船舶縱向下水試驗及支座反力的計算

永泰長榮

本文給出了A 、B 兩船縱向下水的試驗結(jié)果及支座反力的計算方法，計算結(jié)果與試驗結(jié) 果相當(dāng)吻合，可在校核縱向下水船舶強度時三于確定載膏。

關(guān) 鍵 詞：船觸下水，支座反力，試驗分析，計算方法

( 一 ) 前    言

船舶縱向下水是一道十分重要的作業(yè)工序，且潛在著很大的危險性，對大型船舶更是如 此，所以歷來受到船舶設(shè)計者和建造者們的充分重視。

為確保船舶下水的安全，除了必須擁有豐富的實踐經(jīng)驗和具備可靠的設(shè)備外，還必須進 行詳細(xì)周密的理論計算。隨著造船業(yè)的不斷發(fā)展，目前船舶下水經(jīng)驗日益豐富，裝置設(shè)備日 臻完善，但船舶縱向下水計算方法的研究進展甚微。通過最近進行的長度為132m 的 船 舶 縱 向下水試驗及其分析，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)現(xiàn)行關(guān)于船舶強度及船臺滑道支座反力的計算方法已不能 滿足目前大型船舶下水的需要。幾年來，船舶下水時，結(jié)構(gòu)受損屢有發(fā)生。因此，當(dāng)前加緊開 展船舶下水強度計算方法的研究已顯得十分必要。

本 文 介 紹 了A 、B   兩船的縱向下水試驗及其測量和分析的結(jié)果，同時還介紹了作者初 步完成的船臺滑道支座反力的計算方法及與試驗結(jié)果的比較。

以試驗及其分析為基礎(chǔ)所提出的支座反力計算，視船體為彈性體，自由擱置在有限個分 別具有不同剛度的彈性支座上，可算得各支座處船體受到的反力及隨滑程的變化。計算與試 驗比較，其結(jié)果令人相當(dāng)滿意。這為校核船體下水強度，提供合理可靠的載荷奠定了基礎(chǔ)。

(二) 下水試驗

1. 概 述

1991年和1993年在上海分別對長度為132m 質(zhì)量為3000多噸的同型A 、B  兩 船 進 行 了縱向下水試驗。該兩船是采用首橫梁工藝下水的。我國對船舶下水試驗進行得并不多。這 兩次試驗十分成功，得到了豐富的數(shù)據(jù)資料，測到了整個下水過程中艏部下水橫梁的橫向應(yīng)力分布、船體總縱彎曲應(yīng)力分布和船體沿滑道的滑行距離及速度等隨時間的變化。根據(jù)上述 測量結(jié)果，分析計算得艏部下水橫梁處船臺滑道支座反力隨時間的變化，以及尾浮的初始時 刻和此時刻船體所在的位置等。

2. 試 驗 結(jié) 果

兩次試驗的主要測量結(jié)果匯總于表1。詳細(xì)的測量結(jié)果，以B 船試驗為例，分別列于圖1 ~ 圖 3 。

表 1  A  船 和 B 船下水試驗測量結(jié)果

項        目			B船		A船
			出現(xiàn)時刺 (s)	數(shù)  值	出現(xiàn)時刻 (s)	數(shù)  值
最高滑行速度			24	5.10 m/s	27.7	4.54 m/s
尾浮初始			33.5		37.8
尾浮初始時		滑程		117 m		120.3 m
		首吃水		—0.835 m		-0.853 m
		尾吃水		5.751 m		5.759m
船體最大中垂彎曲應(yīng)力			33	43.36 MPa	39.5	42.32 MPa
船臺滑道對船體最大支反力	5號下水橫梁處		32	1304.20kN
	4號下水橫梁處		33	2068.33 kN
	3號下水橫梁處		35	1785.45 kN
	2號下水橫梁處		36	1850.34kN	40.5	2152.91 kN
	1號下水橫梁處		40	3869.48kN	43.5	4164.51kN
	1至2號下水橫梁區(qū)		38	5498.41kY	43.5	5636.89kN
	1至5號下水橫梁區(qū)		34	7781.93 kN
僅1號下水橫梁支撐時滑 道對船體的最大支反力			44	3240.80kN	49.5	3054.42 kN
全浮初始			55.5		59.5
全浮初始時滑程				179.8m

上述圖表中，時間坐標(biāo)的原點為下 水始滑時刻。1～5號下水橫梁依次從首  向尾排列在艏部0 . 1船長的范圍內(nèi)。圖  2 和 圖 3 中 應(yīng) 力 值 和 支 反 力 值 是 相 對 下  水結(jié)束后船體漂浮在江面上其值為零而  言。表中尾浮初始時刻按下述準(zhǔn)則確定： 始滑后沿滑道平移艉部徐徐浸水，浮力  漸漸加大，當(dāng)浮力與支座反力之合力矩  開始大于船體重力矩時，則尾浮開始。

圖 1  B 船下水滑程(L)    和速度(V)   隨時間的變化

圖2  B 船船觸區(qū)域總縱彎曲應(yīng)力隨時間的變化

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圖 3  B 船艏部下水橫梁處船臺滑道支座反力隨時間的變化