船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第1章

1、船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第第1章章 引起船體梁總縱彎曲的外力計(jì)算引起船體梁總縱彎曲的外力計(jì)算Ship Strength and Structural Design 目的目的計(jì)算作用在船體梁上的外力，是校核總縱強(qiáng)度計(jì)算作用在船體梁上的外力，是校核總縱強(qiáng)度的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 要求要求掌握船體梁總縱彎曲的外力計(jì)算的基本思路和掌握船體梁總縱彎曲的外力計(jì)算的基本思路和過(guò)程，按照教材上的計(jì)算實(shí)例，能夠計(jì)算實(shí)船過(guò)程，按照教材上的計(jì)算實(shí)例，能夠計(jì)算實(shí)船總縱彎曲的彎矩和剪力?？偪v彎曲的彎矩和剪力。 Ship Strength and Structural Design 在船體總縱強(qiáng)度計(jì)算中，通常將船

2、體理想化為一在船體總縱強(qiáng)度計(jì)算中，通常將船體理想化為一變截面的空心薄壁梁變截面的空心薄壁梁（簡(jiǎn)稱(chēng)（簡(jiǎn)稱(chēng)船體梁船體梁），并從整體），并從整體上進(jìn)行研究。上進(jìn)行研究。在外力作用下船體梁在其在外力作用下船體梁在其縱向平面內(nèi)縱向平面內(nèi)發(fā)生的彎曲，發(fā)生的彎曲，稱(chēng)為稱(chēng)為總縱彎曲總縱彎曲。船體梁抵抗總縱彎曲的能力，稱(chēng)。船體梁抵抗總縱彎曲的能力，稱(chēng)為為總縱強(qiáng)度總縱強(qiáng)度。本章將介紹引起船體梁總縱彎曲的載荷、剪力和本章將介紹引起船體梁總縱彎曲的載荷、剪力和彎矩。彎矩。 Ship Strength and Structural Design Ship Strength and Structural Design 1

3、.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形 1.2 重量曲線重量曲線 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算 1.4 靜波浪剪力和彎矩的計(jì)算靜波浪剪力和彎矩的計(jì)算 1.5 靜水剪力和彎矩計(jì)算、靜波浪剪力和彎靜水剪力和彎矩計(jì)算、靜波浪剪力和彎矩計(jì)算中的其它因素矩計(jì)算中的其它因素 1.6 彎矩和剪力的近似估算公式彎矩和剪力的近似估算公式 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)船體梁，總縱彎曲，總縱強(qiáng)度，主要外力，平船體梁，總縱彎曲，總縱強(qiáng)度，主要外力，平衡

4、與不平衡，載荷、剪力、彎矩的基本公式和衡與不平衡，載荷、剪力、彎矩的基本公式和計(jì)算步驟。計(jì)算步驟。 Ship Strength and Structural Design將船舶靜置在波浪上，求出船體梁橫剖面上的將船舶靜置在波浪上，求出船體梁橫剖面上的總縱剪力和總縱彎曲力矩以及相應(yīng)的總縱彎曲總縱剪力和總縱彎曲力矩以及相應(yīng)的總縱彎曲應(yīng)力，并將它與許用應(yīng)力進(jìn)行比較來(lái)判定船體應(yīng)力，并將它與許用應(yīng)力進(jìn)行比較來(lái)判定船體的強(qiáng)度，這是的強(qiáng)度，這是船體總縱強(qiáng)度計(jì)算的傳統(tǒng)方法船體總縱強(qiáng)度計(jì)算的傳統(tǒng)方法。所謂所謂將船靜置在波浪上將船靜置在波浪上，就是假想船舶以波速，就是假想船舶以波速在波浪的傳播方向上航行，此時(shí)船舶

5、與波浪的在波浪的傳播方向上航行，此時(shí)船舶與波浪的相對(duì)速度為零。這樣就可以認(rèn)為船舶是在重力相對(duì)速度為零。這樣就可以認(rèn)為船舶是在重力和浮力作用下靜平衡于波浪上的一根梁。和浮力作用下靜平衡于波浪上的一根梁。 船舶在波浪上航行時(shí)，作用在船體結(jié)構(gòu)上的外船舶在波浪上航行時(shí)，作用在船體結(jié)構(gòu)上的外力是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)踐證明，力是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)踐證明，重力重力和和浮力浮力是引是引起船體梁總縱彎曲的主要外力。起船體梁總縱彎曲的主要外力。 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形如圖所示，全船總的重力如圖所示，全船總的重力和浮力是大小相等

6、、方向和浮力是大小相等、方向相反，并且作用在同一條相反，并且作用在同一條鉛垂線上，即全船處于靜鉛垂線上，即全船處于靜力平衡狀態(tài)。但是由于重力平衡狀態(tài)。但是由于重力和浮力沿船長(zhǎng)的分布規(guī)力和浮力沿船長(zhǎng)的分布規(guī)律并不相同，對(duì)沿船長(zhǎng)的律并不相同，對(duì)沿船長(zhǎng)的任一區(qū)段來(lái)說(shuō)，它們是不任一區(qū)段來(lái)說(shuō)，它們是不平衡的。平衡的。Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形假定假定重力重力沿船長(zhǎng)的分布沿船長(zhǎng)的分布是是 ，浮力浮力沿船長(zhǎng)的分沿船長(zhǎng)的分布是布是 ，則它們的差值，則它們的差值就是引起船體梁總縱彎曲就是引起船體梁總縱彎曲的的載荷載荷

7、，即，即 船體梁在這個(gè)載荷作用下船體梁在這個(gè)載荷作用下將發(fā)生總縱彎曲變形，并將發(fā)生總縱彎曲變形，并在船體梁橫剖面上產(chǎn)生剪在船體梁橫剖面上產(chǎn)生剪力和彎矩。力和彎矩。 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xp)(xb)(xq)()()(xbxpxq利用梁的理論，作用在船利用梁的理論，作用在船體梁橫剖面上的剪力和彎體梁橫剖面上的剪力和彎矩是矩是 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形dxxqxNx0)()(dxdxxqdxxNxMx

8、xx 000)()()()()()(xbxpxq載荷、剪力和彎矩的符號(hào)載荷、剪力和彎矩的符號(hào)規(guī)定如圖所示，規(guī)定如圖所示，載荷載荷 以向下為正以向下為正；剪力；剪力 以以作用在梁微段作用在梁微段 左剖面上左剖面上向下為正向下為正，右剖面上向上右剖面上向上為正為正；彎矩；彎矩 則以則以使船使船體梁發(fā)生中拱變形為正體梁發(fā)生中拱變形為正。Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xq)(xNdx)(xM中拱中拱：船體中部向上拱起，艏、艉兩端向下垂。：船體中部向上拱起，艏、艉兩端向下垂。這意味著船體中部的浮力大于重力，艏、

9、艉部的這意味著船體中部的浮力大于重力，艏、艉部的浮力小于重力；船體上甲板受拉，船底受壓。浮力小于重力；船體上甲板受拉，船底受壓。中垂中垂：船體中部下垂，艏、艉兩端向上翹起。這：船體中部下垂，艏、艉兩端向上翹起。這意味著船體中部的浮力小于重力，艏、艉部的浮意味著船體中部的浮力小于重力，艏、艉部的浮力大于重力；船體上甲板受壓，船底受拉。力大于重力；船體上甲板受壓，船底受拉。 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形為了計(jì)算作用在船體梁上的剪力和彎矩，必須首為了計(jì)算作用在船體梁上的剪力和彎矩，必須首先計(jì)算重力和浮力沿船長(zhǎng)

10、的分布。對(duì)于某特定計(jì)先計(jì)算重力和浮力沿船長(zhǎng)的分布。對(duì)于某特定計(jì)算工況而言，重量沿船長(zhǎng)的分布是不變的；算工況而言，重量沿船長(zhǎng)的分布是不變的；船舶船舶在波浪上的浮力沿船長(zhǎng)的分布在波浪上的浮力沿船長(zhǎng)的分布 可以看作是可以看作是船舶在靜水中的浮力分布船舶在靜水中的浮力分布 和和由于波浪產(chǎn)生由于波浪產(chǎn)生的附加浮力分布的附加浮力分布 之和，即之和，即因此，利用梁的理論，作用在船體梁上的載荷是：因此，利用梁的理論，作用在船體梁上的載荷是： Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xbw)(xbs)(xb)()()(xbxbx

11、bsw)()()()()()(xbxbxpxbxpxqsw作用在船體梁上的剪力和彎矩分別是：作用在船體梁上的剪力和彎矩分別是：式中式中 ：船舶靜置在波浪上的：船舶靜置在波浪上的總縱剪力總縱剪力； ：船舶在靜水中的剪力（：船舶在靜水中的剪力（靜水剪力靜水剪力）；）； ：船舶靜置在波浪上的波浪附加剪力（：船舶靜置在波浪上的波浪附加剪力（波波浪附加剪力浪附加剪力）。）。Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xNs)()()()()()(000 xMxMdxxNdxxNdxxNxMwsxwxsx)()()()()()

12、()(000 xNxNdxxbdxxbxpdxxqxNwsxxsx)()()()()()(xbxbxpxbxpxqsw)(xNw)(xN式中式中 ：船舶靜置在波浪上的：船舶靜置在波浪上的總縱彎矩總縱彎矩； ：船舶在靜水中的彎矩（：船舶在靜水中的彎矩（靜水彎矩靜水彎矩），在），在給定船型時(shí)，只與重量及其沿船長(zhǎng)的分布有關(guān)；給定船型時(shí)，只與重量及其沿船長(zhǎng)的分布有關(guān)； ：船舶靜置在波浪上的波浪附加彎矩（：船舶靜置在波浪上的波浪附加彎矩（波波浪附加彎矩浪附加彎矩），與波形范圍內(nèi)的船體外形和波浪），與波形范圍內(nèi)的船體外形和波浪要素有關(guān)。要素有關(guān)。 Ship Strength and Structural

13、Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xMs)()()()()()(000 xMxMdxxNdxxNdxxNxMwsxwxsx)()()()()()()(000 xNxNdxxbdxxbxpdxxqxNwsxxsx)(xMw)(xM波浪附加剪力波浪附加剪力、波浪附加彎矩波浪附加彎矩完全是由于波浪產(chǎn)生完全是由于波浪產(chǎn)生的附加浮力（相對(duì)于靜水狀態(tài)的浮力增量）引起的，的附加浮力（相對(duì)于靜水狀態(tài)的浮力增量）引起的，簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)波浪剪力波浪剪力和和波浪彎矩波浪彎矩。值得注意的是，靜水浮。值得注意的是，靜水浮力主要取決于船體浸入水中部分的形狀，是一個(gè)確力主要取決于船體浸入水中部分的

14、形狀，是一個(gè)確定性的靜態(tài)量；而波浪附加浮力則是一個(gè)隨機(jī)的動(dòng)定性的靜態(tài)量；而波浪附加浮力則是一個(gè)隨機(jī)的動(dòng)態(tài)量，其計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜。傳統(tǒng)的方法，是將船舶靜態(tài)量，其計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜。傳統(tǒng)的方法，是將船舶靜置于標(biāo)準(zhǔn)波浪上來(lái)求得波浪附加浮力，此時(shí)求得的置于標(biāo)準(zhǔn)波浪上來(lái)求得波浪附加浮力，此時(shí)求得的波浪附加浮力是一個(gè)確定性的靜態(tài)量，其對(duì)應(yīng)的波波浪附加浮力是一個(gè)確定性的靜態(tài)量，其對(duì)應(yīng)的波浪附加剪力和波浪附加彎矩分別稱(chēng)作浪附加剪力和波浪附加彎矩分別稱(chēng)作靜波浪剪力靜波浪剪力和和靜波浪彎矩靜波浪彎矩。當(dāng)所有船舶都在同一計(jì)算原理的基礎(chǔ)。當(dāng)所有船舶都在同一計(jì)算原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較時(shí)，傳統(tǒng)的方法在一定范圍內(nèi)仍然是適上進(jìn)行比較時(shí)，

15、傳統(tǒng)的方法在一定范圍內(nèi)仍然是適用的，即對(duì)動(dòng)波浪彎矩仍可在形式上采用靜置于波用的，即對(duì)動(dòng)波浪彎矩仍可在形式上采用靜置于波浪上的計(jì)算方法。浪上的計(jì)算方法。 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形綜上所述，通常按如下步驟計(jì)算船體梁所受到的綜上所述，通常按如下步驟計(jì)算船體梁所受到的剪力和彎矩：剪力和彎矩：（1）計(jì)算重量分布曲線）計(jì)算重量分布曲線 ；（2）計(jì)算靜水浮力分布曲線）計(jì)算靜水浮力分布曲線 ；（3）計(jì)算靜水載荷分布曲線）計(jì)算靜水載荷分布曲線 ；（4）計(jì)算靜水剪力和靜水彎矩；）計(jì)算靜水剪力和靜水彎矩； Ship St

16、rength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xp)(xbs)(xqs)()()(xbxpxqssdxxqxNxss0)()(dxxNxMxss0)()(（1）計(jì)算重量分布曲線；）計(jì)算重量分布曲線；（2）計(jì)算靜水浮力分布曲線；）計(jì)算靜水浮力分布曲線；（3）計(jì)算靜水載荷分布曲線；）計(jì)算靜水載荷分布曲線；（4）計(jì)算靜水剪力和彎矩；）計(jì)算靜水剪力和彎矩；（5）計(jì)算波浪附加浮力分布曲線）計(jì)算波浪附加浮力分布曲線 ；（6）計(jì)算波浪剪力和波浪彎矩；）計(jì)算波浪剪力和波浪彎矩；（7）計(jì)算總縱剪力和總縱彎矩；）計(jì)算總縱剪力和總縱彎矩； Ship S

17、trength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)(xbdxxbxNxw0)()(dxxNxMxww0)()()()()(xNxNxNws)()()(xMxMxMws算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船長(zhǎng)長(zhǎng) ，型寬，型寬 ，型深，型深 ，吃，吃水水 ，假定船的重量曲線為三角形（即首，假定船的重量曲線為三角形（即首尾端為零，船中最大），試分別繪出重量曲線、尾端為零，船中最大），試分別繪出重量曲線、浮力曲線、載荷曲線、靜水剪力曲線和靜水彎矩浮力曲線、載荷曲線、靜水剪力曲線和靜水彎矩曲線。曲線。解

18、：船在靜水中處于平衡狀態(tài)，故解：船在靜水中處于平衡狀態(tài)，故 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形m80Lm8Dm15Bm6 . 5dt67206 . 515800 . 1gLBdgVBWmt1686720802121000wwWLw算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船長(zhǎng)長(zhǎng) ，型寬，型寬 ，型深，型深 ，吃，吃水水 。重量曲線重量曲線浮力曲線浮力曲線Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形m

19、80Lm8Dm15Bm6 . 5d84)(672080 xbbBbL)mt ()(xw8040336521400521)(xxxxxw)mt ()(xb算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船長(zhǎng)長(zhǎng) ，型寬，型寬 ，型深，型深 ，吃，吃水水 。載荷曲線載荷曲線 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形m80Lm8Dm15Bm6 . 5d)mt ()()()(xbxwxq804025252140084521)(xxxxxq8040336521400521)(xxxxxw84)(x

20、b算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船長(zhǎng)長(zhǎng) ，型寬，型寬 ，型深，型深 ，吃，吃水水 。剪力曲線剪力曲線 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形m80Lm8Dm15Bm6 . 5d) t ()()(0dxxqxNx804067202521021400841021)(22xxxxxxxN804025252140084521)(xxxxxq算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船算例：某箱形剖面內(nèi)河船，正浮于靜水中，船長(zhǎng)長(zhǎng) ，型寬，型寬 ，型深，型深 ，吃，吃水水 。彎矩曲

21、線彎矩曲線 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形m80Lm8Dm15Bm6 . 5d)mt ()()(0dxxNxMx804089600672012610740042107)(2323xxxxxxxxM804067202521021400841021)(22xxxxxxxN算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)80m，假設(shè)船體，假設(shè)船體自重為自重為400t，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部40m范圍范圍內(nèi)均勻載貨內(nèi)均勻載貨2000t，兩端各，兩端各20m范圍均勻裝貨范圍均勻裝貨5

22、00t。試求出該裝載條件下的浮力曲線、載荷曲。試求出該裝載條件下的浮力曲線、載荷曲線、剪力曲線和彎矩曲線。線、剪力曲線和彎矩曲線。解：解：船體重量船體重量400t， 中部中部40m貨物重量貨物重量2000t， 兩端兩端20m貨物重量貨物重量500t， Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形mt2520500)(2xwcmt50402000)(1xwcmt580400)(xwh算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)80m，假設(shè)船體，假設(shè)船體自重為自重為400t，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部，沿船長(zhǎng)均勻分

23、布。船中部40m范圍范圍內(nèi)均勻載貨內(nèi)均勻載貨2000t，兩端各，兩端各20m范圍均勻裝貨范圍均勻裝貨500t。重量曲線重量曲線 總的浮力是總的浮力是浮力曲線浮力曲線Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形mt2520500)(2xwcmt50402000)(1xwc)mt ()(xwmt580400)(xwh80603060205520030)(xxxxw)mt ()(xb5 .42803400)(xbt340050022000400算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)80m，假設(shè)船體，假設(shè)船體

24、自重為自重為400t，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部40m范圍范圍內(nèi)均勻載貨內(nèi)均勻載貨2000t，兩端各，兩端各20m范圍均勻裝貨范圍均勻裝貨500t。載荷曲線載荷曲線剪力曲線剪力曲線 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形)mt ()()()(xbxwxq80603060205520030)(xxxxw5 .42803400)(xb80605 .1260205 .122005 .12)(xxxxq) t ()()(0dxxqxNx806010005 .1260205005 .122005 .12

25、)(xxxxxxxN算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)算例：某箱形剖面內(nèi)河船，船長(zhǎng)80m，假設(shè)船體，假設(shè)船體自重為自重為400t，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部，沿船長(zhǎng)均勻分布。船中部40m范圍范圍內(nèi)均勻載貨內(nèi)均勻載貨2000t，兩端各，兩端各20m范圍均勻裝貨范圍均勻裝貨500t。彎矩曲線彎矩曲線 Ship Strength and Structural Design 1.1 1.1 船體梁受力與變形船體梁受力與變形806040000100025. 66020500050025. 620025. 6)(222xxxxxxxxxM)mt ()()(0dxxNxMx806010005 .1260205005

26、.122005 .12)(xxxxxxxN 1.2 1.2 重量曲線重量曲線Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)重量曲線，階梯形重量曲線，重量重心資料，重量曲線，階梯形重量曲線，重量重心資料，重量的分類(lèi)及其分布原則。局部性重量及總體重量的分類(lèi)及其分布原則。局部性重量及總體性重量的分布方法。性重量的分布方法。 Ship Strength and Structural Design重量曲線重量曲線：船舶在某一裝載狀態(tài)下，描述全船：船舶在某一裝載狀態(tài)下，描述全船重量沿船長(zhǎng)分布的曲線。其垂向坐標(biāo)表示船體重量沿船長(zhǎng)分布的曲線

27、。其垂向坐標(biāo)表示船體梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上重量的分布值，即作用于單位長(zhǎng)梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上重量的分布值，即作用于單位長(zhǎng)度上的重量。度上的重量。繪制重量分布曲線時(shí)，必須要有表明各項(xiàng)重量繪制重量分布曲線時(shí)，必須要有表明各項(xiàng)重量及其重心位置的及其重心位置的重量重心明細(xì)表重量重心明細(xì)表，以及確定各，以及確定各項(xiàng)重量縱向分布范圍的船體中縱剖面圖，簡(jiǎn)稱(chēng)項(xiàng)重量縱向分布范圍的船體中縱剖面圖，簡(jiǎn)稱(chēng)重力重心資料。重力重心資料。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線繪制重量分布曲線的方法：將船舶的各項(xiàng)重量繪制重量分布曲線的方法：將船舶的各項(xiàng)重量按按靜力等效的原則靜力

28、等效的原則分布在相應(yīng)的船長(zhǎng)范圍內(nèi)，分布在相應(yīng)的船長(zhǎng)范圍內(nèi)，再逐項(xiàng)疊加，即可得到重量分布曲線。手工計(jì)再逐項(xiàng)疊加，即可得到重量分布曲線。手工計(jì)算時(shí)，通常將船舶重量按算時(shí)，通常將船舶重量按 20 個(gè)理論站站距分個(gè)理論站站距分布，每個(gè)理論站距內(nèi)的重量可以認(rèn)為是均勻分布，每個(gè)理論站距內(nèi)的重量可以認(rèn)為是均勻分布的，從而作出布的，從而作出階梯形重量分布曲線階梯形重量分布曲線，并以此，并以此來(lái)代替真實(shí)的重量分布曲線，如圖所示。來(lái)代替真實(shí)的重量分布曲線，如圖所示。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線按這種方法得到的重量分布曲線，雖然與實(shí)際按這

29、種方法得到的重量分布曲線，雖然與實(shí)際情況有一定的差別，但不會(huì)對(duì)剪力和彎矩的計(jì)情況有一定的差別，但不會(huì)對(duì)剪力和彎矩的計(jì)算帶來(lái)明顯的誤差，從工程的角度來(lái)說(shuō)，這種算帶來(lái)明顯的誤差，從工程的角度來(lái)說(shuō)，這種繪制重量分布曲線的方法是足夠精確的。繪制重量分布曲線的方法是足夠精確的。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線102 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920重量的分類(lèi)重量的分類(lèi)（1）按變動(dòng)情況分）按變動(dòng)情況分不變重量不變重量：即空船重量，包括：船體結(jié)構(gòu)、舾：即空船重量，包括：船體結(jié)構(gòu)、舾裝設(shè)備、機(jī)電設(shè)

30、備等各項(xiàng)固定的重量。裝設(shè)備、機(jī)電設(shè)備等各項(xiàng)固定的重量。 變動(dòng)重量變動(dòng)重量：即裝載重量，包括：貨物、燃油、：即裝載重量，包括：貨物、燃油、淡水、旅客、壓載等各項(xiàng)可變的重量。淡水、旅客、壓載等各項(xiàng)可變的重量。 這樣劃分，便于多工況計(jì)算，避免不必要的重這樣劃分，便于多工況計(jì)算，避免不必要的重復(fù)，是一種行之有效的計(jì)算措施。復(fù)，是一種行之有效的計(jì)算措施。 由于船舶重量是由空船重量和裝載重量組成的，由于船舶重量是由空船重量和裝載重量組成的，因此可以用空船重量曲線和裝載重量曲線組成因此可以用空船重量曲線和裝載重量曲線組成各種給定裝載狀態(tài)下的船舶重量曲線。各種給定裝載狀態(tài)下的船舶重量曲線。 Ship Stre

31、ngth and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線重量的分類(lèi)重量的分類(lèi)（2）按分布情況來(lái)分）按分布情況來(lái)分總體性重量總體性重量：即沿船體梁全長(zhǎng)分布的重量，包：即沿船體梁全長(zhǎng)分布的重量，包括：主體結(jié)構(gòu)、縱向貫通的上層建筑等各項(xiàng)重括：主體結(jié)構(gòu)、縱向貫通的上層建筑等各項(xiàng)重量。量。 局部性重量局部性重量：即沿船長(zhǎng)某一區(qū)域分布的重量，：即沿船長(zhǎng)某一區(qū)域分布的重量，包括：貨物、燃油、淡水、機(jī)電設(shè)備、舾裝設(shè)包括：貨物、燃油、淡水、機(jī)電設(shè)備、舾裝設(shè)備等各項(xiàng)重量。備等各項(xiàng)重量。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重

32、量曲線重量分布的原則重量分布的原則（1）重量的大小不變重量的大小不變：重量分布曲線所圍的：重量分布曲線所圍的面積等于實(shí)際的重量。面積等于實(shí)際的重量。（2）重量的重心的縱向坐標(biāo)不變重量的重心的縱向坐標(biāo)不變：重量分布：重量分布曲線所圍面積的形心縱向坐標(biāo)與實(shí)際重量的重曲線所圍面積的形心縱向坐標(biāo)與實(shí)際重量的重心的縱向坐標(biāo)相同。心的縱向坐標(biāo)相同。（3）重量的分布范圍大體相同重量的分布范圍大體相同。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線局部性重量的分布局部性重量的分布分布在分布在2個(gè)理論站距內(nèi)的重個(gè)理論站距內(nèi)的重量量，如圖所示。，如圖所示

33、。某項(xiàng)重量某項(xiàng)重量 以任意規(guī)律分以任意規(guī)律分布在兩個(gè)理論站距內(nèi)，重布在兩個(gè)理論站距內(nèi)，重心距心距 站的距離為站的距離為 。利用。利用分布原則（分布原則（3），用），用 及及 兩個(gè)理論站距內(nèi)兩個(gè)理論站距內(nèi)的階梯形重量分布代替真的階梯形重量分布代替真實(shí)重量分布。實(shí)重量分布。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線Piaii) 1( ) 1(ii設(shè)兩個(gè)理論站距內(nèi)的重量設(shè)兩個(gè)理論站距內(nèi)的重量分別為分別為 和和 ，根據(jù)分布，根據(jù)分布原則（原則（1）和（）和（2）可得：）可得：由此可得由此可得 Ship Strength and Struc

34、tural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線1PPaLPPPPP)(212121LaPPLaPP5 . 05 . 0212P將將 和和 除以理論站距長(zhǎng)除以理論站距長(zhǎng)度度 ，即可得到該項(xiàng)重，即可得到該項(xiàng)重量在兩個(gè)理論站距內(nèi)的分量在兩個(gè)理論站距內(nèi)的分布重量。布重量。 1P2PL分布在分布在 3個(gè)理論站距內(nèi)的重個(gè)理論站距內(nèi)的重量量，如圖所示。，如圖所示。 某項(xiàng)重量某項(xiàng)重量 以任意規(guī)律分以任意規(guī)律分布在布在3個(gè)理論站距內(nèi)，重心個(gè)理論站距內(nèi)，重心距距 站和站和 站的中點(diǎn)的距站的中點(diǎn)的距離為離為 。利用分布原則。利用分布原則（3），用），用 ， 及及 3個(gè)理個(gè)理論站距內(nèi)的階梯形重量分論站距內(nèi)

35、的階梯形重量分布代替真實(shí)重量分布。布代替真實(shí)重量分布。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線P1iai) 1()2(iiii) 1( ) 1(ii根據(jù)靜力等效的原則，也根據(jù)靜力等效的原則，也就是重量分布的原則（就是重量分布的原則（1）和（和（2），只能列出兩個(gè)方），只能列出兩個(gè)方程，所以采用程，所以采用兩步法兩步法來(lái)處來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。理這個(gè)問(wèn)題。 步驟如下：步驟如下：（1）假設(shè)重量）假設(shè)重量 僅分布在僅分布在2個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)，每個(gè)等個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)，每個(gè)等分段長(zhǎng)度是分段長(zhǎng)度是 ，求出重，求出重量在量在2個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)的重個(gè)等分段

36、長(zhǎng)度內(nèi)的重量量 和和 ； Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線PaPLPLPPPP75. 075. 02121L5 . 11P2PLLPPaPLLPPaP63463421（2）將）將 和和 分別向與其相分別向與其相鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)分布；鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)分布；Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線LPLPLPPPP25. 05 . 05 . 01121111211LPLPLPPPP25. 05 . 05 . 022221222211P2PLLPPaPLLPPa

37、P24348341211LLPPaPLLPPaP83424342221（3）對(duì)中間理論站距疊加來(lái)）對(duì)中間理論站距疊加來(lái)自自 和和 的相應(yīng)分布值。的相應(yīng)分布值。將各理論站距內(nèi)分配得到的重將各理論站距內(nèi)分配得到的重量分別除以量分別除以 ，即可得到相，即可得到相應(yīng)理論站距內(nèi)的分布重量。應(yīng)理論站距內(nèi)的分布重量。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線1P2PLLLPPaPPPPPPLLPPaPP834483422321122111艏、艉理論站外的重量艏、艉理論站外的重量，如圖，如圖所示。所示。有些船舶在艏、艉理論站之外有些船舶在艏、艉理

38、論站之外有相當(dāng)長(zhǎng)的延伸部分。例如，有相當(dāng)長(zhǎng)的延伸部分。例如，艉突出體或球鼻艏，其重量可艉突出體或球鼻艏，其重量可能超過(guò)空船重量的能超過(guò)空船重量的 1，且突，且突出部分超過(guò)理論站距一半之多。出部分超過(guò)理論站距一半之多。對(duì)于這一類(lèi)重量，可以對(duì)于這一類(lèi)重量，可以把艏、把艏、艉理論站之外的重量移到與其艉理論站之外的重量移到與其相鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)相鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線根據(jù)靜力等效的原則：不改變根據(jù)靜力等效的原則：不改變其重量的大小以及其對(duì)船舯的其重量的大小以及其對(duì)船舯的力矩的大小。力矩的大小。 S

39、hip Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線LPPPaPPP12212123LaPPLaPP232112a式中式中 是理論站外的重量是理論站外的重量的重心距端點(diǎn)站的距離。的重心距端點(diǎn)站的距離。 對(duì)于在更長(zhǎng)范圍內(nèi)分布的重量，均可以采用兩對(duì)于在更長(zhǎng)范圍內(nèi)分布的重量，均可以采用兩步法類(lèi)似的處理步法類(lèi)似的處理。例如對(duì)于在。例如對(duì)于在4個(gè)理論站距內(nèi)任個(gè)理論站距內(nèi)任意分布的重量意分布的重量 ，首先假設(shè)重量，首先假設(shè)重量 僅分布在僅分布在2個(gè)個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)，每個(gè)等分段長(zhǎng)度是等分段長(zhǎng)度內(nèi)，每個(gè)等分段長(zhǎng)度是 ，求出重，求出重量在量在2個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)的重量

40、個(gè)等分段長(zhǎng)度內(nèi)的重量 和和 ；然后將；然后將 和分別向與其相鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)分布；最和分別向與其相鄰的兩個(gè)理論站距內(nèi)分布；最后對(duì)中間理論站距疊加來(lái)自后對(duì)中間理論站距疊加來(lái)自 和和 的相應(yīng)分布的相應(yīng)分布值。桅桿、絞車(chē)及橫艙壁等集中重量，也應(yīng)該值。桅桿、絞車(chē)及橫艙壁等集中重量，也應(yīng)該在相應(yīng)的站距內(nèi)分布。如果該項(xiàng)重量不超過(guò)船在相應(yīng)的站距內(nèi)分布。如果該項(xiàng)重量不超過(guò)船舶重量的舶重量的1，則可以將其均勻分布在相應(yīng)理論，則可以將其均勻分布在相應(yīng)理論站距內(nèi)。站距內(nèi)。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線L2PPP1P2P1P2P1P2P總體

41、性重量的分布總體性重量的分布 確定船體結(jié)構(gòu)的重量分布是繪制重量曲線的基確定船體結(jié)構(gòu)的重量分布是繪制重量曲線的基礎(chǔ)之一，它常常在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成之前就需要完礎(chǔ)之一，它常常在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成之前就需要完成，此時(shí)只知道船體結(jié)構(gòu)總的重量和重心的縱成，此時(shí)只知道船體結(jié)構(gòu)總的重量和重心的縱向坐標(biāo)。下面介紹兩種常用的、近似的繪制空向坐標(biāo)。下面介紹兩種常用的、近似的繪制空船重量分布曲線的方法。船重量分布曲線的方法。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線（1）梯形法）梯形法 對(duì)于舯部豐滿、兩端尖瘦，且舯部具有平行中對(duì)于舯部豐滿、兩端尖瘦，且舯部具有平行

42、中體的船舶，可以將船體重量和舾裝重量近似地體的船舶，可以將船體重量和舾裝重量近似地用圖示曲線表示，用圖示曲線表示， Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線即即平行中體部分用均勻的重量分布，而兩端部平行中體部分用均勻的重量分布，而兩端部分用兩個(gè)梯形分布分用兩個(gè)梯形分布（通常為簡(jiǎn)化計(jì)算，（通常為簡(jiǎn)化計(jì)算，3部分部分的長(zhǎng)度均為船長(zhǎng)的的長(zhǎng)度均為船長(zhǎng)的 1/3）。）。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線根據(jù)靜力等效的原則：根據(jù)靜力等效的原則：分布曲線所圍的面積等分布曲線

43、所圍的面積等于船體及舾裝的總重量；于船體及舾裝的總重量；面積形心的縱坐標(biāo)與實(shí)面積形心的縱坐標(biāo)與實(shí)際重量的重心的縱坐標(biāo)際重量的重心的縱坐標(biāo)相同。相同。 Lxcbcbcbbaabbacbbbag31)(3261312)(31)(3261312)(1312)(31312)(Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線求解得到梯形形狀參求解得到梯形形狀參數(shù)數(shù) 、 、 之間的關(guān)之間的關(guān)系是系是 abcLxcacabg710864式中式中 是船體重心距船舯的距離（舯后為正）是船體重心距船舯的距離（舯后為正）(m)； 是船長(zhǎng)（是船長(zhǎng)（m）。）。 g

44、xLShip Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線95. 1bLxcLxagg75461. 075461. 074. 1bLxcacabg710864根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，對(duì)瘦形根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，對(duì)瘦形船（船（ ），）， 于是可以求得：于是可以求得： LxcLxagg754652. 0754652. 07 . 0bC對(duì)肥形船，對(duì)肥形船， ，則，則可以求得：可以求得： 繪制空船重量分布曲線的方法繪制空船重量分布曲線的方法（2）圍長(zhǎng)法）圍長(zhǎng)法 假設(shè)船體結(jié)構(gòu)單位長(zhǎng)度的重量與該橫剖面的圍假設(shè)船體結(jié)構(gòu)單位長(zhǎng)度的重量與該橫剖面的圍長(zhǎng)（包括甲板）成正比長(zhǎng)（包括甲

45、板）成正比。這種方法適用于船舶。這種方法適用于船舶主體結(jié)構(gòu)重量的分布。設(shè)距艉垂線主體結(jié)構(gòu)重量的分布。設(shè)距艉垂線 剖面處的剖面處的單位重量是單位重量是 ，則重量分布曲線是，則重量分布曲線是 式中式中 是船舶主體結(jié)構(gòu)的總重量（是船舶主體結(jié)構(gòu)的總重量（kN）；）； 是剖面是剖面 處包括甲板的圍長(zhǎng)（處包括甲板的圍長(zhǎng)（m）；）； 是整個(gè)是整個(gè)主船體的表面積（主船體的表面積（m2）。）。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線x)(xpmkN)()(AxlWxphhW)(xlAx值得注意的是，用近似方法繪制的重量分布曲值得注意的是，用近似方

46、法繪制的重量分布曲線，只能與實(shí)際的重量分布規(guī)律基本相符；近線，只能與實(shí)際的重量分布規(guī)律基本相符；近似方法不適用于形狀復(fù)雜的特種船舶。似方法不適用于形狀復(fù)雜的特種船舶。在船體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)完成之后，可以沿船長(zhǎng)在船體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)完成之后，可以沿船長(zhǎng)選取若干個(gè)橫剖面，計(jì)算其單位長(zhǎng)度的重量，選取若干個(gè)橫剖面，計(jì)算其單位長(zhǎng)度的重量，從而得到較為精確的船體結(jié)構(gòu)的重量分布曲線。從而得到較為精確的船體結(jié)構(gòu)的重量分布曲線。 Ship Strength and Structural Design 1.2 1.2 重量曲線重量曲線習(xí)題習(xí)題 習(xí)題習(xí)題1.1（更正）（更正）Ship Strength

47、 and Structural Design 作業(yè)作業(yè)lW4 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)浮力曲線的概念，求浮力曲線的方法，靜水平浮力曲線的概念，求浮力曲線的方法，靜水平衡計(jì)算所需資料，靜水平衡計(jì)算及其精度控制，衡計(jì)算所需資料，靜水平衡計(jì)算及其精度控制，載荷曲線、靜水剪力曲線、靜水彎矩曲線的概載荷曲線、靜水剪力曲線、靜水彎矩曲線的概念及其算法，三種曲線的特點(diǎn)，不封閉修正。念及其算法，三種曲線的特點(diǎn)，不封閉修正。 Ship Strengt

48、h and Structural Design浮力曲線浮力曲線：船舶在某一裝載狀態(tài)下，描述浮力：船舶在某一裝載狀態(tài)下，描述浮力沿船長(zhǎng)分布的曲線。浮力曲線的垂向坐標(biāo)表示沿船長(zhǎng)分布的曲線。浮力曲線的垂向坐標(biāo)表示作用在船體梁上單位長(zhǎng)度的浮力值，其與縱向作用在船體梁上單位長(zhǎng)度的浮力值，其與縱向坐標(biāo)軸所圍的面積等于作用在船體上的浮力，坐標(biāo)軸所圍的面積等于作用在船體上的浮力，該面積的形心的縱向坐標(biāo)即為浮心的縱向位置。該面積的形心的縱向坐標(biāo)即為浮心的縱向位置。浮力曲線通常根據(jù)邦戎曲線來(lái)求得。浮力曲線通常根據(jù)邦戎曲線來(lái)求得。 Ship Strength and Structural Design 1.3 1.

49、3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算圖示表示某計(jì)算工況下圖示表示某計(jì)算工況下水線為水線為W-L時(shí)，根據(jù)邦時(shí)，根據(jù)邦戎曲線來(lái)確定浮力曲線。戎曲線來(lái)確定浮力曲線。由于船舶在靜水中通常由于船舶在靜水中通常并非處于正浮狀態(tài)。因并非處于正浮狀態(tài)。因此，必須首先進(jìn)行此，必須首先進(jìn)行靜水靜水平衡計(jì)算平衡計(jì)算，以確定船舶，以確定船舶的實(shí)際平衡位置，即船的實(shí)際平衡位置，即船舶在靜水中的艏、艉吃水。舶在靜水中的艏、艉吃水。 進(jìn)行靜水平衡計(jì)算時(shí)，可以采用進(jìn)行靜水平衡計(jì)算時(shí)，可以采用逐步近似法逐步近似法。此時(shí)，應(yīng)。此時(shí)，應(yīng)具有具有邦戎曲線邦戎曲線、靜水力曲線靜水力曲線及及船舶的重量重心船舶的重量重心等資料。等資料

50、。 Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水平衡的第一次近似計(jì)算靜水平衡的第一次近似計(jì)算首先根據(jù)給定計(jì)算工況的船舶排水量，從靜水首先根據(jù)給定計(jì)算工況的船舶排水量，從靜水力曲線圖上量出如下的數(shù)據(jù)：力曲線圖上量出如下的數(shù)據(jù)：平均吃水平均吃水 ，浮心距船舯的距離浮心距船舯的距離 （舯前為正），（舯前為正），縱穩(wěn)心半徑縱穩(wěn)心半徑 ，水線面面積水線面面積水線面漂心距船舯的距離水線面漂心距船舯的距離 （舯前為正）。（舯前為正）。如果浮心與重心的縱向坐標(biāo)之差不超過(guò)船長(zhǎng)的如果浮心與重心的縱向坐標(biāo)之差不超過(guò)船長(zhǎng)的 0.050

51、.1，則可認(rèn)為船舶已處于平衡狀態(tài)，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。否則須進(jìn)行縱傾調(diào)整。 Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算)m(md)m(bx)m(R)m(2A)m(fx設(shè)縱傾角為設(shè)縱傾角為 （艏下沉為正（艏下沉為正)，由于實(shí)船由于實(shí)船的的 ，所，所以可近似以可近似取取 ，因而有因而有 如圖所示。如圖所示。Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算KCR RKCRRxxbgtan利用上述查得的有關(guān)參利用上述查

52、得的有關(guān)參數(shù)便可確定船舶縱傾后數(shù)便可確定船舶縱傾后的第一次近似艏、艉吃的第一次近似艏、艉吃水：水： Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算RxxxLddRxxxLddbgfmabgfmf2211艏、艉吃水確定后，每一站的吃水通過(guò)線性插值艏、艉吃水確定后，每一站的吃水通過(guò)線性插值得到，利用邦戎曲線求出對(duì)應(yīng)于該吃水的浮力分得到，利用邦戎曲線求出對(duì)應(yīng)于該吃水的浮力分布，同時(shí)計(jì)算出總浮力布，同時(shí)計(jì)算出總浮力 及浮心縱向坐標(biāo)及浮心縱向坐標(biāo) 。 1B1bx如果求得的這兩個(gè)數(shù)值不滿足下述精度要求，如果求得的這兩個(gè)數(shù)值不滿足

53、下述精度要求，則應(yīng)作第二次近似計(jì)算。則應(yīng)作第二次近似計(jì)算。Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算)%1 . 005. 0()%5 . 01 . 0(11LxxWBWbg靜水平衡的第二次近似計(jì)算靜水平衡的第二次近似計(jì)算第二次近似計(jì)算按下式確定新的艏、艉吃水：第二次近似計(jì)算按下式確定新的艏、艉吃水： RxxxLgABWddRxxxLgABWddbgfaabgfff1112111222式中式中 是水的密度；是水的密度； 是重力加速度。是重力加速度。 gShip Strength and Structural Des

54、ign 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算上式的意義在于對(duì)第一次近似計(jì)算得到的船舶浮上式的意義在于對(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。式中的第態(tài)作進(jìn)一步的修正。式中的第2項(xiàng)表示為消除總項(xiàng)表示為消除總浮力與總重量的不相等，船舶將上浮或下沉的值；浮力與總重量的不相等，船舶將上浮或下沉的值；式中的第式中的第3項(xiàng)表示由于浮心和重心的縱向位置不項(xiàng)表示由于浮心和重心的縱向位置不相同，船舶將進(jìn)一步產(chǎn)生縱傾的值。相同，船舶將進(jìn)一步產(chǎn)生縱傾的值。 RxxxLgABWddRxxxLgABWddbgfaabgfff1112111222Ship Strength and Structura

55、l Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，靜水平衡計(jì)算要一直進(jìn)行到滿足下述一般來(lái)說(shuō)，靜水平衡計(jì)算要一直進(jìn)行到滿足下述要求為止，即要求為止，即 )%1 . 005. 0()%5 . 01 . 0(LxxWBWbigiiBbix式中式中 是最后一次近似計(jì)算的總浮力值；是最后一次近似計(jì)算的總浮力值； 是最是最后一次近似計(jì)算的浮心縱坐標(biāo)。后一次近似計(jì)算的浮心縱坐標(biāo)。Ship Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算當(dāng)靜水平衡計(jì)算完成時(shí)，根據(jù)最后一次確定的艏、當(dāng)靜水平衡計(jì)算完成時(shí)，根據(jù)最后一次

56、確定的艏、艉吃水即可繪制浮力曲線。此時(shí)，作用于艉吃水即可繪制浮力曲線。此時(shí)，作用于 理論站距內(nèi)的浮力理論站距內(nèi)的浮力 等于：等于： ) 1,(iig式中式中 是水的密度；是水的密度； 是重力加速度；是重力加速度； 分別分別是最后一次確定的第是最后一次確定的第 理論站及第理論站及第 理論站的橫理論站的橫截面浸水面積；截面浸水面積； 是理論站間距。是理論站間距。 1, iiB2)(11,LFFgBiiii1,iiFFi1iLShip Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算載荷曲線載荷曲線：引起船體梁總縱彎曲的載荷沿船長(zhǎng)分：

57、引起船體梁總縱彎曲的載荷沿船長(zhǎng)分布的曲線。其值等于重量曲線與浮力曲線之差，布的曲線。其值等于重量曲線與浮力曲線之差，即即圖示表示采用表格計(jì)算時(shí)得到的階梯形載荷曲線。圖示表示采用表格計(jì)算時(shí)得到的階梯形載荷曲線。 )()()(xbxpxqShip Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算載荷曲線與縱向坐標(biāo)軸所圍的面積之和（代數(shù)和）載荷曲線與縱向坐標(biāo)軸所圍的面積之和（代數(shù)和）為零為零，該面積對(duì)縱向坐標(biāo)軸上任一點(diǎn)的靜力矩也該面積對(duì)縱向坐標(biāo)軸上任一點(diǎn)的靜力矩也為零為零，即，即載荷曲線的這一特點(diǎn)，表明了作用在船體梁上的載荷曲線的這一

58、特點(diǎn)，表明了作用在船體梁上的所有外力是平衡的。在進(jìn)行剪力和彎矩計(jì)算之前，所有外力是平衡的。在進(jìn)行剪力和彎矩計(jì)算之前，應(yīng)該對(duì)載荷曲線的這些性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以判斷船應(yīng)該對(duì)載荷曲線的這些性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以判斷船舶是否已處于所要求的平衡位置。舶是否已處于所要求的平衡位置。 0)()()(0)()()(000000bgLLLLLLBxWxdxxxbdxxxpdxxxqBWdxxbdxxpdxxqShip Strength and Structural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力曲線和靜水彎矩曲線靜水剪力曲線和靜水彎矩曲線：船體梁在靜水中：船體梁在靜水中所受到的

59、剪力和彎矩沿船長(zhǎng)分布的曲線。作用在所受到的剪力和彎矩沿船長(zhǎng)分布的曲線。作用在船體梁任意剖面上的靜水剪力和彎矩用下式計(jì)算：船體梁任意剖面上的靜水剪力和彎矩用下式計(jì)算： 式中式中 是靜水載荷，是靜水載荷， ； 是計(jì)算是計(jì)算工況的重量曲線；工況的重量曲線； 是計(jì)算工況的靜水浮力曲是計(jì)算工況的靜水浮力曲線。線。靜水載荷曲線的一次積分是靜水剪力曲線，二次靜水載荷曲線的一次積分是靜水剪力曲線，二次積分是靜水彎矩曲線。積分是靜水彎矩曲線。 dxdxxqdxxNxMdxxqxNxxsxssxss 0000)()()()()(sq)()(xbxpqss)(xp)(xbsShip Strength and Str

60、uctural Design 1.3 1.3 靜水剪力和彎矩計(jì)算靜水剪力和彎矩計(jì)算由于船體兩端是完全自由的，因此由于船體兩端是完全自由的，因此理論上理論上艏、艉端艏、艉端點(diǎn)處的剪力和彎矩應(yīng)為零點(diǎn)處的剪力和彎矩應(yīng)為零，也就是說(shuō)也就是說(shuō)剪力和彎矩曲剪力和彎矩曲線在端點(diǎn)處是封閉的。線在端點(diǎn)處是封閉的。在在一般一般情況下，載荷在船舯前和舯后的分布大致上情況下，載荷在船舯前和舯后的分布大致上是差不多的，所以是差不多的，所以剪力曲線大致是反對(duì)稱(chēng)的，零點(diǎn)剪力曲線大致是反對(duì)稱(chēng)的，零點(diǎn)在靠近船舯的某處，而在離艏、艉端約在靠近船舯的某處，而在離艏、艉端約 1/4 船長(zhǎng)處船長(zhǎng)處具有最大的正值或負(fù)值具有最大的正值或負(fù)