船舶結構力學

2022-09-10 14:03:03 字數 3408 閱讀 3497

力法的基本原理:把去掉原結構上的多餘聯絡後得的靜定結構作為基本結構,以多餘約束力作為基本未知量,根據原結構在多餘聯絡處的變形條件列力法方程,解之即得多餘約束力;而以後的計算與靜定結構相同。必須指出,基本結構的選取雖然可以不同,但它必須是幾

何不變的。24、力法與位移法的不同:力法是把杆系拆為兩端自由的單跨樑來研究,即是去掉杆系多餘聯絡後,代之以多餘約束力的靜定結構作為計算模型;位移法則是把杆系拆為兩端剛性固定的單跨樑來研究,即是增加杆系多餘聯絡,用一系列單跨超靜定梁作為原結構的基本結構。

25、矩陣位移法:把位移法分析杆繫結構的全過程以矩陣形式來表示。26、如果剛架中匯交於任何乙個節點的桿件都只有兩根,則這種剛架就叫做簡單剛架, 如果剛架匯交於節點的桿件有多餘兩根的,則這種剛架就叫做複雜剛架。

實際結構中,大多數剛架受力變形後節點線位移可以不計,於是計算強度時在節點處可加上固定鉸支座,故稱為不可動節點剛架; 計算強度時在橫樑端處只能加彈性支座或給定乙個已知的線位移,這種剛架稱為可動節點剛架。27、彎曲杆元的剛度方程:求兩端剛性固定彎曲杆元因杆端發生線位移和角位移而引起的杆端彎矩、剪力與線位移、角位移的關係式。

28、整體裝配:把建立以矩陣形式表示的位移法方程組的過程。29、矩陣位移法主要包括:

杆元分析、編號約定與杆元定位向量、座標轉換、整體裝配、彈性約束和強迫位移處理、求解位移法方程組、杆元內力計算等。30、剛度矩陣有以下性質:a、杆元剛度矩陣是對稱矩陣;b、杆元剛度矩陣的主對角線上的元素均為正數;c、杆元剛度矩陣是奇異矩陣,因為剛度矩陣的行列式等於零。

這是因為杆元的剛度方程包含了描述杆元發生剛體運動的情形。31、固端軸力:兩端剛性固定的拉(壓)杆元,在軸向外載荷作用下將在杆元兩端引起軸力。

32、兩個向量:結構節點未知位移向量和杆元定位向量33、結構節點未知位移向量:把杆繫結構節點的各個未知位移分量,按其編號的大小,依次排列起來成為乙個向量。

34、強迫位移:就是給定的非零節點位移分量。35、能量原理:

在變形固體力學中把與能量概念有關的一些原理、定理的統稱36、能量法:通常把直接應用能量原理來進行結構分析的方法稱之為能量法。37、兩個基本的能量原理:

虛位移原理和虛力原理。38、**彈性問題中,由於應力與應變之間以及載荷與位移之間都是線性關係,所以余能與應變能在數值上是相等的。39、虛位移:

設結構在外力作用下處於平衡狀態,如果從平衡位置算起給結構乙個可能發生的微小位移,即滿足結構位移邊界條件和變形連續條件的微小位移,稱之為虛位移,則外力對虛位移所做的功比等於結構因虛變形而獲得的虛應變能虛位移原理既不限定用於彈性問題,也不限定用於線性問題。虛位移原理是結構在外力作用下處於平衡狀態的必要和充分條件。40、卡氏第一定理既適用於線性彈性體,又適用於非線性彈性體。

41、虛力原理:虛力對外力引起的位移所做的功比等於結構的虛余能。和虛位移原理一樣,虛力原理既不限定用於彈性問題,也不限定用於線性問題。

虛力原理是結構變形協調的必要和充分條件。42、餘位能駐值原理:在所有滿足平衡條件和靜力邊界條件的支座反力中,真實的支座反力,即滿足結構變形協調條件和位移邊界條件的支座反力,使總餘位能取得駐值。

43最小余能原理:在穩定平衡的超靜定結構中,真實的多餘約束力使結構的余能去極小值。該定理對於線性彈性結構和非線性彈性結構都是有效的。

45、傳統的彈性力學解題方法有三種:位移法、應力法和混合法。46、收斂準則:

a、位移函式必須包含單元的剛體位移;b、位移函式必須包含單元的應變;c、位移函式要在單元內連續並使相鄰單元間的位移協調。47、矩形薄板發生筒形彎曲的條件是:當矩形薄板的長邊與短邊之比至少大於2.

5—3。48、板的筒形橫彎曲:是指板僅僅在橫向載荷作用下發生筒形彎曲。

49、板的筒形複雜彎曲:是指板在橫向載荷和板中面力共同作用下發生的筒形彎曲。50、薄板彎曲:

板只承受垂直板麵的載荷,沒有外加中面力,且薄板彎曲時撓度是很小的,撓度遠小於板的厚度。此即薄板小撓度彎曲。51、失穩:

如果當壓力t達到某一極限值te時,壓桿喪失其直線形狀的平衡而過渡到曲線形狀的平衡,則這種現象稱為壓桿喪失了穩定性或簡稱失穩,又稱屈曲,壓力的極限值te稱為臨界壓力。52、結構喪失穩定性的特徵是:當載荷達到某一臨界值時,原來的平衡形式成為不穩定的,而可能出現新的有質的區別的平衡形式。

53、根據船舶結構的實際情況,甲板骨架和甲板板格失穩的可能性比船底的大得多。54、確定結構臨界載荷的方法很多,其中最重要的是解析法和能量法。55、解析法:

指直接求解結構的中性平衡微分方程序來確定結構臨界載荷的方法。56、在壓桿長度、截面尺寸及材料均相同的條件下,杆端的約束越大,即兩端的固定程度越大,則尤拉力也越大。約束越大,尤拉力就越大,因此用李茲法得出的尤拉力總是偏大的。

57、臨界力:在造船界中,通常把壓桿在彈性範圍外失穩的力叫做臨界力。58、簡單甲板板架:

甲板板架的所有縱骨相同,且等間距布置,縱骨兩端自由支援;板架的所有橫樑也是相同和等間距布置的。59、板失穩的應力就稱為臨界應力。

60、翹曲:材料力學中已指出,非圓截面桿件扭轉變形後,桿件的截面已不再保持為平面,而是變為曲面,這種現象稱為翹曲。61、薄壁桿件扭轉分為自由扭轉和約束扭轉兩種。

62、自由扭**如果一根等截面薄壁桿件僅在兩端受到扭矩作用,並不受任何約束,扭轉時可以自由變形,則稱為自由扭轉。特點:

非圓截面薄壁桿件自由扭轉時,其橫截面雖將發生翹曲,但由於扭轉不受阻礙,所以各橫截面的翹曲程度相同。因此,桿件上平行於杆軸的直線在變形後長度不變且仍為直線;桿件各橫截面上沒有正應力而只有扭轉而引起的剪應力。

1、 63、約束扭**如果薄壁桿件受到扭矩作用,由於存在支座或其他約束,扭轉時不能自由變形,則稱為約束扭轉。薄壁桿件約束扭轉時,各橫截面的翹曲程度是不相同的,這將引起相鄰兩截面間縱向纖維的長度改變,於是橫截面上除了有扭轉而引起的剪應力之外,還有因翹曲而產生的正應力。

由於翹曲正應力在橫截面上分布不均勻,這就要使薄壁桿件發生彎曲,並伴隨產生彎曲剪應力。這樣,薄壁桿件約束扭轉時,截面上就存在兩種剪應力,一種是自由扭轉剪應力,另一種是因彎曲而產生的剪應力,後一種剪應力稱為二次剪應力。二次剪應力又將在截面上形成乙個附加的扭矩,稱之為二次扭矩,於是桿件截面上的扭矩就等於自由扭轉扭矩與二次扭矩之和。

由此可見,薄壁桿件約束扭轉是比較複雜的。64、兩個假定:a、假定開口薄壁桿件自由扭轉時,截面在其本身平面內形狀不變,即在變形過程中,截面在其本身平面內的投影只作剛性平面運動。

此即為剛周邊假定。b、假定薄壁桿件中面上無剪下變形。65、二次扭矩:

截面上二次剪應力對扭心的力矩。1)承受總縱彎曲構件:連續上甲板,船底板,甲板及船底縱骨,連續縱桁,龍骨等遠離中和軸的縱向連續構件(舷側列板等)2)承受橫彎曲構件:

甲板強橫樑,船底肋板,肋骨3)承受區域性彎曲構件:甲板板,平台甲板,船底板,縱骨等4)承受區域性彎曲和總縱彎曲構件:甲板,船底板,縱骨,遞縱桁,龍骨等。

66甲板板:縱橫力(總縱彎曲應力沿縱向,橫向貨物或上浪水壓力,橫向作用)67舷側外板:橫向水壓力等骨架限制力沿中面68內底板:

主要承受橫向力貨物重量,骨架限制力沿中面為縱向力 69艙壁板:主要為橫向力如水,貨壓力也有中面力70梁的彎曲公式是在小變形及材料符合虎克定律的前提下匯出的,所以梁的彎曲要素與梁上的外力呈線性關係。

船舶結構力學

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