一般强度船体结构钢力学性能

中国船级社规范标准的一般强度结构钢分为：A、B、D、E四个质量等级。

A级钢——要求 20 ℃ 冲击韧性等级;

B级钢——要求0℃冲击韧性等级;

D级钢——要求-20℃的冲击韧性等级;

E级钢——要求-40℃的冲击韧性等级。

由于船舶工作条件的特殊性和复杂性，因而对制造船体结构的金属材料提出了较高的要求，大致有以下几个方面：

一般强度船体结构钢良好的力学性能

1.强度：金属材料在外力作用下抵抗断裂和变形的能力。

2.塑性：金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。

3.冲击韧性：金属抵抗冲击载荷和脆性破坏的能力。

4.疲劳强度：金属材料抵抗外力反复作用下的能力，即交变载荷无限次作用下不致引起破坏的能力，以

5.硬度：金属材料抵抗比它更硬物体压入表面内的能力。

一般强度船体结构钢良好的工艺性能

所谓工艺性能是指材料对各种加工方法的适应性。在现代造船中，采用最多的金属材料加工方法是焊接和弯曲。因此，作为船体结构材料必须具有良好的焊接性和优良的承受弯曲加工的性能。

一般强度船体结构钢良好的耐腐蚀性能

船体结构用金属材料在海水中具有较高的耐腐蚀性能，而一般强度船体结构用钢和高强度船体结构用钢还不能完全满足要求，在海水中的腐蚀都比较严重。据统计，碳素钢为0.1毫米/年，含镍合金钢为0.08毫米/年。因此船舶设计时必须增放腐蚀余量，这就增加了船体自重和材料消耗。

从耐腐蚀观点出发，奥氏体不锈钢和双相不锈钢作为造船材料是比较理想的。

一般强度船体结构钢经济可靠

造船材料要成本低、品种多、质量好、保证大量供应。要满足这些要求，必须立足于国内，国产材料应有良好的供应经济性。如船板厚度进级可为0.5毫米，角钢可以是不等边不等厚。也只有这样，才能保证充足的货源，满足我国造船工业的需要。

一般强度船体结构钢良好的试验性能

船体结构用金属材料只有经过严格的、全面的性能试验，才能保证船舶的建造质量和航行安全。其试验项目包括有：拉伸试验、冲击试验、冷弯试验、脱氧、晶粒度、化学成分检验、焊接认可试验等。这些试验项目的试验条件、方法内容和目的应根据CCS1998年《材料与焊接》规范和2002年、2004年规范修改通报要求执行。

船体用结构钢管　船体用结构钢管（）是缔造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝管。碳素钢无缝管管壁不超出金钢无缝管管壁工作温度。

GB5312-1999（船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管）。主要用于船舶锅炉及过热器用I、II级耐压管等。代表材质为360、410、460钢级等。

船体用结构钢管钢管重量计算公式:[(外径-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)

综述船舶极限强度研究现状，包括平板及加筋板及船体梁极限强度的计算分析方法，以及平板和加筋板、船体梁和实船极限强度试验研究。

极限强度板和加筋板极限强度分析

研究船体结构的极限强度，首先要从板和加筋板的极限强度计算分析开始，船体板及加筋板的极限强度研究方法主要包括经验公式和解析法、有限元法和试验法。

在ISSC2000技术委员会建议对联合载荷作用下加筋板的极限强度进行研究后，一些学者对具有凹痕、开孔板的极限强度和铝制加筋板极限强度等进行研究。张少雄等基于有限元计算结果，给出单轴压力作用下的简支板中的凹痕形状、尺寸及位置对板极限强度的影响，并用曲线拟合方法得到了预报凹痕板极限强度经验公式。Paik基于有限元分析结果提出在边界剪切载荷作用下开孔板的极限强度预报经验公式，并给出双向轴压、边界剪切载荷作用下开孔板极限强度的关系。Masaoka等提出一个计及初始缺陷影响的在压缩载荷作用下加筋板简化设计方程。Rizzo等基于大量有限元计算结果，提出一种预报纯剪切载荷作用下加筋板极限强度预报的简化方法，并给出不同几何尺度和初始缺陷下的放大系数。

随着计算技术和非线性有限元的发展，许多大型通用有限元程序，如Marc，Ansys，Abaqus等，已经应用到加筋板极限强度预报中。有大量关于平板以及加筋板极限强度的有限元法研究。但是随着快速船舶的发展，铝制加筋板对于轻型运输系统具有较好的应用前景。而铝制结构与钢制结构不同，熔焊所产生的热影响区对结果极限强度有较大影响。因此，研究铝制加筋板的极限强度也就显得非常重要。

一些学者对于凹痕、腐蚀以及疲劳裂纹对极限强度影响也开展了大量的仿真研究。Nakai等对不同点蚀分布的板的强度进行研究，并讨论在面内压缩和弯曲载荷作用下点蚀对极限强度的影响。Ok等通过非线性有限元软件，完成在局部点蚀的影响下平板极限强度的计算。Huang等对计及点蚀影响的板在轴压下的极限强度进行数值计算，研究点蚀体积与极限强度之间的关系。

极限强度船体结构极限强度模型试验

船体结构极限强度模型试验是研究船体纵向极限强度的主要方法之一，模型试验可以代表船体总纵极限强度，采用缩尺模型，可以减少试验难度，降低试验成本；通过试验，可以比较直观的研究结构在外载荷作用下从局部到整体逐步渐进的崩溃过程。由于实船试验耗费巨大，并且很难进行实船极限强度试验，因此，实船试验进行得很少，更多的是进行加筋箱型梁模型试验，虽然试验对象不再是船舶的缩尺模型，但为船体结构极限强度理论预报方法的验证提供了许多有参考价值的数据和结论。

Paik等通过试验方法研究具有初始裂纹的平板在轴线压缩或拉伸载荷作用下的极限强度以及具有初始裂纹的箱型结构在轴向压缩载荷作用下的极限强度。Gordo等采用名义屈服应力为690MPa的高强度钢制作3个不同细长比的箱型梁模型，通过四点弯曲的加载方式，完成箱型梁极限强度试验。Saad－Eldeen等通过将3个箱型梁模型放入海水中，研究非线性腐蚀对箱型梁极限强度的影响。随后Saad－Eldeen等根据试验的结果进行了结构响应、初始缺陷的幅值以及形状、板的细长比和结构失效之间的关系的研究。Gordo等通过四点弯曲加载方式完成4个不同板厚与跨距的箱型梁极限强度试验。

中文名称

船体水平弯曲强度

英文名称

hull horizontal bending strength

定　　义

船体抵抗水平弯曲的能力。

应用学科

船舶工程（一级学科），船体结构、强度及振动（二级学科）