Конструктивная специфика судна

Введение

 

Рассматриваемое в курсовом проекте судно имеет класс Регистра судоходства. Нефтеналивное судно или танкер - морское судно, предназначенное для перевозки наливом сырой нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки 600 и выше.

Судно входит в группу неарктических категорий для плавания в замерзающих неарктических морях.

Район плавания судна неограничен.

По архитектурно-конструктивному тип танкера - однопалубное полнонаборное судно с МО, расположенным в корме. Грузовая часть находится в средней части танкера и делится поперечными переборками на грузовые отсеки, называемые грузовыми танками. Часть танка отводят для водяного балласта, который судно всегда принимает в порожнем обратном рейсе. В районе грузовых танков применяются гофрированные переборки. По сравнению с плоскими они имеют меньшую массу и трудоемкость при изготовлении, а благодаря меньшему количеству труднодоступных мест значительно облегчают мойку танков. Гофры продольных переборок располагают всегда горизонтально, поперечных - вертикально или горизонтально.

В нос от машинного отделения располагают насосное отделение с грузовыми насосами для разгрузки судна. Для сообщения между кормовой надстройкой и палубой бака, на которой расположено якорно-швартовное устройство, оборудуют переходный мостик.

Грузовые отсеки на танкерах в противопожарных целях отделяют коффердамами от МКО и сухогрузного трюма. Заменой коффердамов могут служить насосные отделения, балластные и топливные цистерны.

В качестве главного двигателя использована дизельная установка.

Объем автоматизации механической установки самоходного судна позволяет ее эксплуатацию одним оператором из ЦПУ без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.

Грузоподъемность данного танкера 15000 т.

Установленное оборудование, судовые устройства удовлетворяют требованиям международных конвенций СОЛАС-74/78 и МАРПОЛ-73/78. Для выполнения этих требований на танкере предусмотрены отсеки для чистого балласта, цистерны сбора льяльных вод и сепаратор для их очистки, цистерна сбора моечной воды, системы контроля и автоматического регулирования слива за борт загрязненных вод, мусоросжигательная печь и биологическая установка для обработки фановых и сточных вод.

Скорость хода танкера 12-16 уз.

Цель процесса проектирования конструкций - создание надежных технологических конструкций, обеспечивающих нормальное функционирование судна как транспортного средства и необходимые экономические показатели при его постройке и эксплуатации.

В настоящей работе элементы основных конструкций корпуса выбираются на основании общих рекомендаций "Правил классификации и постройки морских судов" Российского Морского Судоходства 2011 года издания.

Все буквенные обозначения в настоящей работе приняты согласно Правилам Регистра.

Общая часть

 

Конструктивная специфика судна

 

Технические данные проектируемого судна

 

Проектируемое судно - танкер. Корпус судна должен соответствовать классу Регистра.

Главные размерения судна, основные характеристики приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Главные размерения судна, характеристики и их соотношения

Длина судна L, м	139,5
Ширина судна В, м	21,6
Высота борта судна D, м	11,2
Осадка судна d, м	8,6
Дедвейт DW, т	15000
Водоизмещение ∆, т	19921
Коэффициент общей полноты	0,75
Класс Регистра по корпусу	ICE3
L/D, м	12,34
B/D, м	1,91
Нормальная шпация в пиках, мм	600
Нормальная шпация в переходном районе, мм	700
Нормальная шпация в цилиндрической вставке, мм	800

 

Согласно таблицы 1.1.1.1 Правил (часть II) судно с соотношениями L/D = 12.34 и B/D = 1,91 предназначено для эксплуатации в неограниченном районе плавания.

Выбор расчетного отсека и компоновка миделевого сечения судна

 

Нагрузки на корпус

 

Нагрузки, действующие на корпус судна в условиях эксплуатации, включают нагрузки, связанные с воздействием моря, инерционных сил, вызываемых ускорениями при качке судна, нагрузки от воздействия жидких грузов.

 

Расчетные нагрузки

Расчетные нагрузки сведем в таблицу 2.2.3

 

Район наружной обшивки	Расчетная нагрузка, кПа
Днище, включая скулу	101,05
Борт в районе 2-го дна	88,27
Борт между ГВЛ и настилом 2-го дна	93,62
Борт в районе ГВЛ	43,6
Борт между ГВЛ и ВП	34,25
Борт на уровне Верхней палубы	21,29

 

Нагрузка на палубу

Расчетное давление на участках верхней палубы должно быть не менее определяемого по формуле:

 

pmin = 0,015L + 7 = 0,015×140,4 + 7 = 9,1 кПа,

 

рW = 13,5 кПа - волновая нагрузка на уровне палубы.

 

р = 0,7×13,5 = 9,45 кПа > 9,1 кПа

 

Расчетное давление на конструкции палуб и платформ, ограничивающие отсеки, предназначенные для перевозки жидкостей, определяется по формулам:

 

 

где Dz = 2,5 м - высота воздушной трубы над палубой,

рг = рк = 25 кПа - давление. на которое отрегулирован предохранительный клапан

В качестве расчетного принимаем р = 25 кПа.

 

Толщины листовых элементов

Толщина настила палубы должна быть не менее:

 

. при L>100м.

 

Толщина листов настила палубы Smin, мм, не должна быть меньше

 

.

 

Принимаем толщину листов настила палубы равной 10 мм.

Если толщина настила расчетной палубы принимается меньше обшивки борта, то должен быть предусмотрен палубный стрингер. Ширина палубного стрингера b, мм, должна быть не менее определяемой по формуле:

 

b=5L+800 = 5×140,4+800 = 1502мм.

 

а толщина палубного стрингера должна быть не менее толщины бортовой обшивки.

Принимаем ширину толщины палубного стрингера 1550 мм, а толщину 12 мм.

 

Палубный набор

Момент сопротивления поперечного сечения продольных подпалубных балок должен быть не менее определяемого по формуле:

 

W = W¢×wk = 37,2×1,7 = 63,24 см3.

где = ;

Q = p×a×l = 25×0,7×2,4 = 42 кН,

wk = 1+αk×DS = 1+0,23×3,25 = 1,7;

где αk = 0,07+6/W¢ = 0,07+6/37,2 = 0,23£ 0,25 при W¢<200 см3.

DS = u (Т-12) = 0,25× (25-12) = 0,25×13 = 3,25 мм.

 

Для продольных подпалубных балок принимаем полособульб 12 по ГОСТ 21937-76 с W= 68 см3 с присоединенным пояском обшивки.

Момент сопротивления сечения рамного бимса должен быть не менее:

 

W = W¢×wk = 2512,12×1,03 = 2593,76 см3.

где = ;

Q = p×a×l = 25×2,4×10,65 = 639 кН,

wk = 1+αk×DS = 1+0,01×3,25 = 1,03;

где =  при W¢³ 200 см3;

DS = u (Т-12) = 0,25× (25-12) = 0,25×13 = 3,25 мм.

 

Площадь поперечного сечения стенки бимса, см2, должна быть не менее:

 

fc = fc¢×wк = 28,64×1,03 = 29,49см2.

fc¢ = , где

 

kt = 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений;

tn = 0,57×sn = 0,57×301 = 171,6МПа - расчетный нормативный предел текучести по касательным напряжениям, МПа;

Nmax = 0,5×p×a×l = 0,5×25×2,4×10,65 = 171,6МПа - максимальное значение перерезывающей силы.

Для бимса принимаем сварной тавр 25б (W = 655 см3 с присоединенным пояском обшивки, fс = 39,6 см2) по ОСТ 5.9373-80.

 

Нагрузки переборки

Расчетное давление р, кПа, на водонепроницаемые переборки принимается равным:

 

p = α×zn = 7,5×13,0 = 97,5кПа,

 

где α = 7,5 - для поперечных переборок, кроме форпиковой,

zn - отстояние, измеренное в диаметральной плоскости, от точки приложения расчетной нагрузки до ее верхнего уровня, м.

В любом случае расчетное давление для конструкций водонепроницаемых переборок должно быть не менее 12 кПа, а для конструкций форпиковой переборки не менее 16 кПа.

Расчетное давление на переборки грузовых танков определяется по формуле:

 

 где

 

zi - отстояние рассматриваемой связи от уровня палубы, измеренное в диаметральной плоскости, м.,

аz - расчетное ускорение в вертикальном направлении, м/c2,

 

.

 

ka = 0 - для средней части судна.

 

 

В качестве расчетного принимаем давление рг = 155,72кПа.

 

Толщина листовых элементов

 

m = 15,8;

ks = 0,8;

k =1,2-0,5а/b = 1,2-0,7/2,4 = 0,9<1.

 

Минимальная толщина обшивки переборок наливных судов Smin должна быть не менее

 

Smin =6,7 + 0,02L = 9,58мм.

 

Принимаем толщину переборок 12 мм.

 

Набор переборок

Момент сопротивления стоек переборок должен быть не менее определяемого по формуле

 

W = W¢×wk = 178,27×1,03 = 183,62 см3.

где = ;

Q = p×a×l = 155,72×0,7×2,4 = 261,6 кН,

wk = 1+αk×DS = 1+0, 1×2,6 = 1,03;

где αk = 0,07+6/W¢ = 0,07+6/178,27 = 0,1£ 0,25 при W¢<200 см3.

DS = u (Т-12) = 0,2× (25-12) = 0,2×13 = 2,6 мм.

 

Толщина стенок стоек переборок наливных судов в районе грузовых и балластных танков должна быть не менее:

 

Smin = 6,7+0,02×L = 9,58 мм.

 

Принимаем для стоек переборок полособульб 20610 с W=290,37 см3, Sстенки = 10 мм. По ГОСТ 9235-76.

У горизонтальных рам переборок в конструкции которых отсутствуют рамные стойки, момент сопротивления и площадь сечения стенки должны быть:

 

W = W¢×wk = 5215,8×1,18 = 6165,1 см3.

где = ;

Q = p×a×l = 155,72×2,4×10,65 = 3980 кН,

wk = 1+αk×DS = 1+0, 07×2,6 = 1,18;

где =  при W¢³ 200 см3;

DS = u (Т-12) = 0,2× (25-12) = 0,2×13 = 2,6 мм.

 

Площадь поперечного сечения стенок горизонтальных рам, см2, должна быть не менее:

 

fc = fc¢×wк = 92,77×1,18 = 109,47см2.

fc¢ = , где

 

kt = 0,75 - коэффициент допускаемых касательных напряжений;

tn = 0,57×sn = 0,57×301 = 171,6МПа - расчетный нормативный предел текучести по касательным напряжениям, МПа;

Nmax = n×p×a×l = 0,3×155,72×2,4×10,65 = 1194 кН - максимальное значение перерезывающей силы.

Для горизонтальных рам переборок принимаем сварной тавр 50б (W = 3442 см3 с присоединенным пояском обшивки, fс = 115 см2) по ОСТ 5.9373-80.

 

Нагрузка на фальшборт

Конструкция фальшборта в средней части судна длиной больше 65 м должна быть такой, чтобы он не участвовал в общем изгибе корпуса. Высота фальшборта должна быть не менее 1 м (принимаем hф = 1,2м).

Стенка фальшборта должна подкрепляться стойками, расстояние между которыми а £ 1,8 м.

Минимальная толщина стенки фальшборта:

 

Smin = 0,025L+4 = 7,51 мм. £ 8,5мм при L>60.

 

Принимаем толщину стенки фальшботра 8 мм.

Расчетной нагрузкой на фальшборт является волновое давление, определенное ранее (п.2.1.1) р = 21,29 кПа,

 

pmin = (0,02L+14) ×φr = (0,02×140,4 + 14) ×1 = 16,8 кПа³15 кПа.

 

φ= 1 для судов неограниченного района плавания.

Принимаем за расчетное давление р = 21,29 кПа.

Момент сопротивления стойки фальшборта, примыкающей к настилу палубы, должен быть не менее:

 

W = W¢×wk = 167,15×1,13 = 188,88 см3.

где = ;

m=2; ks = 0,65;

Q = p×a×l = 21,29×1,2×1,6 = 40,88 кН,

wk = 1+αk×DS = 1+0,1×1,3 = 1,18;

где αk = 0,07+6/W¢ = 0,07+6/167,15 = 0,1£ 0,25 при W¢<200 см3.

DS = u (Т-12) = 0,1× (25-12) = 0,1×13 = 1,3 мм.

 

Принимаем для стоек фальшборта полособульб 18а по ГОСТ 21937-76 с W = 200 см3.

 

Заключение

 

В настоящей работе произведен набор корпусных конструкций нефтеналивного танкера по Правилам Российского Морского Регистра Судоходства. По результатам расчетов разработан чертеж конструктивного мидель - шпангоута и типовой плоскостной секции палубы.

Выполнена проверка общей продольной прочности корпуса судна от действия нормальных напряжений при статической постановке на волну. Проверка показала, что общая прочность корпуса обеспечена.

Таблица.

№	Наименование связей	Площадь сечения F, см2	Отстояние от оси сравнения, z, м	Статический момент, F×z, см2×м	Переносной момент инерции, 4*5, м2*см2	Собственный момент инерции, i0, м2*см2	Отстояние от нейтральной оси, zi, м	Напряжения от общего изгиба, МПа		Эйлеровы (критические) напряжения, МПа
								На вершине волны	На подошве волны
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
2	Обшивка днища (12*9600)	1152,00	-0,006	-6,91	0,04		-6,00	-8,35	2,82	224,17
3	РЖ обшивки днища (Г18а-12 шт)	522,60	0,144	75,31	10,85		-5,85	-8,14	2,75	228,75
4	Скуловой лист (14*3656)	499,10	0,756	381,81	292,09		-5,23	-7,28	2,46	228,75
5	РЖ скулового листа (Г50б)	43,55	0,393	17,12	6,73		-5,60	-7,80	2,64	228,75
5а	РЖ скулового листа (Г50б)	43,50	1,073	46,73	50,14		-4,92	-6,85	2,31	228,75
6	Горизонтальный киль (14*1550)	217,00	-0,007	-1,67	0,01		-6,00	-8,36	2,82	228,75
7	Вертикальный киль (14*1500)	210,00	1,000	280,00	280,00		-4,99	-6,95	2,35	228,75
8	Днищевые стрингеры (12*1500-3шт.)	540,00	1,000	720,00	720,00	93,33	-4,99	-6,95	2,35	228,75
9	РЖ ВК и стрингеров (Г10-3 шт)	148,88	0,501	74,65	37,43	240,00	-5,49	-7,65	2,58	228,75
9а	РЖ ВК и стрингеров (Г10 - 3шт)	148,88	1,001	149,09	149,30		-4,99	-6,95	2,35	228,75
9б	РЖ ВК и стрингеров (Г10 - 3шт)	148,88	1,501	223,53	335,61		-4,49	-6,25	2,11	228,75
10	Настил двойного дна (12*11200)	1344	2,007	3547,97	7116,76		-3,98	-5,55	1,88	228,75
11	РЖ настила двойного дна (Т20610	584,50	1,820	1064,02	1936,95		-4,17	-5,81	1,96	63,69
12	Обшивка наружного борта (14*2500)	665,00	4,575	3042,38	13918,87		-1,42	-1,97	0,67	83, 19
13	Обшивка наружного борта (16*2500)	480,00	8,450	4056,00	34273, 20	1250,30	2,46	3,43	-1,16	46,79
14	Обшивка наружного борта (12*2500	606,00	12,475	7559,85	94309,13	360,00	6,48	9,03	-3,05	63,69
15	Обшивка внутреннего борта (10*12500)	1820,00	8,500	15470,00	131495,00	1287,90	2,51	3,50	-1,18	155,68
16	Настил верхней палубы (10*10950)	1095,00	15,005	16430,48	246539,28	25631,70	9,01	12,56	-4,24	228,75
1	2	3	4	5	6	7	89,02	9	10	11
17	Палубный стрингер (12*1550)	186,00	15,006	3061,22	45936,73		8,89	12,56	-4,24	228,75
19	РЖ ВП (Г12 - 17 шт)	465,12	14,877	6919,36	102935,82			12,38	-4,18	228,75
		14226,12		85221,74	928188,66
		А		В	С

 

Литература

 

1. Григорьев Я.Н., Шапиро В.М. Конструкция корпуса и основы строительной механики морских судов: Учеб. - Л.: судостроение, 1972. - 297 с.

2. Барабанов Н.В., Турмов Г.П. Конструкция корпуса морских судов: Учеб. - В 2-х т. - Т 1: Общие вопросы конструирования корпуса судна судна. - СПб.: Судостроение, 2002. - 472 с.

3. Барабанов Н.В., Турмов Г.П. Конструкция корпуса морских судов: Учеб. - В 2-х т. - Т 2: Местная прочность и проектирование отдельных корпусных конструкций судна. - СПб.: Судостроение, 2002. - 472 с.

4. Поляков А.В., Стадников А.А. Расчеты судовых корпусных конструкций: Учеб. - Л.: Судостроение, 1974. - 184 с.

5. Тряскин В.Н. Проектирование конструктивного мидель - шпангоута морских транспортных судов: Учеб. - Л.: Изд. ЛКИ, 1986. - 102 с.

6. Правила классификации и постройки морских судов. В 3-х т. - СПб.: РМРС, 2011.

7. Нормы прочности морских судов. - Л.: Регистр СССР, 1991. - 92.

8. Шиманский Ю.А. Справочник по строительной механике корабля. - в 3-х т. - Т.2. - Л.: СУДПРОМГИЗ, 1960. - 528 с.

9. Шиманский Ю.А. Справочник по строительной механике корабля. - в 3-х т. - Т.3. - Л.: СУДПРОМГИЗ, 1960. - 631 с.

Размещено на Allbest.ru

Введение

 

Рассматриваемое в курсовом проекте судно имеет класс Регистра судоходства. Нефтеналивное судно или танкер - морское судно, предназначенное для перевозки наливом сырой нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки 600 и выше.

Судно входит в группу неарктических категорий для плавания в замерзающих неарктических морях.

Район плавания судна неограничен.

По архитектурно-конструктивному тип танкера - однопалубное полнонаборное судно с МО, расположенным в корме. Грузовая часть находится в средней части танкера и делится поперечными переборками на грузовые отсеки, называемые грузовыми танками. Часть танка отводят для водяного балласта, который судно всегда принимает в порожнем обратном рейсе. В районе грузовых танков применяются гофрированные переборки. По сравнению с плоскими они имеют меньшую массу и трудоемкость при изготовлении, а благодаря меньшему количеству труднодоступных мест значительно облегчают мойку танков. Гофры продольных переборок располагают всегда горизонтально, поперечных - вертикально или горизонтально.

В нос от машинного отделения располагают насосное отделение с грузовыми насосами для разгрузки судна. Для сообщения между кормовой надстройкой и палубой бака, на которой расположено якорно-швартовное устройство, оборудуют переходный мостик.

Грузовые отсеки на танкерах в противопожарных целях отделяют коффердамами от МКО и сухогрузного трюма. Заменой коффердамов могут служить насосные отделения, балластные и топливные цистерны.

В качестве главного двигателя использована дизельная установка.

Объем автоматизации механической установки самоходного судна позволяет ее эксплуатацию одним оператором из ЦПУ без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.

Грузоподъемность данного танкера 15000 т.

Установленное оборудование, судовые устройства удовлетворяют требованиям международных конвенций СОЛАС-74/78 и МАРПОЛ-73/78. Для выполнения этих требований на танкере предусмотрены отсеки для чистого балласта, цистерны сбора льяльных вод и сепаратор для их очистки, цистерна сбора моечной воды, системы контроля и автоматического регулирования слива за борт загрязненных вод, мусоросжигательная печь и биологическая установка для обработки фановых и сточных вод.

Скорость хода танкера 12-16 уз.

Цель процесса проектирования конструкций - создание надежных технологических конструкций, обеспечивающих нормальное функционирование судна как транспортного средства и необходимые экономические показатели при его постройке и эксплуатации.

В настоящей работе элементы основных конструкций корпуса выбираются на основании общих рекомендаций "Правил классификации и постройки морских судов" Российского Морского Судоходства 2011 года издания.

Все буквенные обозначения в настоящей работе приняты согласно Правилам Регистра.

Общая часть

 

Конструктивная специфика судна

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: