[发明专利]一种船舶重量纵向分布载荷强度计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶重量计算技术领域，具体涉及一种船舶重量纵向分布载荷强度计算方法。

背景技术

重量曲线是描述船舶重量沿船长分布状况的曲线，其纵坐标表示作用于单位长度上的重量分布载荷强度，是船舶防纵倾设计的重要设计指标。绘制重量曲线的方法是将船舶的各项设备或物品的重量分布在相应的船长范围内。首先，将全船沿船长度划分为20个理论站距，将各项重量按静力等效原则分布在相应的理论站距范围内，再逐项迭加得到各站距内的重量纵向分布载荷强度，以便绘制船舶重量曲线分布图。其中，静力等效原则为：对各项重量按近似和理想化的分布规律处理时，必须遵循静力等效原则，即：(1)保持重量大小不变，即等效后各理论站距的重量之和应等于该设备的实际重量；(2)保持重量重心的纵坐标不变，即等效后重心纵坐标与该设备的重心纵坐标相等；最终，应使重量分布曲线所围面积等于全船的重量，该面积的形心纵坐标与重心的纵坐标相同。

在计算单个设备或物品的重量纵向分布载荷强度时，一般将重量沿设备或物品所处标准理论站距进行等效分布载荷计算。当设备或物品在船艏/船艉有一定的延伸部分时，若突出部分(延伸到船艏/船艉的部分)的长度未超过理论站距一半，且突出部分的重量占空船重量的比例小于1％时，一般将该突出部分忽略不计；若突出部分的长度超过理论站距一半之多时，则将设备或物品的重量按长度进行分段处理，计算突出部分的重量，再将位于船艏/船艉的突出部分的重量等效转移到与船艏/船艉相邻的两个理论站距内。

随着船舶设计质量的不断提高，对重量分布载荷强度的计算精度提出了更高的要求。针对设备或物品突出部分重量的传统处理方法，会在一定程度上导致部分重量缺失或等效分段重量失真等情况，无法满足高精度的设计需求。此外，在设计过程中船舶设备数量或位置经常发生变化，导致原有的船舶重量纵向分布载荷强度和重心发生变化，无法满足变更后使用要求，需要重新进行分布载荷强度计算，这一过程往往会耗费大量的人力和物力。因此，有必要实现重量纵向分布载荷强度计算的精确化、流程化和规范化，提高船舶重量曲线设计效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种船舶重量纵向分布载荷强度计算方法，能够避免设备在船艏/船艉的部分重量缺失或失真，使重量分布载荷强的更加准确。

本发明的船舶重量纵向分布载荷强度计算方法，包括如下步骤：

步骤1，将船体划分为20个标准理论站距；然后将船艏和船艉分别作为一个完整的标准理论站距，共得到22个标准理论站距；

步骤2，根据静力等效原则，将船上各设备或物品的重量等效分布在该设备或物品所处的理论站距范围内的各标准理论站距上；

步骤3，将分布在船艏/船艉标准理论站距内的重量折算至与船艏/船艉相邻的两个标准理论站距内；

步骤4，逐项迭加船体的20个标准理论站距中各标准理论站距内的等效重量，得到船舶重量纵向分布载荷强度。

进一步的，所述步骤1中，沿结构水线、设计水线或船长对船体进行标准理论站距的划分。

进一步的，所述步骤2中，根据设备或物品的起始纵坐标、终止纵坐标、重心纵坐标，以及各标准理论站距的起始纵坐标、终止纵坐标，确定该设备或物品所处的理论站距范围；其中，当设备或物品的重心纵坐标处于船艏/船艉标准理论站距时，认为该设备或物品的理论站距范围为船艏/船艉标准理论站距。

进一步的，所述步骤2具体包括如下子步骤：

步骤2.1，根据船的设计水线长、肋骨间距、船肿肋位号计算22个标准理论站距的几何中心纵坐标、起始纵坐标和终止纵坐标；

步骤2.2，根据设备的起始肋位号和终止肋位号计算设备的起始纵坐标和终止纵坐标；

步骤2.3，根据设备的起始纵坐标、终止纵坐标、重心纵坐标，以及各理论站距的起始纵坐标、终止纵坐标，确定该设备所处的理论站距范围，以及理论站距范围内标准理论站距的个数；其中，当设备重心纵坐标处于船艏/船艉标准理论站距，认为该设备所处的标准理论站距为船艏/船艉标准理论站距，所处的标准理论站距个数为1；当设备起始肋位号和终止肋位号相同时，认为该设备所处的标准理论站距为其重心纵坐标所在的标准理论站距，所处的标准理论站距个数为1；

步骤2.4，当设备所处的理论站距范围内的标准理论站距的个数大于或等于2时，将该设备的重量按照静力等效原则等效至该设备所处的各标准理论站距上，该设备在其所处的各标准理论站距上的重量分布的计算步骤如下：