船体局部强度实验
一、目的和要求
通过实验，可以在学会船体总纵强度的计算方法、学习测量结构应力的电测实验方法的基础上，了解除总纵强度以外的船体局部强度的测量方法及分析方法。

二、实验原理
把船体作为一等效船体梁，当船体梁受到中拱或中垂弯矩弯曲时，可以计算出梁上各测点处的应力；也可以用电阻应变片测量出各测点处的应力。

计算各测点处的应力σi=MZi / I
但是，船体结构上，有些部位不符合等效梁的理论，用等效梁理论不能计算出其应力状态，比如，上建不是百分之百参加总纵强度，横仓壁上的应力是如何分布，外板与板架的应力又如何分布，等等，只能用测量的方法测出来。

测量方法用得最多的是电测法。

电测法，即电阻应变片测量应变方法。

其原理是：把应变片牢固的粘贴在构件的测点上，当构件被加上载荷时，就会变形，不是伸长就是缩短，应变片也随着一起变形，应变片伸长时其电阻值增大，应变片缩短时其电阻值减小，把应变片接成电桥，就可以得到电信号，再经放大和显示，即可得到微应变读数。

再用虎克定理即可求出测点处的应力。

三、实验装置
1.钢质结构船模
2.程控电阻应变仪
3.船模加载架
4.油压加载机
5.压力传感器及显示器
6.直尺及工具
图3-1 钢质结构船模
图3-2 程控电阻应变仪（主机）
图3-3 船模加载架
图3-4 油压加载机
图3-5 压力传感器及显示器四、实验步骤
电测法测量船体总纵弯曲应力的一般步骤为：
1、根据相似理论，设计和制作船模。

本次实验船模为大开口驳船型式，钢质，尺度为8.5m×1.6m×0.9m。

记录各构件的尺寸。

2、设置应变片测点，粘贴应变片。

在船模测试段上取一横剖面，分别在底板、船侧板、主甲板上布置测点。

均为单向片。

计算应力的相应点与应变测点一致。

并记录每个测点编号的位置尺寸。

图2 测试剖面构件尺寸及测点布置
3、安装船模。

把船模装在特制的加载架上，用油压千斤顶加载并用力传感器监测。

记录加载的有关尺寸。

为了消除新加工结构的内应力，最好加卸载110%载荷三次以上。

本次船模试验的总纵弯矩取PL=80×120=9600KNcm。

4、接通静态应变仪及测量电路，调试，全部准备就绪后预热仪器30分钟。

注意使用仪器前没人指导操作就一定要看懂说明书再操作。

5、建立零工况：加载载荷调到零，清除其它所有干扰力，仪器自动平衡（采零）。

也可以预加部分载荷调零，其作用是消除安装不平稳引起的受力不均，削除内应力。

6、正式加载：把设计载荷分成几级，逐级加载测量，然后逐级卸载测量。

分级加卸载测量可以在实验过程中观察构件应变的线性和重复性，及时发现和解决问题。

详细记录每次试验的储存页面、加载工况、试验时刻、环境温度等。

7、载荷回零的工况一定要测出，根据回零应变，可以看出是否有残余应变，仪器是否有温度漂移。

8、确认没有其它问题后清理现场。

五、实验结果与计算
1、实验数据可以在程控应变仪上打印出来，也可以送进微机用Excel电子表格取
出。

2、实验测得的微应变要经过温度漂移修正、导线电阻影响修正、以及其它必须的
修正，才能进行计算。

计算就是用虎克定理、广义虎克定理根据应变求应力。

3、选取某一比例，画出船模横剖面图（取半个横剖面）（建议用方格纸）。

图3 应力分布曲线
4、根据表3的测量应力，在同一船模横剖面图上按同一比例尺（1cm=？Mpa）绘
出甲板上、外侧壁上、内侧壁上、外底板上、内底板上、仓口上几条测量应力分布曲线。

5、写出分析及结论；写一些学习体会。

分析内容主要有：①上建和仓口围板是如
何参加总纵强度的？②双底双壳的作用？③上建和仓口围板的应力分布形式；④上建和仓口围板应如何布置才合理？
六、实验分析与讨论
1. 上建的强度与哪些因素有关？
2. 上建做强了会带来哪些问题？
七、参考资料：
表1：测量记录
测点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 …测点高度
cm
应变读数第1次
第2次
第3次
回0值
修正值
测量应力σi=Eεi
1.。