船舶縱向下水試驗(yàn)及支座反力的計(jì)算

永泰長(zhǎng)榮

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

關(guān) 鍵 詞：船觸下水，支座反力，試驗(yàn)分析，計(jì)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(xiǎn)性，對(duì)大型船舶更是如 此，所以歷來受到船舶設(shè)計(jì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和具備可靠的設(shè)備外，還必須進(jìn) 行詳細(xì)周密的理論計(jì)算。隨著造船業(yè)的不斷發(fā)展，目前船舶下水經(jīng)驗(yàn)日益豐富，裝置設(shè)備日 臻完善，但船舶縱向下水計(jì)算方法的研究進(jìn)展甚微。通過最近進(jìn)行的長(zhǎng)度為132m 的 船 舶 縱 向下水試驗(yàn)及其分析，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行關(guān)于船舶強(qiáng)度及船臺(tái)滑道支座反力的計(jì)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(shí)，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(qiáng)度計(jì)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(yàn)及其測(cè)量和分析的結(jié)果，同時(shí)還介紹了作者初 步完成的船臺(tái)滑道支座反力的計(jì)算方法及與試驗(yàn)結(jié)果的比較。

以試驗(yàn)及其分析為基礎(chǔ)所提出的支座反力計(jì)算，視船體為彈性體，自由擱置在有限個(gè)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(jì)算與試 驗(yàn)比較，其結(jié)果令人相當(dāng)滿意。這為校核船體下水強(qiáng)度，提供合理可靠的載荷奠定了基礎(chǔ)。

(二) 下水試驗(yàn)

1. 概 述

1991年和1993年在上海分別對(duì)長(zhǎng)度為132m 質(zhì)量為3000多噸的同型A 、B  兩 船 進(jìn) 行 了縱向下水試驗(yàn)。該兩船是采用首橫梁工藝下水的。我國(guó)對(duì)船舶下水試驗(yàn)進(jìn)行得并不多。這 兩次試驗(yàn)十分成功，得到了豐富的數(shù)據(jù)資料，測(cè)到了整個(gè)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(shí)間的變化。根據(jù)上述 測(cè)量結(jié)果，分析計(jì)算得艏部下水橫梁處船臺(tái)滑道支座反力隨時(shí)間的變化，以及尾浮的初始時(shí) 刻和此時(shí)刻船體所在的位置等。

2. 試 驗(yàn) 結(jié) 果

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

表 1  A  船 和 B 船下水試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

項(xiàng)        目			B船		A船
			出現(xiàn)時(shí)刺 (s)	數(shù)  值	出現(xiàn)時(shí)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(shí)		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(tái)滑道對(duì)船體最大支反力	5號(hào)下水橫梁處		32	1304.20kN
	4號(hào)下水橫梁處		33	2068.33 kN
	3號(hào)下水橫梁處		35	1785.45 kN
	2號(hào)下水橫梁處		36	1850.34kN	40.5	2152.91 kN
	1號(hào)下水橫梁處		40	3869.48kN	43.5	4164.51kN
	1至2號(hào)下水橫梁區(qū)		38	5498.41kY	43.5	5636.89kN
	1至5號(hào)下水橫梁區(qū)		34	7781.93 kN
僅1號(hào)下水橫梁支撐時(shí)滑 道對(duì)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(shí)滑程				179.8m

上述圖表中，時(shí)間坐標(biāo)的原點(diǎn)為下 水始滑時(shí)刻。1～5號(hào)下水橫梁依次從首  向尾排列在艏部0 . 1船長(zhǎng)的范圍內(nèi)。圖  2 和 圖 3 中 應(yīng) 力 值 和 支 反 力 值 是 相 對(duì) 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(shí)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(shí)，則尾浮開始。

圖 1  B 船下水滑程(L)    和速度(V)   隨時(shí)間的變化

圖2  B 船船觸區(qū)域總縱彎曲應(yīng)力隨時(shí)間的變化

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圖 3  B 船艏部下水橫梁處船臺(tái)滑道支座反力隨時(shí)間的變化