Проектирование листовых конструкций корпуса судна.
Лекция 3
Судовые конструкции.
Напряжения возникающие в судовых конструкциях при действии местных нагрузок.
Вторая задача прочности заключается в том, чтобы определить напряжения, возникающие в конструкции под действием внешних сил.
1) Расчет перекрытия.
Судовое перекрытие представляет собой части обшивки или настила с расположенными на ней пересекающимися балками разного направления. Расчет производится методами строительной механики корабля. При этом производится расчленение набора перекрытий на рамный и холостой набор. Рамный набор взаимодействует между собой, разгружая или нагружая друг друга. В зависимости от величины этого взаимодействия производится расчет перекрытия или производится расчленение рамного набора на отдельные балки.
Палубное перекрытие. Опорным контуром являются борта, продольная и поперечная перборки. Система набора перекрытия – поперечная.
Рисунок 1 – Палубное перекрытие.
Бимс является балкой главного направления, карлингс – перекрестной. Расчет изгиба перекрытия позволяет учесть влияние БГН и ПБ на изгиб и деформацию друг друга.
Замечание. Получится ли перекрытие зависит от его относительной жесткости.
где а – расстояние между БГН.
А – расстояние между ПБ.
- момент инерции поперечного сечения БГН.
- момент инерции поперечного сечения ПБ.
L – длина ПБ.
- длина БГН.
|
|
|
Если полученное расчетом значение меньше 0,2, то перекрытия как токового нет и ПБ являются жесткими опорами для БГН. Если больше 5 перекрытия так же нет и его расчет производить не стоит. В этом случае БГН являются жесткой опорой для ПБ.
2) Расчет рам.
Судовая рама представляет собой систему балок, пересекающихся между собой под каким-либо углом и расположенные в одной плоскости.
Рисунок 2 – Шпангоутная рама.
3) Расчет балок.
Большинство судовых балок работает на изгиб и лишь часть их на сжатие.
|
|
где 
- коэффициент момента, который зависит от условия закрепления балки.
- коэффициент допускаемых напряжений.
Отсюда получаем формулу из РМРС:
где 
4) Листы (пластины).
Все судовые пластины подразделяются на 3 вида:
¾ абсолютно жесткие.
¾ пластины конечной жесткости
¾ мембраны.
Для каждого из этих видов пластин существует свой метод расчета пластин.
Каждая пластина закреплена на своем опорном контуре, а опорным контуром пластины являются балки любого направления, поскольку их жесткости существенно больше жесткости пластин.
В судовых листовых конструкциях много таких, у которых отношение сторон опорного контура больше 2. Вместо пластины можно рассматривать балку-полоску с единичной шириной.
|
|
|
Наибольшие моменты в такой полоске будут равны:
где p – наружное давление.
a – размер наименьшей из сторон пластины.
k – коэффициент, зависящий от опорных закреплений.
Напряжения в пластине равны:
Отсюда получаем:
Проектирование листовых конструкций корпуса судна.
Листы обшивки и настила проектируются исходя из 2 предпосылок:
1. Исходя из условия прочности.
В соответствии с правилами Регистра толщина любой пластины из условия прочности определяется по формуле:
где m – коэффициент, учитывающий опорные закрепления.
a – меньшая сторона пластины.
k – коэффициент, зависящий от соотношения сторон опорного контура (при a/b>2 k=1).
- запас на коррозию.
U – статистическое значение среднегодового значения износа листов. Определяется по таблицам в Регистре. Зависит от типа судна и расположения связи.
2. По минимальной строительной толщине.
|
|
|
Она зависит от технологии изготовления конструкции. Минимальные строительные толщины для каждого района судна определяются по приближенным формулам, приведенным в правилах Регистра. Они не зависят от категории применяемой стали.
Обшивка корпуса создает водонепроницаемую оболочку, обеспечивающую плавучесть судна. Кроме того она участвует в обеспечении общей прочности судна. Обшивка создается рядом поясьев, состоящих из отдельных листов, которые расположены один за другим так, что длинные их кромки, как правило, идут вдоль судна.
При подборе листов обшивки необходимо выбирать максимально возможные размеры листов, т.к. это позволяет уменьшить объем подгоночных работ и протяженность сварки, что в свою очередь ведет к уменьшению сварочных деформаций. Однако габариты листов ограничиваются не только условиями поставки, но и возможностями завода строителя, т.к. большие листы труднее транспортировать, обрезать и гнуть.
На большинстве судов принято продольное расположение листов обшивки. Это позволяет изменять толщины поясьев по периметру судна и использовать листы на всю длину, уменьшая общее число стыков на длине судна, вследствие чего в меньшей мере будут накапливаться остаточные продольные деформации, приводящие к возникновению начального прогиба судна и начальных напряжений. Листы должны быть унифицированы и число их типоразмеров должно быть минимальным.
|
|
|
Отдельные поясья и районы корпуса, подвергаются большему износу, а в некоторых возникают большие нагрузки по сравнению с расчетными. Правила Регистра требуют утолщения следующих районов:
¾ горизонтальный киль.
¾ ширстрек и палубный стрингер.
¾ скуловой пояс (на речных и смешанных судах).
¾ ледовый пояс.
¾ на переборках и на внутренних бортах танкеров крайний верхний и крайний нижний лист переборки.
¾ на крупных танкерах палубные и днищевые поясья под продольными переборками.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!