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1、大连海洋大学本科毕业论文 目 录毕业论文垂荡运动中集中载荷对局部强度的影响学 生 姓 名： 石 皓 指导教师： 陈庆义 专业名称： 航海技术 所在学院： 航海与船舶工程学院 2013 年 6 月目录摘 要IAbstractII前 言1第一章 船舶强度概念21.1船舶强度介绍21.2船舶总纵强度21.3船舶局部强度2第二章 船舶在波浪中的一般运动方程式32.1船舶在一般波浪中的运动32.2运动的一般方程式3第三章 垂荡运动中集中载荷对局部强度的影响73.1载荷定义73.2载荷的分类73.3垂荡运动中载荷对局部强度的影响8第四章 保证船舶局部强度满足要求的措施134.1局部位置的许用负荷134.2
2、满足局部局部强度需要注意的事项13第五章 结论15致谢16参考文献17英文翻译（原文）18英文翻译（译文）22大连海洋大学本科毕业论文 摘要摘 要本文主要研究垂荡运动中集中载荷对局部强度的影响，其中主要应用了切片法，在分析船体某一切片作垂荡运动之前，我们首先分析切片的运动，当船体作小幅度垂荡运动和纵摇运动时，可以认为船体切片作垂向运动，还要考虑在船舶的垂荡运动过程中垂向加速度的影响，在垂荡运动过程中，垂向加速度大小不断在变化，其方向也是不断在变化。结合集中载荷对船体的作用力分析，列出微分方程并求解该微分方程，根据结果分析了垂荡运动中集中载荷对局部强度的影响。关键词：切片法，集中载荷，垂荡运动，
3、加速度。.- -大连海洋大学本科毕业论文 AbstractAbstract This paper mainly focus on the action of concentrate load on the local strength when vessels have a heave movement, the main application is the slicing method , we first analyze the movement of slices, when have a minor hull heave movement and pitching motion, i
4、t can be considered as a vertical movement hull sections, and can be considered the heave motion of the ship during the vertical acceleration of the impact in the heave motion, the vertical acceleration of the size of constantly changing its direction is constantly changing. Combined with the analys
5、is of concentrate load action on the ship local strength, the relative differential equation is obtained and solved. According to the study result the influence of concentrate load on ship local strength is analyzed.Key words: Slicing method, concentrated loads, heave motion, acceleration II- -大连海洋大
6、学本科毕业论文 前言前 言随着全球经济的发展，海上运输已成为必不可少的一种运输方式，货物的形式各种各样，对它们的合理装载能使船舶有一个好的稳性和强度，而运输是在海上又是会伴随一些风浪，船舶的运动方式是怎么样的，这些会对船舶强度有一些影响，怎样装载货物，使载荷平均分布，集中载荷会对船舶有什么影响，关系到我们的海上运输安全，也关系到环境，船舶强度包括总纵强度和局部强度，载荷主要是指使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素，它包括很多种，其中集中载荷对船舶影响最大，而如果不注意这些很容易发生一些事故，船舶运动主要分为六种，包括纵荡，横摇，垂荡，横摇，纵摇和首摇，其中垂荡运动对局部强度影响最大，垂荡
7、运动会产生影响强度的加速度使船体受力增加，这都是我们必须要考虑在内的注意事项，对我国1995年至今发生的几起较典型的液化气(LPG)船翻沉、爆炸事件进行分析，发现有以下几个特点：事故船都是从日本进口的二手船；发生事故的船舶都是70年代后期的船舶，在发生事故时的船龄都在20年以上，都是在大风浪中发生的事故，船舶老龄化加剧，导致船舶局部强度没有得到很好的保障，容易发生泄漏，船体损坏等事故，进而危害海上运输安全，国际海事组织也对现在日渐增多的海上运输做了很严格的要求，尤其是对局部强度的要求，都为其设定了最大许用负荷，进而保证船舶强度。 本文主要是研究船舶垂荡运动的方程式和局部强度的许用负荷，结合垂荡
8、运动和集中载荷列微分方程，根据其结果做受力分析，得到我们应该注意的一些事项，针对由于局部强度的问题而产生的事故作分析，为了避免这些事故在发生，再提一些建设性的意见。 15大连海洋大学本科毕业论文 第一章 船舶强度概念第一章 船舶强度概念1.1 船舶强度介绍 船舶是一种水上的浮动建筑物，钢船的船体结构是由钢板的型钢连接而成的。船体结构简称船体，船体的内部作用力是指他在建造过程中，由于工艺因素造成结构内部留存的残余应力，需要在整个工艺过程中加以监控船体的外部作用力是指重力、浮力、船体摇荡运动的惯性力、风浪力等，它的作用力下船体将产生应力与应变船体在外力作用下，应能保证具有足够的强度、刚度和稳性力。
9、对于营运船舶船体强度只要是指总纵强度 ( longitudinal strength ) 和局部强度（local strength ) 。1.2 船舶总纵强度 总纵强度将船体视作一根空心变断面两端自由支撑的梁，研究整个船体结构总纵弯曲、总纵剪切和总纵扭转的能力。承担总纵强度的构件，主要是沿纵向连续的构件称为纵向连续构件，如船壳板、内底板、船底和船侧及甲板的纵桁及纵骨等。船体总纵强度是否足够，其衡量标准条件为：构件的计算应力材料的许用应力。计算应力根据构件所受外力和构件的几何要素确定。许用应力根据构件所用材质的机械强度和安全系数确定。在总纵强度中，首要的应检验总纵弯曲（Longitudinal
10、banging strength）是否足够。对于固体或液体散货船，当交叉装载时，则其总剪切强度（longitudinal shearing strength）应予于重视。总纵扭转强度（longitudinal torsion strength)对于甲板开口大的船舶，则应校验总纵弯曲和扭矩合力应力的强度。1.3船舶局部强度 局部强度是研究船体在外荷重作用下，局部构件的弯曲和剪切强度。在局部强度计算中，可把船体结构分成许多块板架，架框或更简单的构件进行计算，局部强度对应的外力是局部力，保证船体局部强度的结构几乎包括船体的每一局部结构和构件，如板架强度、舱壁强度、上层建筑强度、炮座加强结构强度等。船
11、舶的总体强度果然重要,但是个别构件的局部强度也不能忽视。局部强度不足，在多数情况下仅导致船体局部结构破坏;但有时局部破坏，也会造成全船断裂，我们所关心的问题是不使船体结构产生不允许的变形或断裂，甲板，甲板间舱及船舶能承受多大的载重。 对营运船舶的驾驶员，保证船体局部强度的基本要点是：甲板和货舱底船的载重不超载；合理配置上述载重的横向和纵向分布。1大连海洋大学本科毕业论文 第二章 船舶在波浪中的一般运动方程式第二章船舶在波浪中的一般运动方程式2.1船舶在一般波浪中的运动用流体力学理论研究船舶在波浪中的摇荡运动时，一般需要引进一下的一些基本假定 假设船舶是一个刚体，忽略他的弹性变形。不考虑水的粘性
12、和可压缩性。对于船舶的横摇运动而言，粘性是不可忽略的，横摇阻尼运动中粘性成分占据支配地位，然而，如果横摇阻尼运动单独计算，则在确定其他流体动力时可以忽略流体的粘性，采用势流理论方法计算；假定作用在船体上的是微幅规则波。一般情况下，大洋上表面波的波高与波长之比不大于，在这样的波倾范围内，线性理论（微幅波理论）是成立的；假定船舶横摇运动的幅值是微小的，除了大角度的横摇之外，船舶在波浪中的受力和运动都可以作为线性理论问题处理，因而可以应用叠加理论。船舶在波浪中横摇运动时受到以下六种力的作用： 重力，在船舶运动过程中，其大小，方向和作用点的方向是不变的； 船体本身的惯性； 浮力，船舶运动过程中是变化的
13、； 由船舶横摇运动（船动水不动）而产生的辐射（radiation）流体动力； 波浪扰动力，包括不受船体扰动的入射波的变动水压形成的流体动力，一般称为傅汝德-克雷洛夫（Frouder-Krylov）力，以及由于船体表面不可穿透，波浪遇到船体产生的绕射（diffraction），相当于水动船不动形成的绕射流体动力； 流体粘性力，除了横摇运动，一般不予考虑。由于一般船体是左右形状对称的细长体，船体前后形状也大致保持对称，因此，体六个自由度并不都相互耦合，即可以把船舶横摇运动分成三个基本耦合方程组，他们是： 纵荡运动 纵向运动，即在船体纵轴铅锤面内的纵摇运动和垂荡耦合运动； 横向运动，即横摇，横荡和首摇的耦合运动。22.2运动的一般方程式为了推导方便，在船舶六个自由度模式中对应于纵荡，横摇，垂荡，横摇，纵摇和首摇的位移分别用，来表示。，,具有长度因次，,具有角度因次。在运动过程中，船舶在第个模式运动向上所受到的惯性力，可以表示为如下内容：（）当船体形状左右对称，且坐标原点取在接近船舶重心附近时，通常可以忽略惯性积项，这样船舶本身质量惯性力系数可以写成：3 式中：为船体质量； 为船舶船舶重心垂向坐标； 为船舶质量惯性矩。通常把船舶运动时遭受到的辐射力分解我与船舶运动加速度和速度成比例的两部分。与加速度成比例的部分称为广义附加质量，所谓
