船體強度

船體強度是指船舶的船體結構在規定條件下抵抗各種外力不致造成嚴重變形或破壞的能力。研究船體強度，就是為了保證所設計和建造的船舶在遇到或可能遇到的各種外力作用時，能滿足設計要求，能安全航行，並使船舶有較經濟的結構重力和較好的施工性。

基本介紹

• 中文名：船體強度
• 外文名：Hull strength
• 分類：總縱強度、局部強度、橫向強度等
• 實質：抵抗各種外力能力
• 作用：使船舶有較經濟的結構重力等
• 相關概念：總體強度、總縱強度和總扭轉強度

簡介

船體強度，按船體結構的受力狀況，分為總縱強度、局部強度、橫向強度等。總縱強度對應的外力是總縱彎曲力， 橫向強度對應的外力是橫向力，局部強度對應的外力是局部力。在研究船體強度時是把一艘船舶看作一個空心的箱形梁來進行研究的。

總體強度，包括總縱強度和總扭轉強度。除了保證總縱強度外，還要保證總扭轉強度，所謂總扭轉強度，是船體結構整體抵抗扭轉的能力。當船體斜向處於波浪中，船體首尾部的波浪表面具有不同的傾斜方向；或首尾載荷置於不同的舷側時，都會使重力與浮力分布不均勻，引起船體扭轉。通常長大甲板開口的船隻，在設計時須重視保證總扭轉強度。一般開口較小的艦艇，其總扭轉強度通常是有保證的。

運用船體強度理論於艦艇建造，按照艦艇總體設計對船體強度的要求，進行新造艦艇的結構設計，合理確定其結構形式和構件尺寸，方可保證艦艇的船體強度；對於在役艦艇，也可依據相應的強度衡量標準，進 行船體強度校核，檢查其是否滿足規定的 強度要求，以保證航行安全和戰鬥使用。

作用在船體上的力

船體受力主要有總縱彎曲力、橫向載荷和其它局部力。

總縱彎曲力

船體的總縱彎曲：是指作用在船體上的重力、浮力、波浪水動力和慣性力等而引起的船體繞水平橫軸的彎曲。它由靜水總縱彎曲和波浪總縱彎曲兩部分疊加而成。

(1)船體靜水總縱彎曲

船舶在靜水中受到的外力有船舶及其裝載的重力和水的浮力。重力的方向向下，浮力的方向向上。重力和浮力在靜水中處於平衡狀態，即重力和浮力大小相等方向相反，作用在同一鉛垂線上。

(2)船體波浪總縱彎曲

在波浪狀況下，船體內產生的總縱彎矩會比靜水中大。當波長與船長相等或接近時，船體的彎曲最嚴重。當波峰在船中時，會使船體發生中拱彎曲，此時船體的甲板受拉伸，底部受壓縮；當波谷在船中時，會使船體發生中垂彎曲，此時船體的甲板受壓縮，底部受拉伸。

橫向載荷

船體在靜水或波浪中，它的各部分結構還受到局部的水壓力和貨物等橫向載荷，會產生局部彎曲。圖1所示為作用在船體上的橫向載荷。

圖1

其它局部受力

作用在船體上的其它力有：船體上機器和螺旋槳運轉時的振動力，船首端的波浪砰擊和水面漂浮物的撞擊等局部的外力，油船的油貨艙內液體的晃動載荷，以及船舶進塢或擱淺時受到船底下墩木或河床的反力作用等。這些力會使船體發生局部彎曲變形。

船體強度分類

總縱強度

船舶在外力作用下產生總縱彎曲。若船體結構的強度和剛性不足，就有可能使船體總體或局部的結構發生斷裂或嚴重變形。船體結構抵抗縱向彎曲不使整個結構遭受破壞或嚴重變形的能力稱為總縱強度。一旦船體結構遭到破壞或嚴重變形，船舶和人員的生命財產安全將會受到嚴重威脅。所以，船舶的總縱強度是船舶設計、製造和使用過程中必須高度重視並密切關注的問題。

圖2

在研究船體的總縱強度時，將船體看作是變斷面的空心梁(即船梁)，它抵抗總縱彎曲的能力是由船梁的橫剖面模數決定的。通常最大總縱彎曲正應力出現在船舯約占1/4船長區域內的上甲板和船底板（見圖2），所以上甲板和船底板總是較厚。

橫向強度

船舶在水中除了產生總縱彎曲外，也會產生橫向彎曲。橫向強度是指橫向構件(如肋骨框架和橫艙壁)抵抗橫向載荷不至破壞和永久變形的能力。

局部強度

船體的局部強度是指個別構件對局部載荷的抵抗能力。有時船體的總強度能得到保證，但局部強度不一定能保證。如船艙破損進水時，船內的某些局部構件在水壓力作用下可能發生破壞或嚴重變形。

扭轉強度

船體抵抗扭曲變形或破壞的能力稱為扭曲強度或扭轉強度。船體產生扭轉變形的主要原因是船舶作斜浪航行，首部和尾部受到的波浪作用力方向相反。或者是首部與尾部裝卸貨物不對稱，橫傾時復原力矩與橫傾力矩沿長各段不相等、搖搖時船體受到不平衡的慣性力等。