Оценка напряжений, действующих на судно при общем продольном изгибе

 

Для расчета общей продольной прочности корпуса проектируемого судна необходимо найти момент инерции, момент сопротивления и статические моменты поперечного сечения корпуса, рассматривая его в целом как балку.

Расчет элементов поперечного сечения корпуса, а также напряжений в продольных связях называется расчетом эквивалентного бруса.

Расчет эквивалентного бруса выполняем в табличной форме. Ввиду симметрии судна относительно диаметральной плоскости расчет произведен для одной половины поперечного сечения.

Ось сравнения, относительно которой вычислены статические и переносные моменты инерции связей, проходит по нижней кромке днищевой обшивки.

Все продольные связи, примерно одинаково отстоящие от нейтральной оси, для упрощения расчета объединим в группы.

Собственными моментами инерции горизонтальных связей пренебрегаем ввиду их малости по сравнению с суммой переносных моментов инерции.

После заполнения таблицы суммируем площади связей, статических моментов, переносных и собственных моментов инерции и вводим обозначения:

 

А = åFi, B = åFi ×zi, C = åFi×zi + åi0i.

 

Определяем характеристики эквивалентного бруса:

отстояние нейтральной оси от оси сравнения - z0 = B/A,

величину центрального момента инерции поперечного сечения судна - I = 2× (C - B2/A),

минимальный момент сопротивления поперечного сечения судна - W =1/ (H0 - z0), где Н - высота борта судна.

Во всех случаях момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна (для палубы и днища), см3, должен быть не менее:

 

Wmin = CW×B×L2× (Cв+0,7) ×h, где

 

Сw - 9,28 - высота расчетной волны,

В - ширина судна,

L - длина судна,

Св - 0,77 - коэффициент общей полноты,

h - 0,78 - коэффициент использования механических свойств стали.

 

Wmin = 9,28×23×140,42× (0,77+0,7) ×0,78 =6184824,24см3 = 6,184 м3.

 

Момент инерции поперечного сечения корпуса, см4, средней части судна должен быть не меньше:

 

Imin = 3×CW×B×L3× (Cв+0,7) = 3×9,28×23×140,43× (0,77+0,7) = 2605047971см4= 26,05 м4.

z0 =B/A = 85221,74/14226,49 = 5,99м

I = 2 (C-B2/A) = 2 (928188,66-85221,742/14226,49) = 835360,11м2*см2

W = I/ (H-z0) = 835360,11/ (12,500-5,598) = 128319,5м*см2

W = 12,83м3 > Wmin = 6,184 м3

I = 83,53м4 > Imin = 26,05 м4

 

Требования Морского Регистра РФ о минимальных моментах инерции и сопротивления средней части корпуса судна выполнены.

Момент сопротивления поперечного сечения корпуса (для палубы и днища) W должен быть не менее:

 

W = ,

 

МТ - максимальный расчетный изгибающий момент.

Момент сопротивления палубы, Wn, см3, равен 12,83 м4;

Момент сопротивления днища, Wд, см4, равен:

 

Wд =

 

Видно, что таким образом, требования Регистра РФ выполнены.

Нормальные напряжения, действующие в любой продольной связи равны:

 

На вершине волны

На подошве волны

 

zi - отстояние центра тяжести продольной связи от центральной оси.

Как видно из таблицы, напряжения от общего продольного изгиба много меньше допускаемых напряжений, которые составляют 0,6sТ или 141 Мпа.

Таким образом, для проектируемого судна обеспечивается условие общей прочности при продольном изгибе судна.

судно танкер судовой корпус

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

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: