Конструктивный мидель шпангоут сухогрузного судна

Курсовой проект

Конструктивный мидель шпангоут сухогрузного судна

Введение

Расчет главных размерений судна.

Водоизмещение судна Δ, т
Дедвейт, т
Длина судна, м
Ширина судна, м
Высота борта, м
Осадка, м

Контроль:

Коэффициент общей полноты
	; .

Судно соответствует требованиям Правил.

Сухогрузное судно с кормовым расположением МКО и жилой надстройкой, баком, ютом, наклонным форштевнем без бульбы, транцевой кормой. Судно двухпалубное с грузовыми люками, двойным дном, одинарным бортом. Делится на водонепроницаемые отсеки поперечными переборками в соответствии с требованиями Правил. Судно с избыточным надводным бортом. Перевозимый груз штучный: контейнеры, ящики, груз на поддонах (паллетах).

 

 

Выбор системы набора перекрытий, марки и категории стали, шпации.

Так как L> 100÷ 120м – днище и верхняя палуба – продольная система набора;

Борт и нижняя палуба – по поперечной системе набора;

L=141 м марка стали принимается 09Г2С с R_eH=315 МПа и коэффициентом использования механических свойств η =0, 78;

Нормативный предел текучести 301 МПа.

Вычерчивание обводов мидель-шпангоута

Высота второго дна

м.

Нормальная шпация:

, принимаем 0.75 м.

Радиус скругления скулы равен высоте двойного дна = 1, 12 м.

Длины ахтерпика, форпика и МО:

мм; мм; мм.

Длина трюмной части:

мм.

Длина первого носового трюма:

мм.

Длина оставшейся грузовой части:

мм, разделив на длину одной шпации 750 мм получим 125 шпаций. Т.е. в оставшейся грузовой части будет 5 трюмов по 25 шпаций.

Проверка по обшей длине:

мм.

Высота трюма и твиндека.

Принимаем Н_ТР=5200 мм; Н_ТВИН=4480 мм.

 

 

Расчетные нагрузки на корпус со стороны моря и под грузом

Расчетные нагрузки на корпус судна со стороны моря обозначаются статическим Pst и динамическим Pw давлением воды.

3.1 Статические нагрузки.

Статические нагрузки, действующие на корпус судна со стороны моря, определяются по формуле:

,

где – расстояние от КВЛ до расчетной точки;

Для днища кПа;

Для второго дна кПа;

Для нижней палубы кПа;

Для КВЛ и ВП кПа.

 

 

3.2 Волновые нагрузки.

Для точек приложения усилий, расположенных ниже ВЛ:

,

где – волновое давление на уровне ВЛ; ;

при м;

.

– параметр, учитывающий скорость судна =16 уз.

;

,

где для поперечных разрезов в нос от миделя;

– расстояние рассматриваемого поперечного разреза от ближайшего перпендикуляра, м.

.

Результат умножения будет не меньше 0, 6.

Теперь сможем рассчитать :

кПа.

При для днища:

кПа;

При для 2го дна:

кПа;

При для нижней палубы:

кПа;

При для КВЛ:

кПа.

Давление выше КВЛ:

кПа; кПа.

Для ВП м.

кПа.

3.3 Суммарная нагрузка.

Для днища кПа;

Для 2го дна кПа;

Для нижней палубы кПа;

Для КВЛ кПа;

Для ВП кПа.

 

 

 

3.4 Нагрузка, вызванная перевозимым грузом.

Расчетное давление на второе дно от контейнеров определяется по формуле:

кПа,

где – расчетный вес груза, берем 1 т/м³;

– ускорение свободного падения, 9.81 м/c²;

– высота расположения груза, для второго дна 5.20 м, для нижней палубы – 4.48 м;

– расчетное ускорение в вертикальном направлении, м/c²:

м/c²,

где – составляющие ускорений от вертикальной, килевой и бортовой качек:

1. м/с².

2. м/с²,

где период килевой качки c;

угол дифферента рад;

отстояние от центра тяжести судна до расчетной точки м.

3. м/с²,

где период бортовой качки с,

где с = 0.8; В – ширина судна, равная 19.1 м; h – начальная метацентрическая высота, равная м.

угол крена рад;

расстояние от ДП до борта м;

Поэтому, нагрузка от груза на второе дно:

кПа;

Нагрузка от груза на нижню палубу:

кПа.

 

Стандарт общей прочности

Определение необходимых характеристик: момента инерции, момента сопротивления корпуса судна.

4.1. Момент сопротивления корпуса судна

,

МПа,

где – коэффициент использования механических свойств, равен 0.78 для марки стали 09Г2С;

– суммарный изгибающий момент

Расчетный изгибающий момент:

348276 кНм;

Волновой изгибающий момент, вызывающий перегиб корпуса судна:

429036 кНм;

Волновой изгибающий момент, вызывающий прогин судна:

-504084 кНм,

где – волновой коэффициент, а – коэффициент общей полноты.

777312 кНм;

852360 кНм;

За суммарный изгибающий момент принимаем его максимальное значение.

3.8 м³;

Момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна должен быть не менее:

3.57 м³;

За момент сопротивления корпуса принимаем большее его значение 3.8 м³.

4.2. Момент инерции поперечного сечения корпуса в средней части должен быть не менее:

19.38 м⁴.

Полученные величины W и I используются для сравнения с геометрическими характеристиками эквивалентного бруса, которые рассчитываются для миделевого сечения корпуса судна.

Набор палубных перекрытий.

Основные балки перекрытия – продольные подпалубные балки имеют опоры на рамных бимсах и на поперечных переборках

 

 

Рамные бимсы имеют опоры на комингс-карлингсах и бортах. Комингс-карлингс опирается на рамные бимсы.

5.4.1 Проектирование продольных подпалубных балок.

· Момент сопротивления продольных подпалубных балок относительно условий прочности:

,

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 12;

a – шпация, равна 0.75 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.45;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление посередине пролета балки, , кПа;

кПа; кПа;

l = 2.25 м;

36.6 см³ < 200 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

48.6 см³.

Из таблицы 1 выбираем несимметричный профиль Р12 (h стенки=120 мм; S=6.5 мм; b бульба=30 мм; f=11.2 см²; W=68 см³).

· Проверка устойчивости:

; коэффициент запаса устойчивости .

201.4 МПа – сжимающие напряжения в верхней палубе (5.1.3);

МПа.

,

где i – момент инерции поперечного сечения изношенной балки;

f – площадь поперечного сечения изношенной балки с присоединенным пояском, см²;

l – пролёт балки, 2.25 м;

Износ для верхней палубы сухого отсека для устойчивости равен 0, поэтому момент инерции Р12 берем из таблицы 1: i=767 см⁴.

297 МПа;

231 МПа;

МПа – устойчивость обеспечена.

 

5.4.2 Проектирование рамных полубимсов.

· Момент сопротивления рамного полубимса из условий прочности:

,

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – 2.25 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на ВП, кПа;

l – пролёт балки, 5.05 м;

460 см³.

Из таблицы 5 принимаем Т25а ( ; f_проф=29.4 см²; I=13000 см⁴; f_пояс=100 см²; W=470 см³).

,

где h – высота стенки балки, равна 25 см;

– надбавка за износ и коррозию, 0.14 см;

– ширина свободного пояска балки, равна 12 см;

– ширина присоединенного пояска, см;

68 см³.

528 см³.

Высота рамного полубимса должна быть в 2 раза больше высоты продольной подпалубной балки.

Из таблицы 5 принимаем Т28а ( ; f_проф=34 см²; I=13600 см⁴; f_пояс=100 см²; W=560 см³).

· Момент инерции рамного полубимса:

,

где l – прогон рамного бимса меж опорами, равен 4.5 м;

с – расстояние между рамными бимсами, 2.25 м;

– расстояние между продольными палубными балками, 0.75 м;

– фактический момент инерции продольной подпалубной балки с присоединенным пояском, 767 см⁴ (для Р12);

, поэтому:

1.22;

0.6.

0.095.

5143 см⁴.

Фактический момент инерции балки I=13000 см⁴ > требуемого см⁴, значит жесткость обеспечена.

· Площадь стенки рамного полубимса:

,

где 89.1 кН;

;

– высота стенки рамного бимса, 28 см;

– надбавка за износ и коррозию, 1.44 см;

– надбавка на износ и коррозию, мм;

Т – средний срок службы судна, равен 24 года;

U – скорость коррозии борта, равна 0.12 мм/год;

171.6 МПа;

12.0 см².

см² – площадь стенки обеспечена.

 

5.4.3 Проектирование бимсовых книц верхней палубы.

Толщина кницы равняется толщине стенки меньшей балки S=11 мм, а катеты равняются высоте меньшей балки С=220 мм (Р22а – твиндечный шпангоут).

Принимаем кницу 11× 220× 220.

 

5.4.4 Проектирование комингс-карлингса верхней палубы.

,

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – ширина палубы, поддерживаема комингс-карлинсом, 7.025 м;

м.

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.35;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на ВП, кПа;

l – пролёт карлингса между пилерсами, 14.25 м;

21232 см³.

см³ → 23355 см³.

Определение фактического момента сопротивления продольного комингс-карлингса определяется при помощи расчета геометрических характеристик этой рамной связи:

 

 

№	Размеры, мм	F, см2	Z, см	F∙ Z, см3	F∙ Z2, см4	I, см4
	20× 300					–
	20× 500
	20× 1100
	20× 300					–
		33.2	134.3			–
	14× 1188	166.3	49.3			–
	Р18б	25.8				–
Сумма		665.3

 

Отстояние нейтральной оси от оси сравнения:

73.5 см;

Главный центральный момент инерции поперечного сечения:

3395095 см⁴;

Минимальный момент сопротивления комингс-карлингса:

39260 см³;

см³, значит прочность обеспечена.

5.4.5 Проектирование полубимсов нижней палубы.

· Момент сопротивления полубимсов нижней палубы относительно условий прочности:

,

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – шпация, равна 0.75 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р – расчетное давление на нижнюю палубу от груза, 53.5 кПа;

l – расстояние от комингс-карлингса до борта, 5.05 м;

523 см³ > 200 см³;

;

Поправка на износ и коррозию ;

581 см³.

По моменту сопротивления из таблицы 2 выбираем симметричный профиль 27812 (h стенки=270 мм; S=12 мм; b бульба=82 мм; f=48.33 см²; W=660 см³).

5.4.6 Проектирование бимсовых книц нижней палубы.

· Размер катета кницы определяется по формуле:

31.8 см,

где W – Расчетный момент сопротивления трюмного шпангоута, 425 см³;

S – толщина подкрепляемой балки, 10.5 мм.

· толщина кницы должна равняться толщине подкрепляемой балки S=10.5 мм, если длина свободной кромки кницы оказывается больше см, то свободная кромка должна иметь фланец или поясок см.

Все кницы 200< C< 400 должны иметь фланец b=50 мм.

Принимаем кницу: .

5.4.7 Проектирование карлингс-комингса нижней палубы.

· Момент сопротивления карлингс-комингса нижней палубы относительно условий прочности:

,

где m – коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a – ширина палубы, поддерживаема комингс-карлинсом, 7.025 м;

– коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

– нормативный предел текучести для стали 10ХСНД, 346 МПа;

Р – расчетное давление на нижнюю палубу от груза, 53.5 кПа;

l – пролёт карлингса между пилерсами, 14.25 м;

31511 см³.

см³ → 34662 см³.

· Оптимальная высота стенки карлингс-комингса:

,

где W – Момент сопротивления карлингс-комингса, равен 34662 см³;

S=S_ст.кк, 30 мм;

124.7 см.

Принимаем h=1200 мм.

; , см²; К=4.5;

360 см²;

209 см².

 

237.5 см² – площадь присоединенного пояска к-к грузового люка НП (принимаем толщину НП 20 мм);

 

 

; ;

Площадь полки коминск-карлинса: 225 см².

мм;

см; Принято В_пол = 65 см.

Фактическая площадь свободного пояска см².

Принимаю коминс-карлингс .

см³;

см³ – прочность обеспечена.

Список использованной литературы

1. Проектування конструктивного мидель-шпангоута суховантажних суден: Методични вказивки / В.Г. Матвеев, А.И. Кузнецов, Б.М. Мартинец, Б.М. Михайлов, О.М. Узлов, М.О. Цибенко, Г.В. Шарун. – Николаев: УДМТУ, 2002. – 76 с.

Курсовой проект

Конструктивный мидель шпангоут сухогрузного судна

Введение

Расчет главных размерений судна.

Водоизмещение судна Δ, т
Дедвейт, т
Длина судна, м
Ширина судна, м
Высота борта, м
Осадка, м

Контроль:

Коэффициент общей полноты
	; .

Судно соответствует требованиям Правил.

Сухогрузное судно с кормовым расположением МКО и жилой надстройкой, баком, ютом, наклонным форштевнем без бульбы, транцевой кормой. Судно двухпалубное с грузовыми люками, двойным дном, одинарным бортом. Делится на водонепроницаемые отсеки поперечными переборками в соответствии с требованиями Правил. Судно с избыточным надводным бортом. Перевозимый груз штучный: контейнеры, ящики, груз на поддонах (паллетах).

 

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: