《船舶強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》習(xí)題集第一章船體外載荷模塊1、空船在重量曲線可用拋物線和矩形之和表示,即把空船重量的一半作為均勻分布,另一半作為二次拋物線分布.如下圖所示.試求證距船中x處單位長(zhǎng)度的重量為:

(kN/m)

式中W——空船重量，kN;l——船長(zhǎng)的一半，m.2、某長(zhǎng)方形貨駁和10m，均勻裝載正浮于靜水中。若認(rèn)為貨駁自身質(zhì)量沿船長(zhǎng)均勻分布，此時(shí)在貨駁中央加10t集中裝載荷。試畫出其載荷、剪力和彎矩曲線，并求出最大剪力和最大彎矩。3、長(zhǎng)方形浮碼頭，長(zhǎng)20m、寬５m、深３m,空載時(shí)吃水１m（淡水）。當(dāng)中部８m范圍內(nèi)承受布載荷時(shí)，吃水增加到２m。假定船體質(zhì)量沿船長(zhǎng)均勻分布。試作出該載荷條件下的浮力曲線、載荷曲線、靜水剪力和彎矩曲線，并求出最大剪力與最大彎矩值。4、某箱形船，長(zhǎng)100m、寬18m,在淡水中正浮時(shí)吃水為5m。假定船體質(zhì)量沿船長(zhǎng)均勻分布。將一個(gè)150t的載荷加在船中后50m處的一點(diǎn)上，試畫出其載荷、剪力和彎矩曲線，并計(jì)算此時(shí)船中的變矩值。5、水線面形狀如下圖所示的一直壁式船，靜置于的余弦波上，試計(jì)算波谷在船中時(shí)的最大靜波浪彎矩。6、若將題1.3的船靜置于波高h(yuǎn)=0.5m的余弦波上，試求最大靜波浪彎矩。

第二章總縱強(qiáng)度模塊1、某型深3.5m的橫骨架式船舶，第一次近似計(jì)算船中剖面要素時(shí)，參考軸選在基線上1.5m處，并得到以下各數(shù)值（對(duì)半剖面）：

面積（cm2）靜矩（cm2.m）慣性矩（cm2.m2）參考軸以上492803.41467參考軸以下105210351240該船于中拱狀態(tài)受到最大變曲力矩為24940kN.m。計(jì)算：（1）使船底板在第二次計(jì)算時(shí)的折減系數(shù)不小于0.5（肋距為500mm，每四檔肋距設(shè)一實(shí)肋板），該船底板的最小厚度至少應(yīng)為多少？（2）剖面上甲板寬度為2m，艙口旁的甲板厚度為5mm，舷側(cè)板厚度為6mm。若該剖面受到1600kN剪力的作用，求甲板距中心線4m處和舷側(cè)板在中和軸處的剪應(yīng)力。2、試計(jì)算下述橫骨架式內(nèi)河駁船的總縱彎曲應(yīng)力（不計(jì)初撓度和橫荷重的影響）。橫剖面圖如下圖所示。已知：型深D=3.2m吃水d=2.0m

甲板厚度t1=3.5mm

船寬B=6.0m;

肋距s=500mm

材料

船底、舷側(cè)板厚度to=4.0mm

甲板縱桁

中內(nèi)龍骨

中垂彎矩M=1200kN.m

3、箱形船外板厚度為t，型深為D，彎曲剪力在中前與中后假定為相同的二次拋物線分布，最大剪力值為W/8，試確定其最大的剪切撓度。4、某長(zhǎng)方形貨駁沿船長(zhǎng)均勻裝載500t貨，在貨駁中央又堆有一集中載荷P（t），正浮于靜水中。設(shè)貨駁自身質(zhì)量200t，沿船長(zhǎng)均勻分布。若不考慮船體彎曲撓度對(duì)浮力分布的影響，試求船中剖面處船體彎曲撓度（設(shè)船體材料彈性模量為E，船體剖面慣性矩為I）。5、已知某船縱骨架式船底在中拱狀態(tài)下有下列計(jì)算值：總縱彎曲應(yīng)力在船底板中在內(nèi)底板中板架彎曲應(yīng)力在艙壁處剖面在跨度中點(diǎn)剖面船度縱骨彎曲應(yīng)力在支座剖面處在跨度中點(diǎn)剖面處板格彎曲應(yīng)力在支座處在跨度中試計(jì)算內(nèi)底板、縱骨自由翼板及船底板（內(nèi)、外表面）上的合成應(yīng)力值（應(yīng)該注意各種應(yīng)力的正負(fù)號(hào)）。6、某型深為3.5m的橫骨架式船舶如下圖所示，第一次近似計(jì)算船舯剖面要素時(shí)，參考軸選在基線上1.5m處，并得到如下表所列各數(shù)值（對(duì)半剖面）：船舯剖面要素

面積靜矩慣性矩參考軸以上492803.41467參考軸以下105210351240①該船于舯拱狀態(tài)受到最大彎曲力矩為2494。試計(jì)算：第1次近似計(jì)算的總縱彎曲應(yīng)力。②使船底板在第2次計(jì)算時(shí)的折減系數(shù)不小于0.8（肋距為500mm，船底寬6m，）該船底板的最小厚度至少應(yīng)為多少？7、試計(jì)算下述橫骨架式內(nèi)河駁船的總縱彎曲應(yīng)力(不計(jì)初撓度和橫荷重的影響)。已知：型深；吃水；甲板厚度；船寬；肋距s＝500mm；材料＝235MPa；船底、舷側(cè)板厚度；甲板縱桁⊥；中內(nèi)龍骨⊥；中垂彎矩＝1200kN·m；橫剖面如圖4—16所示。8、某長(zhǎng)方形貨駁沿船長(zhǎng)均勻裝載500t貨，在貨駁中央又堆有一集中載荷，正浮于靜水中。設(shè)貨駁自身質(zhì)量200t，沿船長(zhǎng)均勻分布。若不考慮船體彎曲撓度對(duì)浮力分布的影響，試求船舯剖面處船體彎曲撓度(設(shè)船體材料彈性模量為，船體剖面慣性矩為)。第三章局部強(qiáng)度模塊1、已知某船型深為2.4m,舷側(cè)為橫骨架式，每檔肋距設(shè)肋骨（計(jì)入帶板的剖面慣性矩為188.5cm4），若在舷側(cè)型深一半處設(shè)一道舷側(cè)縱桁（計(jì)入帶板的剖面慣性矩為2475cm4）。當(dāng)肋距s=0.6m,艙長(zhǎng)l=12m時(shí)，試分析舷側(cè)縱桁能否支持肋骨。

2、已知某油船橫艙壁（中艙）桁村的計(jì)算圖形如下圖所示。計(jì)入帶板的剖面慣性矩及最小剖面模數(shù)如下：第一道水平桁

第二道水平桁

豎桁

假定外荷重完全由水平桁承受，試計(jì)算水平桁I、II及堅(jiān)桁的彎矩并繪出彎矩圖。3、某船在船臺(tái)上作艙壁水密試驗(yàn)，試水水柱高度達(dá)甲板下表面（型深U=6.0m）。已知艙壁的最下一列板厚度t=9mm，艙壁扶強(qiáng)材間距s=900mm,試計(jì)算在試水時(shí)艙壁板中的最大應(yīng)力（已知材料屈服極限為）。4、某沿海散裝貨船，其邊水艙與甲板縱桁連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為下圖所示形式。計(jì)算水艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)必須考慮艙口縱桁彎曲影響，計(jì)算甲板艙口縱桁強(qiáng)度時(shí)又必須考慮邊水艙影響。試按照結(jié)構(gòu)力學(xué)方法建立手算計(jì)算模型。如果采用有限無法計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用何種單元？并寫出節(jié)點(diǎn)結(jié)束代碼。5、某萬噸貨船，第三貨艙船底板架如下圖所示。假定舷側(cè)取自由支持，橫艙壁處取剛性固定。板架所受荷重為舷外水壓力與貨物反壓力之差，本船空載到港的均布荷重強(qiáng)度為q=6.42N/cm2。計(jì)入帶板的剖面慣性矩和最小剖面模數(shù)如下：中桁材I

旁桁材II

旁桁材III

旁桁材

試采用交叉梁系計(jì)算模型，用有限元計(jì)算肋板及桁材的最大應(yīng)力。6、分別確定下列甲板縱骨彎曲應(yīng)力和穩(wěn)定性計(jì)算中的帶板寬度，并計(jì)算其斷面慣性矩。已知：肋骨間距；縱骨間距；縱骨尺寸6號(hào)球扁鋼；板厚；鋼材屈服應(yīng)力；穩(wěn)定性計(jì)算中的軸向壓應(yīng)力。7、繪出下列船體構(gòu)件的計(jì)算簡(jiǎn)圖：①橫梁；②肋骨；③肋板；④強(qiáng)度與穩(wěn)定性計(jì)算中縱骨的計(jì)算簡(jiǎn)圖；⑤強(qiáng)度與穩(wěn)定性計(jì)算板的計(jì)算簡(jiǎn)圖。8、校核船體局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。①校核縱骨強(qiáng)度。已知：肋骨間距；縱骨間距；縱骨6號(hào)球扁鋼；板厚；鋼材屈服應(yīng)力；計(jì)算載荷為6m水柱高。②校核甲板板強(qiáng)度。已知：肋骨間距；縱骨間距；板厚；鋼材屈服應(yīng)力；載荷0.5m水柱高。③校核內(nèi)底鋪板的強(qiáng)度。已知：該區(qū)域內(nèi)底空間為燃油艙；肋板間距；內(nèi)底鋪板下縱骨間距；內(nèi)底鋪板厚勻?yàn)?mm；載荷由空氣管高確定，。9、校核某艦57號(hào)～69號(hào)肋骨區(qū)域，肋骨和舷縱桁的強(qiáng)度。已知原始數(shù)據(jù)為：肋骨間距l(xiāng)m；肋骨跨長(zhǎng)3.6m；舷縱桁長(zhǎng)度(隔艙長(zhǎng)度)6.0m；舷縱桁距甲板1.9m；肋骨及舷縱桁尺寸⊥；舷部板厚4m；縱骨間距0.3m，縱骨為6號(hào)球扁鋼；鋼材。計(jì)算載荷為梯形載荷，上端：0.5m水柱；下端：3.45m水柱。10、某船在船臺(tái)上作艙壁水密試驗(yàn)，試水水柱高度達(dá)甲板下表面(型深D＝6.0m)。已知艙壁的最下一列板厚度，艙壁扶強(qiáng)材間距，試計(jì)算在試水時(shí)艙壁最下一列板中的最大應(yīng)力(已知材料屈服極限為)。11、已知某船型深為2．4m，舷側(cè)為橫骨架式，每檔肋距設(shè)肋骨└(計(jì)入帶板的剖面慣性矩為188.5cm4)，若在舷側(cè)型深一半處設(shè)一道舷側(cè)縱桁⊥(計(jì)入帶板的剖面慣性矩為2475cm4)。當(dāng)肋距，艙長(zhǎng)時(shí)，試分析舷側(cè)縱桁能否支持肋骨。

第五章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊1、已知某船底板厚度t=1.3cm,船底縱骨為22a號(hào)球扁鋼。試計(jì)算該縱骨（含帶板）的剖面要素及剖面積利用系數(shù)（帶板度度b=60cm）.2、已知型材剖面的尺寸如圖5-1°所示。試計(jì)算在下述情況下小翼板的剖面模數(shù)的變化情況：（1）當(dāng)小翼板的剖面積f1增加到1cm2時(shí)；（2）當(dāng)大翼板的剖面積f2增加到1cm2時(shí)。3、試設(shè)計(jì)一艙壁扶強(qiáng)材。已知：艙壁板厚度t=7.5mm,最小厚度t0=5mm,扶強(qiáng)材間距c=750mm,許用應(yīng)力[]=0.8y=192N/mm2,。扶強(qiáng)材的固定情況及水柱高度如下圖所示（要求校核總穩(wěn)定性）。4、若梁材的高度h=250mm不能改變，試根據(jù)受到的剪力N=72kN及彎矩M=770kN·m,選擇型材的剖面尺寸（許用應(yīng)力[]=176N/mm2,）。5、試對(duì)下述海洋船舶計(jì)算中剖面相當(dāng)厚度（第二次近似計(jì)算用微分法）。已知：船長(zhǎng)L=145m；船寬B=18m；吃水d=7.8m；型深D=12m；方形系數(shù)cb=0.7；水線面系a=0.8；橫艙壁間距l(xiāng)=18m；肋距s=0.9m；肋板間距a=1.8m；雙層底高度h=1.2m.船體中剖面如下圖所示。計(jì)算彎矩（波峰在船中）？(M=MS+M=583000kN·m)給定縱向構(gòu)件尺寸：下甲板厚t=9mm;

甲板縱桁剖面積F1=100cm2;F2=90cm2

船體材料屈服極限Y=300N/mm2

許用應(yīng)力[1]=163N/mm2[1+2]=180N/mm2（在跨中）

假定中和軸e1=0.45D=5.4m

6、已知船長(zhǎng)L=140m,船寬B=18m,型深D=10m,吃水d=6.5m；肋板間距a=2.0m,縱桁間距c=3.0m，材料屈從極限Y=400N/mm2,船底板相當(dāng)厚度0=16mm,作用在船底板上的水柱高度H=10m.試據(jù)上述條件，設(shè)計(jì)一縱骨架式船底結(jié)構(gòu)（中和軸距船底4.5m）。7、已知某船型深D=3.8m,承愛最大中垂彎距M=40000kN·m,并求得船體中剖面面積A=2060cm2,船體剖面積對(duì)基線的靜矩B=3