学生-2014-船舶概论4-1.ppt
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1、第 4 章 船体结构,4.1 概述 4.2 船底和舷侧结构 4.3 外板、甲板与甲板板架 4.4 舱壁结构 4.5 船首、船尾结构 4.6 上层建筑 4.7 船体振动,本章内容:,4.1 概述,船体结构:由板材和骨材等组成的船体结构物的统称。 船舶必须按钢质海船入级与建造规范的技术要求进行建造,并由主管机关授权的中国船级社或指定的验船师按钢质海船入级与建造规范 检验合格后方可投入营运。 本章介绍焊接钢船结构。,4.1.1 船体的构成,船体分:主船体和上层建筑。 主船体:上甲板及其以下的船体。 主船体包括:船底、舷侧、甲板、舱壁和首尾等结构所组成的水密空心结构。 上层建筑:上甲板以上的部分。,船
2、体的构成,1.尾甲板, 2.上甲板, 3.桥楼甲板, 4游部甲板, 5.艇甲板, 6.驾驶甲板, 7.首楼甲板, 8.下甲板, 9.舵杆筒,10.船尾水舱,11.船侧水舱,12.轴隧, 13.深舱, 14.机舱,15.货舱, 16.锚链舱,17. 尾柱, 18.升高肋板 19. 尾尖舱舱壁, 20.水密舱壁 , 21.槽形舱壁 , 22. 舱壁龛,,23.机座 , 24. 双层底, 25.纵中舱壁 , 26. 甲板纵桁, 27.首尖舱舱壁, 28.上层建筑,4.1.1 船体的构成,主船体在船长方向分:首部、中部、尾部。每一部分由船底、舷侧、上甲板等形成水密的空心结构。 船底结构:船底外板(包括
3、平板龙骨、船底板、舭列板)、中内龙骨、旁内龙骨及肋板等构件组成。 舷侧结构:舷侧外板(包括舷侧板、舷顶列板)、肋骨、舷侧纵桁等构件组成。 甲板结构:甲板板、横梁、甲板纵桁等组成。,舱壁结构:舱壁板和扶强材组成。 肋板、肋骨及横梁一般都布置在同一平面内,相互连接组成肋骨框架。 肋距:肋骨之间的距离。 骨架的作用:支持板,形成板架,提高板刚度,与板材一起共同保证船总强度和局部强度 。,4.1.1 船体的构成,小型干货船中部结构,1,9,10,15,16,2,3,4,8,7,6,5,14,11,12,13,1.甲板板, 2.舷顶列板, 3.舷侧板 , 4.舭列板,,5.船底板 6.中内龙骨 7.平板
4、龙骨8.旁内龙骨 9.梁肘板,10.甲板纵桁 11.肋骨, 12.强肋骨 13.舷侧纵桁, 14.肋板 15.横梁, 16.横舱壁板,船体:由钢板和骨架组成的长箱形结构。 钢板和骨架构成的结构称为板架结构。 船的壳体由许多板架结构组合的,船体板架结构中,根据板格布置方向可分为三种类型。,4.1.2 船体的结构形式,(1)纵骨架式板格的长边沿船长方向,短边沿船宽方向,纵向骨材的间距小而横向骨材的间距大。 纵向构件增多,提高了船体总纵强度,可减小板的厚度,减轻结构的重量;但施工建造比较复杂。 有些军船、大型油船和矿砂船等。,4.1.2 船体的结构形式,(2)横骨架式板格的长边沿船宽方向,短边沿船长
5、方向,横向骨材的间距小,而纵向骨材的间距大。 多数骨材横向布置,横向强度较好,施工比较方便,建造成本低。 适用沿海中小型船舶和内河船舶。 (3)混合骨架式纵横方向骨材间距差不多,板格的形状接近正方形。 在特殊的场合用。,4.1.2 船体的结构形式,船体结构用钢材均应由船级社认可的钢厂生产,检验合格的产品应盖有船级社的印章。 钢的冶炼法可用平炉、电炉或碱性吹氧转炉炼钢法,如采用其他方法,则应经船级社特别批准。 钢材的化学成分应满足规范的相应要求,并应按规范对制成的钢材进行力学性能性能试验,试验项目主要有:拉伸试验、冲击试验、弯曲试验及Z向拉伸试验。,4.1.3 船体结构用钢材,船体结构用钢材按其
6、化学成分和性能分: 低碳钢和低合金钢(又称高强度钢)。 1)低碳钢 低碳钢分:A、B、C、D四级。 屈服点应力大于或等于235N/mm2 目前,低碳钢在中小型船舶的修造中应用较多。,4.1.3 船体结构用钢,2)高强度钢 以最小屈服点应力划分强度级别. 每一强度级别又按其冲击韧性的不同分:A、D、E和F四级。 有A32、D32、E32、A36、D36、E36等级。 级中的“32”、“36”分别表示最小屈服点应力大于314N/mm2、 353N/mm2 。 按规范规定,当钢材屈服点应力大于或等于265N/mm2时既属于高强度钢。,4.1.3 船体结构用钢,高强度钢是在低碳钢的基础上再加入少量的锰
7、、铌、钒、铝和硅等合金元素冶炼而成,其强度、机械性能、焊接性、耐腐蚀性和耐磨性等各项指标均优于低碳钢。 尽管钢材本身的价格昂贵,在造船时可减少钢材的用量,降低造船成本,最终的经济指标与低碳钢相近。,4.1.3 船体结构用钢,4.1.4 作用在船体上的外力,船舶在建造、营运、修理过程中,承受各种不同外力(载荷)的作用。 主要有:重力、浮力、货物的负载、水压力、波浪冲击力、扭力(如斜浪航行、货载对纵中线左右不对称等)冰块挤压力、水阻力、推力和机械振动力及坞墩反力等外力的作用。 船舶产生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。 船体结构强度与刚度:船体结构抵抗外力作用和变形能力。,(1)纵向弯曲 在波浪中航
8、行的船,主要由于重力与浮力分布不均产生总纵弯曲。 船总纵强度:船体抵抗总纵弯曲的能力。保证总纵强度构件叫纵向强力构件:外板、甲板、纵舱壁、纵向构件。,4.1.4 作用在船体上的外力,(a)船体在静水中的总纵弯曲 船体在静水中受到的外力有重力和浮力。 弯矩的最大值在船体的中部,向首尾逐渐减小。,4.1.4 作用在船体上的外力,(b)船体在波浪中的总纵弯曲 一般认为波浪长度等于船长时,船体的弯曲最为严重。 当波峰在船中时,会使船体中部向上弯曲,称为中拱弯曲。 当波谷在船中时,会使船体中部向下弯曲,称为中垂弯曲。,4.1.4 作用在船体上的外力,(2)在船体上的局部载荷和其他受力情况 船体在静水或波
9、浪中除了总纵弯曲外,它的各部分结构还受到局部的水压力和货物等横向载荷,也会产生局部弯曲。,船体的横向,船体肋骨的歪斜,4.1.5. 船体强度概念,(1)船体的总纵强度 船体结构抵抗纵向弯曲不使整体结构遭受破坏或不产生不允许的变形的能力称为总纵强度。,船梁内产生的弯曲正应力为 船体上最大的总纵弯曲的正应力通常出现在上甲板或船底部。,(2)横向强度和局部强度 横向强度是指横向构件(如肋骨框架和横舱壁等)抵抗横向载荷的能力。 船体的局部强度:个别构件对局部载荷的抵抗能力。,图是杂货船货舱结构,上甲板和双层底是纵骨架式结构,下甲板和舷侧是横骨架式结构。上甲板和下甲板上开有货舱口,舱口角隅有支柱支撑。,
10、杂货船货舱结构,船体中部结构 杂货船货舱结构,1,7,2,3,5,13,26,27,25,11,28,29,18,20,21,18,19,21,23,4,30,16,15,17,24,6,16,9,8,10,14,12,1.船底板, 2.中桁材, 3.旁桁材,4.内底边板, 5.外底纵骨, 6. 内底板, 7.肋板, 8.内底纵骨, 9.加强筋,10. 减轻孔, 11.上甲板,12.强横梁, 13.甲板纵骨,14. 横梁, 15.甲板纵桁, 16.支柱 , 17.下甲板, 18.梁肘板, 19.舱内肋骨, 20.甲板间肋骨, 21.舷侧外, 22.强肋骨, 23.舭肘板,24.横舱壁, 25.
11、舱口围板,26舱口端横梁, 27肘板.甲板, 28.舷墙, 29.扶强材, 30.舭龙骨,散货船货舱结构,散货船只有一层全通甲板,但为双层船底,甲板下面有两个三角形的顶边舱。 图是装运谷物和煤的散货船货舱结构,甲板和舷顶部,双层底和舷侧下部是纵骨架式结构,舷侧中部是横骨架式结构。,船体中部结构 散货船货舱结构,18,2,1.外底板, 2.内底板, 3. 底边舱,4.内底纵骨, 5.中桁材, 6.旁桁材, 7.肋板, 8.外底纵骨,9.舷侧外板,10.肋骨, 11.舷侧纵桁, 12.肘板, 13.甲板, 14.甲板纵桁, 15.甲板纵骨, 16.舱口围板, 17.顶边舱, 18.横舱壁,4.4.
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