船體局部強度實驗

1、船體局部強度實驗一、目的和要求通過實驗，可以在學會船體總縱強度的計算方法、學習測量結構應力的電測實驗方法的基礎上，了解除總縱強度以外的船體局部強度的測量方法及分析方法。二、實驗原理把船體作為一等效船體梁，當船體梁受到中拱或中垂彎矩彎曲時，可以計算出梁上各測點處的應力；也可以用電阻應變片測量出各測點處的應力。計算各測點處的應力 i=MZi / I但是，船體結構上，有些部位不符合等效梁的理論，用等效梁理論不能計算出其應力狀態(tài)，比如，上建不是百分之百參加總縱強度，橫倉壁上的應力是如何分布，外板與板架的應力又如何分布，等等，只能用測量的方法測出來。測量方法用得最多的是電測法。電測法，即電阻應變片測量應

2、變方法。其原理是：把應變片牢固的粘貼在構件的測點上，當構件被加上載荷時，就會變形，不是伸長就是縮短，應變片也隨著一起變形，應變片伸長時其電阻值增大，應變片縮短時其電阻值減小，把應變片接成電橋，就可以得到電信號，再經放大和顯示，即可得到微應變讀數。再用虎克定理即可求出測點處的應力。三、實驗裝置1. 鋼質結構船模2. 程控電阻應變儀3. 船模加載架4. 油壓加載機5. 壓力傳感器及顯示器6. 直尺及工具圖3-1 鋼質結構船模圖3-2 程控電阻應變儀（主機）圖3-3 船模加載架圖3-4 油壓加載機圖3-5 壓力傳感器及顯示器四、實驗步驟電測法測量船體總縱彎曲應力的一般步驟為：1、 根據相似理論，設計

3、和制作船模。本次實驗船模為大開口駁船型式，鋼質，尺度為8.5m×1.6m×0.9m。記錄各構件的尺寸。2、 設置應變片測點，粘貼應變片。在船模測試段上取一橫剖面，分別在底板、船側板、主甲板上布置測點。均為單向片。計算應力的相應點與應變測點一致。并記錄每個測點編號的位置尺寸。 圖2 測試剖面構件尺寸及測點布置3、 安裝船模。把船模裝在特制的加載架上，用油壓千斤頂加載并用力傳感器監(jiān)測。記錄加載的有關尺寸。為了消除新加工結構的內應力，最好加卸載110%載荷三次以上。本次船模試驗的總縱彎矩取PL=80×120=9600KNcm。4、 接通靜態(tài)應變儀及測量電路，調試，全部準

4、備就緒后預熱儀器30分鐘。注意使用儀器前沒人指導操作就一定要看懂說明書再操作。5、 建立零工況：加載載荷調到零，清除其它所有干擾力，儀器自動平衡（采零）。也可以預加部分載荷調零，其作用是消除安裝不平穩(wěn)引起的受力不均，削除內應力。6、 正式加載：把設計載荷分成幾級，逐級加載測量，然后逐級卸載測量。分級加卸載測量可以在實驗過程中觀察構件應變的線性和重復性，及時發(fā)現和解決問題。詳細記錄每次試驗的儲存頁面、加載工況、試驗時刻、環(huán)境溫度等。7、 載荷回零的工況一定要測出，根據回零應變，可以看出是否有殘余應變，儀器是否有溫度漂移。8、 確認沒有其它問題后清理現場。五、實驗結果與計算1、實驗數據可以在程控應

5、變儀上打印出來，也可以送進微機用Excel電子表格取出。2、實驗測得的微應變要經過溫度漂移修正、導線電阻影響修正、以及其它必須的修正，才能進行計算。計算就是用虎克定理、廣義虎克定理根據應變求應力。3、選取某一比例，畫出船模橫剖面圖（取半個橫剖面）（建議用方格紙）。 圖3 應力分布曲線4、根據表3的測量應力，在同一船模橫剖面圖上按同一比例尺（1cm=？Mpa）繪出甲板上、外側壁上、內側壁上、外底板上、內底板上、倉口上幾條測量應力分布曲線。5、寫出分析及結論；寫一些學習體會。分析內容主要有：上建和倉口圍板是如何參加總縱強度的？雙底雙殼的作用？上建和倉口圍板的應力分布形式；上建和倉口圍板應如何布置才合理？ 六、實驗分析與討論1. 上建的強度與哪些因素有關？2. 上建做強了會帶來哪些問