1、18m畫舫（XH616）總縱強度直接計算報告編制： 審定： 南通欣海船舶設計院有限公司2014.09.15目錄1 概述1112 船體結構布置1113 彎扭組合強度校核22333.4 載荷及載荷加載44 有限元計算結果12滿載出港：波峰在船中狀態下的應力云圖12滿載出港：波谷在船中狀態下的應力云圖185 許用應力246 計算結果及應力水平匯總25滿載出港時波峰在船中狀態下的應力水平匯總見表6.1。25滿載出港時波谷在船中狀態下的應力水平匯總見表6.2。257直接計算結論261 概述本報告以提供的18m畫舫圖紙為依據，據中國船級社鋼質內河船舶建造規范（2009）以及修改通報（2014）的要求，對本

2、船強度采用有限元方法進行直接計算，以驗證船舶各主要構件強度是否滿足內規要求。No名 稱1總布置圖(XH616-100-02)2型線圖(XH616-100-03)3基本結構圖(XH616-110-04)4橫剖面圖(XH616-110-03)5穩性計算書(XH616-101-03)6靜水力計算書(XH616-101-03)2 船體結構布置總 長 18.10 m船 長 17.10 m型 寬 4.50 m型 深 1.15 m吃 水 0.50 m排 水 量 24.048 t本船為全玻璃鋼材料，采用189樹脂為粘結劑，無堿無捻正交布為增強材料。船體為單殼橫骨架式，全船肋距500mm，艉4為尾艙，430為中

3、艙、30艏為艏尖艙。本船為玻璃鋼的旅游畫舫，作為第四類客船航行于內河B、C級航區，用于內河風景區旅游觀光。3 彎扭組合強度校核據中國船級社修改通報（2014）規范第14章第5節“船舶彎扭組合強度計算”的規定，采用三維有限元模型對該船主要構件進行強度直接計算要求模型范圍為取強力甲板及以下整個船長、船寬范圍內的三維有限模型。有限元模型見圖3.1，符合規范要求。 18m畫舫整船有限元模型圖3.2 18m畫舫局部有限元模型據中國船級社鋼質內河船舶建造規范（2009）第14章 “坐標規定”。坐標系統采用右手坐標系，見圖3.1所示，原點位于#4號船底中線處，x軸向船首為正方向，y軸向左舷為正方向，z軸向上

4、為正方向。根據修改通報（2014）規范第14章第五節§.3關于船舶邊界條件直接計算的要求：為消除剛性位移，在船體首尾相應點上施加線位移約束。（1）首端節點：施加縱向、橫向、垂向線位移約束，即：x=y =z =0；（2）尾封板左節點：施加垂向線位移約束，即：z =0；（3）尾封板右節點：施加橫向、垂向線位移約束，即：y=z =0。18m畫舫船整體邊界約束見圖3.3。圖3.3 18m畫舫整船的邊界約束3.4 載荷及載荷加載載荷根據修改通報（2014）第14章§14.的要求，有限元模型需要施加的載荷包括：總縱彎矩、波浪扭矩和貨物扭矩。總縱彎曲載荷的施加參考§14.3.4

5、的要求，包含舷外水壓、貨物載荷和結構重量等。總縱彎曲載荷（1）舷外水壓力根據修改通報（2014）第14章：舷外水壓主要考慮滿載出港下（該工況認為最為不利的裝載工況）船舶處于平衡狀態時的設計波（包括中拱波面和中垂波面），按壓力分布施加到模型的濕表面各單元上。設計波等效為余弦波，波長為船長，波高he等于按下式計算所得之值。，=0.6（B級）。（1）當波峰在船中時，船舶不同部位的吃水可引入規則余弦波來計算，即式中： Lm，由于建模時坐標原點位于#4處，所以尾垂線處的坐標為-2m； 。各理論站處的計算，可參照下表：站號012345109876該工況下首吃水和尾吃水分別為m 、m。可得到各站處的吃水值如

6、下表所示：站號0123451531.1741.329站號109876-0.18733501.168（2）當波谷在船中時，船舶不同部位的吃水可引入規則余弦波來計算，即各理論站處的計算，可參照下表：站號012345109876該工況下首吃水和尾吃水分別為0.479m 、0.52m。可得到各站處的吃水值如下表所示：站號0123451.3588690.2521站號1098761.31030.7410.2327注：吃水值為負的以零來計來計。舷外水壓力在船體整個濕表面的分布為二維變量，波面線沿船長方向為余弦波變化，同時，在某一個剖面上，水壓力分布又遵從吃水的函數變化，加載情況如下圖所示。（a） 舷外水壓力

7、分布圖（b） 整體載荷加載(c)船舯附近舷外水壓力分布圖圖3.4 滿載出港時波峰在船中狀態下的舷外水壓力分布（a）舷外水壓力分布圖(b)整體載荷加載(c) 靠近首部處舷外水壓力分布圖圖3.5滿載出港時波谷在船中狀態下的舷外水壓力分布（2）艙內貨物的加載貨物載荷（旅客重量、備品以及清水等）按照穩性計算書上的要求進行施加。所受的載荷見圖3.6。圖3.6艙內貨物的加載圖（波谷在船中為例）貨物扭矩進行貨物扭矩的計算。裝載貨物的船舶，其船中剖面處的貨物扭矩（）值分別按裝載礦砂的公式計算： 式中：裝載貨物總重量，；（以旅客的重量為準） 貨艙寬度，。所以，。分布貨物扭矩采用單位等效力偶施加，其中單位等效力偶

8、由以下計算： （KN/m） 其中：為橫剖面處的分布扭矩(按照§8.2.4.7)，； 單位等效力偶的力偶臂，可取=m。 故， 。圖3.7 18m畫舫扭矩加載圖（波谷在船中為例）波浪扭矩根據修改通報（2014）第14章§14.的要求進行波浪扭矩的計算。波浪扭矩計算公式按的規定計算：式中：； 扭轉中心至船底基線的距離，m； 型深（5m）； ，分別是m，m；。 故，。分布波浪扭矩采用單位等效力偶施加，其中單位等效力偶由以下計算： 其中：為橫剖面處的分布扭矩，； 單位等效力偶的力偶臂，可取=0m。 故，。圖3.8 18m畫舫波浪扭矩加載圖4 有限元計算結果滿載出港時波峰在船中狀態下的

9、應力云圖圖4.1 船底板應力云圖圖4.2 甲板應力云圖圖4.3 舷側外板應力云圖圖4.4 縱艙壁應力云圖圖4.5船底肋板應力云圖圖4.6船底縱桁應力云圖圖4.7甲板橫梁應力云圖圖4.8甲板縱桁應力云圖圖4.9 舷側肋骨應力云圖0 舷側縱桁應力云圖圖4.11 支柱應力云圖圖4.12 橫艙壁應力云圖圖4.13 艙壁扶強材云圖滿載出港時波谷在船中狀態下的應力云圖4 船底板應力云圖圖4.15 甲板應力云圖圖4.16 舷側外板應力云圖圖4.17 縱艙壁應力云圖圖4.18船底肋板應力云圖圖4.19船底縱桁應力云圖圖4.20甲板橫梁應力云圖圖4.21甲板縱桁應力云圖圖4.22 舷側肋骨應力云圖圖4.23 舷

10、側縱桁應力云圖圖4.24 支柱應力云圖圖4.25 橫艙壁應力云圖圖4.26 艙壁扶強材云圖5 許用應力強度橫準的選取參考廈門 50FT太陽能電力推進、雙體夾層結構纖維增強塑料船審圖原則的要求。18m畫舫船的許用應力為彎曲強度。所以，6 計算結果及應力水平匯總滿載出港時波峰在船中狀態下的應力水平匯總見表6.1。表6.1 應力水平匯總構件名稱許用應力(N /mm2)彎扭組合下的應力計算(N /mm2)是否滿足規范船底板滿足甲板40滿足舷側外板滿足縱艙壁40滿足船底肋板滿足船底縱桁滿足甲板橫梁滿足甲板縱桁滿足舷側肋骨34滿足舷側縱桁滿足支柱滿足橫艙壁滿足艙壁扶強材滿足滿載出港時波谷在船中狀態下的應力水平匯總見表6.2。表6.2 應力水平匯總構件名稱許用應力(N /mm2)彎扭組合下的應力計算(