤頂加載并用力傳感器監(jiān)測(cè)。記 錄加載的有關(guān)尺寸。為了消除新加工結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，最好加卸載110%載荷三次以上。本次 船模試驗(yàn)的總縱彎矩取 PL=8

4、0 x 120=9600KNcm。 4、 接通靜態(tài)應(yīng)變儀及測(cè)量電路，調(diào)試，全部準(zhǔn)備就緒后預(yù)熱儀器30分鐘。注意使用 儀器前沒(méi)人指導(dǎo)操作就一定要看懂說(shuō)明書(shū)再操作。 5、 建立零工況：加載載荷調(diào)到零，清除其它所有干擾力，儀器自動(dòng)平衡（采零）。 也可以預(yù)加部分載荷調(diào)零，其作用是消除安裝不平穩(wěn)引起的受力不均，削除內(nèi)應(yīng)力。 6、 正式加載：把設(shè)計(jì)載荷分成幾級(jí)，逐級(jí)加載測(cè)量， 然后逐級(jí)卸載測(cè)量。 分級(jí)加卸載 測(cè)量可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察構(gòu)件應(yīng)變的線性和重復(fù)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。詳細(xì)記錄每次 試驗(yàn)的儲(chǔ)存頁(yè)面、加載工況、試驗(yàn)時(shí)刻、環(huán)境溫度等。 7、 載荷回零的工況一定要測(cè)出，根據(jù)回零應(yīng)變，可以看出是否有殘余應(yīng)變

5、，儀器是否 有溫度漂移。 8、確認(rèn)沒(méi)有其它問(wèn)題后清理現(xiàn)場(chǎng)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算 1、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以在程控應(yīng)變儀上打印出來(lái)，也可以送進(jìn)微機(jī)用Excel電子表格取 出。 2、實(shí)驗(yàn)測(cè)得的微應(yīng)變要經(jīng)過(guò)溫度漂移修正、導(dǎo)線電阻影響修正、以及其它必須的 修正，才能進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算就是用虎克定理、廣義虎克定理根據(jù)應(yīng)變求應(yīng)力。 3、 選取某一比例，畫(huà)出船模橫剖面圖（取半個(gè)橫剖面）（建議用方格紙）。 圖3應(yīng)力分布曲線 4、根據(jù)表3的測(cè)量應(yīng)力，在同一船模橫剖面圖上按同一比例尺( 1cm= ? Mpa)繪 出甲板上、外側(cè)壁上、內(nèi)側(cè)壁上、外底板上、內(nèi)底板上、倉(cāng)口上幾條測(cè)量應(yīng)力分布曲 線。 5、寫(xiě)出分析及結(jié)論；寫(xiě)一些學(xué)習(xí)體會(huì)。分析內(nèi)容主要有：上建和倉(cāng)口圍板是如 何參加總縱強(qiáng)度的？雙底雙殼的作用？上建和倉(cāng)口圍板的應(yīng)力分布形式；上建 和倉(cāng)口圍板應(yīng)如何布置才合理？ 六、實(shí)驗(yàn)分析與討論 1. 上建的強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？ 2. 上建做強(qiáng)了會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題？ 七、參考資料： 表1 :測(cè)量記錄 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 1 2 3 4 5 6