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1、本专业主要就业方向,船舶制造与修理 船舶生产设计 船舶建造质量检验,课程介绍,1、本课程一学期学完，课程单元教学总学时为72学时，综合训练3周，课程总学分为7学分。 2、学习本课程的目的：学会辩识船舶类型，能识读和绘制船体图样（型线图、总布置图、基本结构图、中横剖面图、肋骨型线图、外板展开图、分段划分图、分段结构图）。,第一讲：项目一 辩识船舶类型（1）,船体外板 甲板板 船体骨架,一、船舶的基本组成 1、船舶各部位名称,船尾部分,船首部分,船中部分,主甲板,舱壁,双层底,肋板,顶蓬甲板,上层建筑围壁,艏楼甲板,船舶分为船舶的主体和上层建筑两大部分，上甲板以下的部分通常称为船舶的主体，位于上甲
2、板以上的各种围蔽建筑物统称为上层建筑。,上层建筑包括船楼和甲板室。船楼的两侧伸至两舷或距舷边的距离小于船宽的4%；不符合上述条件的围蔽建筑即为甲板室。船楼又可分为艏楼、桥楼、艉楼。,2、船舶的基本组成,主甲板,上层建筑,主船体,甲板有开口（舱口）,主机舱（在船的后面，装有主机等）,舵,货舱（有几个时，用横舱壁隔开）,压载舱（用海水）,起重设备,主机（在船的后面）,二、船体外板,（一）概述 什么是外板？ 构成船体底部、舭部及舷侧的外壳，它由许多钢板拼合焊接而成。 钢板的布置和接缝： 钢板横向的接缝称为端接缝(butt)，纵向的接缝称为边接缝(seam)。 列板及不同位置列板的名称 舷顶列板(sh
3、eer strake) 舷侧外板(side plate) 舭列板(bilge strake) 船底板(bottom plate) 平板龙骨(plate keel),沿船长方向为纵向,沿船宽方向为横向,尾,首,（二）作用在船体上的力及强度概念,1、作用在船体上的力 （1）船体的总纵弯曲 （2）作用在船体的横向载荷 （3）动力载荷 （4）偶然性载荷 2、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允许的变形的能力。 （2）横向强度 （3）局部强度,总纵弯曲 船底板是船梁的下翼板，舷侧外板是船梁的腹板，承受总纵弯曲应力。 横向载荷 外板直接承受舷侧外水压力，以及舱内液
4、体压力。 动力载荷 外板在首部承受较大的波浪冲击力，在尾部承受螺旋桨工作时的水动压力。 偶然性载荷 如碰撞、搁浅等。,3、外板的受力,上翼板,腹板,下翼板,4、船体受力分析：重力与浮力,船舶重力与P的方向向下，船舶浮力D的方向向上； 船舶重力和船舶浮力在静水中处于平衡状态。即： (a) 重力与浮力的大小相等而方向相反。 (b) 重心和浮心在同一条铅垂线上。如下图：,重力P,浮力D,船体在静水中力的平衡,重力P与浮力D在同一铅垂线上,船体变形的趋势,假设将船体沿船长方向分割成若干段，由于重力和浮力沿船长方向分布的不一致，作用在每一段上的重力和浮力并不相等。重力大的一段有下移的趋势，浮力大的一段有
5、上移的趋势，由于船体的一整体结构，各段不可能发生上下移动，在船体结构内必然有内力产生，使船体发生的总纵弯曲。,重力大,重力大,浮力大,船体的重力沿船长方向分布并不均匀，同时，船舶形状是两端尖瘦，中间肥大，中部排水量大于两排水量，故两端的浮力小于中间浮力。,5、船体的总纵弯曲,当船舶处在波浪中时，其受到的总弯曲会更大，当波峰处在船中时，变形趋势使船体中部突起，两端下垂，称为中拱弯曲。,当波谷处在船中时，变形趋势使船体中部下垂，两端上翘，称为中垂弯曲。,中拱弯曲,中垂弯曲,通常将船体看作为变断面的空心梁（船梁），总纵弯曲时船梁上弯曲正应力分如下图所示。,中和轴是指既不受压也不受拉的部位,在同一剖面
6、内离中和轴越远其受力越大,船长中部的上甲板受力最大,船长中部船底受力最大,舷顶列板受力大,舭列板受力大,舷列板受力小,船长方向，船中部受力大，并向首尾逐渐减小到零,6、作用在船体的横向载荷,船上甲板上的人员及货物产生的载荷,水的压力逐渐增大,波浪的冲击力,由于船体受到横向载荷，会使船体结构产生变形,肋骨的歪斜和船体的扭曲,（二）外板厚度的分布：,外板厚度沿船长方向的变化 主要受总纵弯曲力矩的影响 外板厚度沿肋骨围长的变化 主要受同一剖面内总纵弯曲应力的影响。 局部加强,外板因其所在位置不同，受力也不同，其厚度也会相应的变化，受力大的部位取厚些，受力小的部位取薄些,(1)外板厚度沿船长的变化,船
7、体承受总纵弯曲时的弯矩大小中是变化的,船体中部（0.4L)所受弯矩最大,板厚度较大,船首尾部(0.75L)受弯矩最小,过渡区外板厚度要逐渐过渡,船中符号是船长的中点,() 外板厚度沿肋骨围长的变化,平板龙骨和舷顶列板厚度较大,其它从船底列板向上的各个列板,随着水压的减小而厚度逐渐减薄,平板龙骨较厚些,舷顶列板较厚些,(3)局部加强,锚穴下方的外板加强 尾端螺旋桨区域 外板开口处,加厚板,外板边接缝的布置 外板边接缝布置要考虑纵骨，纵桁、甲板、平台、内底板等构件，不能使焊缝重叠。边焊缝与其它纵向构件的焊缝之间至少有50mm。一般边接缝避开纵向构件的焊缝。 考虑钢板的规格 外板的排列应力求整齐美观
8、 外板端接缝的布置 考虑强度:船舶总纵弯曲时，端接缝正好处于横断面上，所以，端接缝质量要求更高。 考虑工艺：船体分段布置情况、利用钢板长度、端接缝尽可能布置在同一横剖面上，以利使用自动焊。 端接缝应布置在肋距1/4或3/4处，因为该处局部弯曲应力最小；同时也要避开构件的角焊缝和大开口等处,（三）外板的布置,3、外板并板接缝的布置,双并板，端接缝与骨材错开,由于船首部窄，围长逐渐变小，所以需要并板，并板在水面以下进行。,齿形并板,边板的边接缝,外板的并板接缝,边接缝与纵向构件的交角小于30,为保证焊接质量，将边接缝改成阶梯形,外板展开图,端接缝,边接缝,肋骨（虚线）,端接缝与肋骨相距150mm,
9、三、 甲板板,甲板板是由许多钢板拼合焊接而成。 甲板的作用: 将船体上下部分进行分隔 上甲板是保证船体顶部的水密及遮蔽下面的空间,保证船体总纵强 下甲板可以作为舱室的地板,装载各种货物和设备或布置指战员、船员,旅客居住与工作房间.,（一）甲板板概述,甲板层 上甲板 第几层甲板 平台甲板（区别于常规意义的甲板） 甲板板形状 舷弧：上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线 梁拱：上甲板沿横向的拱形,3、甲板板受力,总纵弯曲应力：上甲板是船梁的上翼板，受到总纵弯曲应力。 横向载荷 上甲板承受上浪水压力或甲板货物等的载荷； 下甲板和平台等,非露天甲板的载荷则视甲板的使用情况而定。,（二）甲板板的厚度及布置,
10、4.甲板板的厚度 在各层甲板中 在长度方向上 沿宽度方向 甲板板的布置 长边沿船长方向，平行于甲板中线 甲板边板沿舷边呈折线形状 首尾端，可沿横向布置,（四）舷边连接,舷边连接是指船舷顶列板与上甲板的边板之间的连接方式： 舷边直接焊接： 舷边直角钢铆接 圆弧舷板连接,舷体顶列板高出甲板，两板直接焊接,舷边角钢铆接,舷边铆接,1、舷边直角连接 这种舷边连接形式的特点是施工简便。但舷边应力较大。当舷 顶列板与甲板边板直接焊接时，舷顶列板的上缘应平整，必须严格保证焊质量。在船中及上层建筑端部，高出甲板边板的舷顶列板上不准开流水孔。目前此种形式多用于中小型船舶和一些有加强措施的船舶，如杂货船等。,不允
11、许甲板与舷侧板这样焊接,圆弧舷板连接焊接,圆弧舷板连接铆接,舷边连接的几种形式,舷边角钢铆接,圆弧舷板连接,舷边直接焊接,甲板的舷弧和梁拱,舷弧：上甲板边线沿纵向向首尾端升高的曲线。 梁拱：上甲板沿横向的拱形,船长,船宽,甲板板的布置,甲板边板最厚并在0.4L内厚度一致,甲板开口呈圆角,甲板之间的焊缝要避开圆角处,甲板厚度沿船长方向逐渐减薄,甲板厚度沿船宽方向逐渐减薄,甲板的焊缝要与甲板构件的焊缝相距50mm以上,四、船体结构的形式 （一）船体钢材及连接方式,船体结构用钢材钢质海船入级与建造规范对船体结构用钢材的等级和类型有详细规定。 1、钢材等级 （1）一般强度船体结构钢-碳素钢。 有：A、
12、B、D、E四个等级。 （2）高强度船体结构钢-船用低合金钢 按其强度和冲击韧性分为6个等级。 对厚度不超过100mm的钢板和宽扁钢分为： 6个等级：A32、D32、E32、A36、D36、E36 对厚度不超过50mm的钢板和宽扁钢及型钢分为： 6个等到级：A40、D40、E40、F32、F36、F40 其中数值为最小屈服应力值大于：314，353，393N/m A,D,E表示低温状态保持强度的能力。,2、钢材的类型,（1）钢板、型钢及组合型材： 钢板：船壳板、甲板板、分舱隔板、折边（做骨架） 钢板厚度：640mm，宽度：12003000mm；长度：600014000mm 型钢及组合型材：见下图
13、。 （2）铸钢与锻钢 螺旋桨、首柱、系缆桩等常采用铸钢 轴、舵杆等多采用锻钢。,钢板及型钢,面板,腹板,T型材是两板钢焊接而成,3、船体构件的连接方法,基本方法为焊接 施工方便，但焊接处较脆。 板连接的方式：对接、塔接、角接、复板连接；还有：T型连接和肘板连接。,船宽（或船长）方向,船长（或船宽）方向,（二）船体板架结构骨架形式,主向梁（骨材多的方向）骨材尺寸小，为次要构件,交叉构件（另一方向的骨材）尺寸大，为主要构件,T型材,角钢,骨材构成的长方形的长边沿船宽（或船长）方向,（二）船体结构的型式 船体结构的骨架型式（三种） 横骨架式：板格的长边沿船宽方向 纵骨架式：板格的长边沿船长方向 优点
14、：提高了船梁的纵向抗弯能力缺点：施工比较麻烦 混合骨架式：纵横方向的骨材间距差不多，板格的形状接近正方形,船宽方向,船长方向,（1）横骨架式板架结构：数目多而间距小的骨材沿船宽方向布置，横向构件布置较密。,T型材,角钢,骨材构成的长方形的长边沿船宽方向,横骨架式船舶特点,船体结构全部由横骨架式板架结构组成。如船底板、甲板、舷侧等。 特点：结构简单、施工方便、横向强度好，舱容利用率高。但总纵强度较低。一般应用对总纵强度要求不高的内河船舶和沿海中小型船舶。,横向骨材多,间距小,纵桁材，它与横舱壁相交处向上翘起,舷侧列板,舷顶列板，高出甲板10mm左右，便于焊接,横舱壁为横骨架结构,纵向骨材少，尺寸
15、大，间距大,船长方向,船宽方向,（2）纵骨架式板架结构，数目多而间距小的骨材沿船长方向布置，纵向构件布置较密。,骨材构成的长方形的长边沿船长方向分布,纵骨架式板架结构,底板1为纵骨架式板架结构,船舷板为横骨架式板架结构,上甲板为纵骨架式板架结构,作业题1,一、简答题 1船体受到哪些外力作用？会产生哪些变形？应具备哪几种强度？ 2外板由哪些列板组成，分别用什么代号表示？ 3、外板的厚度是如何分布的？ 4、外板边接缝和端接缝布置有什么要求？ 5、外板并板有哪两种形式，并板通常设在位置？ 6、甲板板的钢板如何排列，甲板板的厚度是怎样分布的？,1船体受总纵弯曲力最大的部位是 。 .船舶首尾 .船舶舷侧
16、和底部 .船舶甲板和底部 .船中上甲板和底部 2纵骨架式板架结构主要用于船舶的 。 .上甲板和底部 .下甲板和底部 .上甲板和舷侧 .舷侧和底部 3、大型远洋油船应采用 船体结构。 A、单一纵骨架式 B、单一横骨架式 C、混合骨架式 D、各种形式 4、混合骨架式船体结构的船其舷侧板架为 。 A、纵骨架式 B、混合骨架式 C、横骨架式 D、纵骨架式、横骨架式各占一部分,二、选择题,三、判断题,1舷侧不受总纵弯曲力影响。 2、船体总纵弯曲形式有静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分相加而成。 3、球扁钢是轧钢厂制的型材。 4、焊接船体外板板之间的连接采用搭接形式。 5、大型船体船舶多采用单一纵骨架式船体结构。,
