建筑材料

是几个世纪以来最重要的,事实上也是唯一的造船材料。它仍然被用于船只和许多类型的小船,因为它很容易由当地工匠用简单的工具处理和工作。然而,它是一种相对较弱的材料,容易迅速变质。将木材固定在一起的问题是一个关键问题,并且沿着前后平铺接缝的滑移是很难防止的。大型木船必须用斜向的金属带固定在船板上,以防止接缝处的滑动,并保持船体的形状。另一些人则利用横桁或拉杆在高高的垂直柱子上运行,以防止船体末端下垂。许多现代金属船都有木制的甲板,以帮助隔离下面的空间,并提供一个良好的步行面。

强防水胶的开发和用薄层压片建造大弯曲构件的技术大大提高了木材的强度和刚度结构。很大程度上消除了检查,分裂,打结等缺陷,可以使用许多短件。模制胶合板游艇船体由五层薄层粘在一起,颗粒向不同方向运动,足够坚硬,无需内部框架就能保持形状。

最广泛用于船体结构的是中等,高强度和特殊处理类型。到目前为止,零件的最大比例是中钢,其中工作应变与屈服应变相比较小或中等。高拉伸钢和特殊处理钢都有较高的屈服点;后者有弹道以及防震性能。它们用于承受高应变的部件,以节省船体重量。货船全部用高强度钢建造,大大节省了钢材重量。

20世纪40年代后期的调查显示,当时的许多骨折伤亡都是由于使用了缺乏韧性的钢材缺口韧性。这一术语指的是钢通过在尖角、缺口和裂缝附近拉伸来吸收能量的能力,特别是在低温或高拉伸速率下。这种质量是特别重要的所有电镀接缝周围周长焊接。许多船舶结构有几个铆接接缝,以允许调整由于对焊和局部渐进开裂的应变。后来几十年的造船用钢规范对缺口韧性和焊接适应性要求一定的最低限度。

合金用于巡逻艇、小型货船的船体,以及大型舰载电梯平台和类似结构。它们还用于许多货轮和客轮的上层建筑和上层工程;它们构成船体钢梁的上部,在使用中具有弹性弯曲。对于最后一个目的,增加变形或拉伸这些合金是一个优势。对于给定的重量,面板的铝板合金比钢的更厚更硬。因此,他们提供了一个更好的外观和许多装置,他们不需要油漆。

在大型船舶结构(如船体本身)中使用铝,需要可靠的大厚度焊接和铆接,以便显著减轻重量。更重要的是,与类似的钢结构相比,它必须接受沿长度增加的弯曲变形和降低的固有振动频率。

船体钢筋混凝土已用于船舶和驳船在紧急情况下,当钢筋和劳工训练建筑施工可获得造船钢材和具备造船技能的劳动力。

塑料钢筋与玻璃纤维消除许多接头在a并大大降低恶化在木质或金属船体中遇到。它们可以用颜料着色,令人钦佩的是,它们可以“插入”硬化的成员和其他部分,并且在损坏时以类似的方式进行修复。各种大小和类型的船只的许多非结构件都很容易用增强塑料模压制成。

连接、连接和附件

这是可能的,用玻璃纤维用类似的材料,制作一整艘小船的船体。然而,当船变得足够大时,需要玻璃纤维甲板,这是单独制作的,并连接到船体上。对于较大的船只,单独的木板和板必须通过粘合、螺丝、螺栓连接起来,铆接或焊接。通过胶合和焊接,可以实现光滑船体外表面的平直接缝(前后接头)和对接(环向接头)。螺丝、螺栓、铆接或焊接都需要将各部件相互搭接或使用内部(和外部)连接带、条或其他部件。木结构的小船钉钉由于修理困难而不再受欢迎。如果牢记每一种连接方法的局限性和优点,就会发现实际上每一种方法都适用于船上的某些特定应用。

焊接与铆接相比有很大的优势,它消除了多余的金属,并且在船舶结构中几乎所有地方都节省了重量,有时多达10%。一般来说,负荷是传播更直接地从一个元件到另一个元件,得到的结构也更刚性。在严重变形下,如碰撞损伤,焊接接头将比铆接连接更好地结合在一起。在轻微变形下,它们不易泄漏。焊接外壳电镀比铆接电镀光滑得多,在摩擦和总阻力方面有明显的节省。另一方面,糟糕的焊接往往从外部无法察觉。在一个不幸的位置上,一个小缺陷可能引发一个大裂缝。

船舶和模型的结构试验

那些在19世纪50年代和60年代进行早期铁船强度计算的人受益于对铁船的研究和试验Isambard Kingdom Brunel而且威廉·费尔贝恩以前在英国建造的管状或箱形桥梁上。断裂和失落的快,轻盈的英驱逐舰HMS眼镜蛇导致了另一艘驱逐舰HMS的测试.1930年,由于需要了解类似结构在实际加载到屈曲或断裂点时的行为,美国驱逐舰进行了全面测试普雷斯顿而且布鲁斯以及后来的英国驱逐舰Albuera.这些测试证实了简单的使用理论的大,薄,盒形结构,并指出了加筋和非加筋材料的相对有效性和铆接接头的刚性。

在20世纪40年代早期,焊接船体的断裂导致了一系列新的广泛的结构测试计划,由英国和英国美国在全尺寸船舶上,包括在平静水域中各种负载分布的测试。

从德语MS开始旧金山在1934年,一些船只已经用仪器测定了在波涛汹涌的航道上沿船侧的波浪剖面,由船舶运动引起的水压和加速度,船梁的偏转,以及同时在船舶结构的许多部分的应变。在美国、英国、瑞典和其他地方,对许多类型的船舶进行了常规的船体应力测量。对数据的统计分析证实了从模型试验和计算中预测长期应力分布的方法。关于这些方法和其他结构问题的想法在每三年举行一次的国际船舶和近海结构大会上定期交流。

20世纪20年代以后,制作和测试结构模型的技术有了很大的进步。20世纪40年代以后,导线电阻的可用性应变仪它的体积小,用细小的金属丝粘在金属上,使模型(和船舶)在高速下的测试和结构分析成为可能动态水下爆炸产生的冲击和冲击等载荷。