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Die in zwei gebrochene Selendang Ayu.

Schiffsstärke ist der Grad, in dem ein Schiff die verschiedenen Steuern widerstehen kann. Diese Steuern verursachen a Stromspannung im Material, was wiederum eine Verformung verursacht. Es ist der Teil des Krafttheorie und durch die vielen Variablen so kompliziert, dass viele der Festigkeitsberechnungen im Allgemeinen auf Standardbedingungen basieren, obwohl die Finite-Elemente-Methode wird zunehmend genutzt.

Schnittgrößen, Momente und Spannungen

sehen Viel Glück für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Eine Belastung eines Objekts bewirkt eine Formänderung. Der Verformungsgrad ist abhängig von der Steifheit des Materials. Dies wird bestimmt durch die Zusammenhalt des Moleküle, verursachend interne Kräfte treten beim Formwechsel auf.

Diese inneren Kräfte können unterteilt werden in:

• ein normale Kraftf_nein Das aufrecht am Querschnitt. Dabei wird unterschieden zwischen a Traktion aus dem Querschnitt und a Druckkraft zum Querschnitt hin;
• ein Biegemoment die senkrecht zum Querschnitt wirkt, wobei die Größe ausgedrückt wird als Biegemomentich_b;
• ein Scherkraftf_d, auch Schub genannt, die in der Querschnittsebene liegen;
• ein Verdrehdrehmoment die in der Ebene des Querschnitts wirkt, wobei die Größe ausgedrückt wird als Drehmomentich_w.

Eine Kraft f das auf einer oberfläche ein funktioniert, verursacht a Stromspannungσ:

${displaystyle sigma ={frac {F}{A}}}$

Wie Kraft ist Spannung a Richtungsgröße. Eine beliebige gerichtete Spannung kann unterteilt werden in a normale Spannung – ziehen- oder Druckspannung - und ein Schubspannung oder Drehspannung.

Steuern

Diese Belastungen können in Flachwasser, auf See und beim Segeln unterteilt werden.

Flaches Wasser

Die Flachwasserlasten werden durch das Gewicht der Schiffbau, Treibstoff, Bunker und Ladung, und die gegnerischen Auftriebskraft aus dem Wasser. Diese Querkräfte verursachen ein Biegemoment, in Beschlag nehmen oder schlaff — Biegung oder Durchbiegung — auftritt.

Seeweg

Im Seegang die Auftriebskraft variiert aufgrund der unterschiedlichen Wellenhöhen.

Schnell rennen

Sobald sich ein Schiff in Bewegung setzt, fallen zusätzliche Steuern an:

• Vorwärtskraft des Treibmittel;
• Motorvibrationen und Schraube;
• Steuer der Bogen- und Welle wecken;
• durch Rühren beladen;
• Torsionsbelastung durch asymmetrische Wellenverteilung;
• Trägheitskräfte durch die stampfen und schwingen des Schiffes.

Gute Besserung

Die Stärke teilt sich auf in:

• Längsfestigkeit;
• Querkraftstärke;
• Torsionsfestigkeit;
• lokale Stärke.

Längsfestigkeit

Die Längsfestigkeit ist der Widerstand, den Längsschubkräften und Biegemomenten standzuhalten. Diese verursachen Biege- und Schubspannungen, denen die Struktur standhalten muss.

Flachwasserbiegemoment

Eine gebogene Stange mit dem neutrale Leitung auf Radius ρ.

Biegemoment einer quadratischen Box:
ein) Lastkurve bestehend aus dem Verschiebungskurve und der Gewichtskurve
b) Querkraftkurve
c) Momentenkurve

Bei Nicht-See-Bedingungen gibt es eine nach oben gerichtete Kraft, die von der Form des Schiffes abhängt. Im Allgemeinen ist diese Form in der Mitte voller als vorne und hinten und der Auftrieb ist in der Mitte am größten. Das Gewicht von Schiff und Ladung ist entgegengesetzt gerichtet. Da es nicht homogen verteilt ist, treten Biegemomente auf.

Ein Schiff kann durch einen Kastenträger dargestellt werden. Ein massiver Stab, auf den ein Drehmoment ausgeübt wird und die Biegespannung linear verteilt ist, wird neutrale Leitung oder Faser unterliegt keiner Biegebelastung, während sie in der extreme Faser - auf Distanz z der neutralen Faser – ist maximal. Es WiderstandsmomentW es gibt maximal:

${displaystyle W={frac {I}{z}}}$

Um Verbiegungen zu vermeiden, ist es daher von Vorteil, an den Stellen mit dem größten Flächenträgheitsmoment möglichst viel Material zu verwenden ich. Dies ist die äußerste Faser, bei einem Schiff ist die oberste Faser die Deck und die untere Faser die untere.

Um die erforderliche Festigkeit zu ermitteln, müssen die auftretenden Querkräfte und Biegemomente ermittelt werden. Dies kann durch eine Verschiebung entlang der Schiffslänge in der Verdrängungskurve erfolgen oder Krümmung der Fachwerkflächen die Auftriebskraft und tragen Sie das Gewicht pro Längeneinheit in die Gewichtskurve ein. Zusammen ergeben diese den Lastverlauf, der in den Querkraftverlauf integriert werden kann, der wiederum in den Momentenverlauf integriert werden kann. Es kann auch verwendet werden, um festzustellen, ob die Beladung eines Schiffes innerhalb der Grenzen liegt.

Das maximale Biegemoment liegt ungefähr mittschiffs und wird Flachwasserbiegemoment oder Stillwasserbiegemoment SWBM genannt. Hier sollte daher das Widerstandsmoment möglichst groß sein. Um dies zu erreichen, sollte das Schiff hier die größte Höhe haben, um den Abstand zur neutralen Linie zu maximieren. In der Praxis ist die Höhe hier jedoch oft minimal und maximal am schier am Bug wegen der Seetüchtigkeit. Aufgrund dieser Festigkeitsüberlegungen sind einige Binnenschiffe mit einer negativen Scherung ausgestattet.

Wenn ein Schiff in der Mitte schwerer ist als an den Enden, wie beispielsweise ein beladener Tanker, biegt es sich, was schlaff wird genannt. Der Boden ist hier der wichtigste Stärketeil. Wenn das Mittelteil leichter ist als die Enden, wie bei einem Tankschiff mit Ballast, verbiegt es sich. Das wird ein Katzenrücken oder in Beschlag nehmen erwähnt. Das Deck ist hier der wichtigste Stärketeil.

Der Zustand des Schiffes kann manchmal den Unterschied zwischen Strukturschaden und Katastrophe ausmachen. So war das mit Licht Gasöl geladen Rolle in einem schlaffZustand, als ein korrodierter Tank zu platzen begann. Die Umlenkung hielt den Riss geschlossen, damit das Schiff nicht unterging. Das Schweröl geladen Erika hielt ein paar Tanks mittschiffs leer, um nicht zu tief zu liegen und war in einem in Beschlag nehmenZustand, als stark korrodierte Ballasttanks zu platzen begannen. Die Krümmung ließ den Riss bis zum Deck reichen und das Schiff ging verloren.

Wellenbiegemoment

Wellenbiegemoment durch:
1. Wellental mittschiffs
2. Wellenkamm mittschiffs

Im Seegang ändert die Auftriebskraft lokal um die Wellenmuster. Dies tritt am stärksten auf, wenn die Wellenlänge gleich der Länge des Schiffes, der sogenannten Standardwelle. Befindet sich das Wellental in diesem Fall mittschiffs, kommt es zu einer zusätzlichen Durchbiegung und zusätzlichen Biegung an einem Wellenberg. Je nach Flachwasserzustand des Schiffes belastet eine der beiden Situationen das Schiff zusätzlich. Dies muss bei der Gestaltung berücksichtigt werden. Klassifikationsgesellschaften Verwenden Sie empirische Formeln, um das Wellenbiegemoment zu bestimmen, einschließlich Faktoren für:

• Länge;
• Breite;
• Blockkoeffizient;
• Verschiebung:
  • unbegrenztes Segelgebiet;
  • geschützte Gewässer;
  • Kurzreisen.

Im Fall der Prestige das Flachwasserbiegemoment wurde bei der Befüllung von korrosionsgeschädigten Ballasttanks nach einem Bruch weit überschritten. In geschützten Gewässern hätte das Schiff dies vielleicht ausgehalten, aber das zusätzliche Wellenbiegemoment brach es nach sechs Tagen in zwei Teile.

Querfestigkeit

Querbelastung bei Flachwasser- und Seebedingungen.

Auf der anderen Seite des Schiffes wird ein Schiff im Flachwasser von der Wasserdruck die mit zunehmender Tiefe zunimmt. Die Seiten, der Boden und das Deck werden daher durch ein Biegemoment belastet. Dies gilt zusätzlich zur Längslast für Boden und Deck. Sobald ein Schiff im Meer zu schwingen beginnt, beginnt der Bau dürftig, was die Winkel zwischen den Seiten und Deck und Boden zusätzlich belastet.

Torsionsfestigkeit

Torsion ist hauptsächlich auf die Ankunft von Containerschiffe ein wichtiger Punkt in den Festigkeitsüberlegungen. Diese langen Schiffe haben sehr große Öffnungen im Deck, um möglichst viele Container in den Laderaum laden zu können. Der Torsionswiderstand muss oben durch den . aufgebracht werden Laufstege. Verdrehen kann verursacht werden durch:

• asymmetrische Belastung;
• schräg einfallende Wellen;
• schwingen;
• Heben schwerer Lasten mit eigenen Lademitteln.

Die Torsionsfestigkeit wird ausgedrückt in expressed Widerstandsmoment gegen TorsionW_w. Für eine Stange mit Durchmesser r gilt:

${displaystyle W_{w}={I_{p} über r}}$

ich_p ist der polares quadratisches Flächenmoment für einen Zylinder:

${displaystyle I_{p}={pi über 2}r^{4}}$

Für einen rechteckigen Abschnitt mit Breite b und Höhe ha gilt:

${displaystyle I_{p}={bh über 12}(b^{2} h^{2})}$

Lokale Stärke

Neben den Ladungen für das gesamte Schiff fallen auch lokale Steuern an, für die gesonderte Verbände angelegt werden.

keuchende Lasten

Die Bug- und Heckwelle und der schwankende Wasserdruck während der stampfen des Schiffes.

Stempelsteuern

Beim Nicken wird die Unterseite des Bugs und in geringerem Maße auch das Heck belastet. Besonders wenn der Bug aus dem Wasser kommt und mit einem Knall nach hinten fällt, treten hier große Kräfte auf.

Antriebslasten

Die Antriebskraft des Propellers wird durch die Dammblock auf das Schiff übertragen. Von Propeller und Motor erzeugte Vibrationen erzeugen zusätzliche Belastungen.

Docksteuern

Wenn das Schiff in einem ist Dock ruht auf Dockblöcken. Der Dockdruck verursacht eine zusätzliche Belastung des vertikalen Kiels, des restlichen Bodens, der Bilge und der Seiten. Ähnliche Kräfte können auftreten, wenn das Schiff auf Grund liegt.

Eissteuern

Beim Segeln durch Eis ist die Bogen des Kofferraum von brechendem Eis belastet.

Konstruktion

Längstraversensystem.

Quertraversensystem.

Die Schiffskonstruktion besteht aus Bandagen (Kanteln) um den genannten Belastungen standzuhalten. Hier kann eine Unterteilung vorgenommen werden, die der für die verschiedenen Stärken entspricht:

• Längsverstrebungen;
• Querverstrebungsteile;
• lokale Bandagen;
• rutschfeste Bandagen.

Im Allgemeinen werden kurze Schiffe nach den Quertraversensystem und Großsegler nach Längstraversensystem.

Längsträger

Längsträger dienen hauptsächlich der Längsfestigkeit und verlaufen größtenteils ununterbrochen in Längsrichtung:

• vertikal Kiel und Mittelsüdliches Holz;
• Flachbeschichtung und Längsbinder;
• Tankoberseite und Längsbinder;
• Beilagenteller;
• Hautbeschichtung;
• Terrassendielen (teilweise);
• Längsträger.

Kreuzverstrebungen

Querverbände dienen hauptsächlich der Querfestigkeit:

• Querbinder;
• Fragen;
• Deckbalken;
• Schotten.

Lokale Bandagen

Lokale Bandagen können bestehen aus:

• Schotte;
• stützen;
• Knie;
• Fundamente.

Bei Schiffen, die im Eis fahren, ist der Rumpf verstärkt, um die Eislast aufzunehmen. Je nach angewendetem Eisverstärkung erwirbt das schiff einen gewissen Eisklasse.

Skid Bandage Teile

Auf Schiffen mit großen offenen Decks wird der Torsion durch die Kompaktladerteile entgegengewirkt. In der Regel handelt es sich dabei um verstärkte Längs- und Queraussteifungsteile.

Literatur

• Glass, K., Schütte, J.W. (1984): Seemannschaft für die Handelsschifffahrt, Teil 2, Educaboek/Stam Fachbücher, Culemborg.