Розрахунок стандарту загальної міцності

1.2  Розрахунок стандарту загальної міцності

Визначаємо момент опору міделевого перетину судна:

см³.

де М_Т – розрахунковий згинальний момент міделевого перетину судна, кНм;

 – допустима напруга для обраної марки сталі, МПа.

, МПа,

де - коефіцієнт застосування механічних властивостей сталі.

,

де М_Т – найбільший згинальний, що призводить до прогинання судна на тихій воді, кН м;

М_W – хвильовий згинальний момент, що призводить до прогинання судна, кН м

,

де k = 70 при проміжному МВ.

Хвильовий згинаючий момент, що викликає перегин судна:

 кНм

Хвильовий згинаючий момент, що викликає прогин судна

Сумарний момент з урахуванням максимального хвильового моменту, що призводить до перегинання судна:

 

М_т = M_sw + M_w = (0,486+ 0,59)×10⁶ =0,76×10⁶ кНм.

 кНм.

У всіх випадках момент опору поперечного перетину корпуса повинен бути не менш ніж:

 кНм.

Мінімальне значення моменту інерції поперечного перетину корпуса повинне бути не менш ніж:

 см⁴.

1.3  Основні елементи конструкції корпусу

Значення нормальної шпації:

 мм.

Приймаємо a₀ =750 мм. В форпіку та ахтерпіку a₀ =600 мм. На ділянці 0,2L від носового перпендикуляра

a₀ =700 мм.

Висота подвійного дна на середині довжини судна:

м.

У кінцівках (форпік та ахтерпік), МВ та у п ершому трюмі висоту подвійного дна збільшуємо на 0,5 м, h = 1,8 м.

Поперечну шпацію приймаємо a = 700 мм

1.4 Розрахунок днищового перекриття

Обшивка днища і настилу подвійного дна

Вибір листів днища й настилу подвійного дна зроблен по розрахунковій товщині.

Мінімальна товщина листів днищовой обшивки визначена по формулі Регістра РС [1]

S_min =(5,5 + 0,04×L)×Ö h =(5,5 + 0,04×152,2)×Ö 1 =11,6 мм;

L = 152,2 м;

η = 1

Приймаємо S_min =12 мм

Товщина листів днищовой обшивки зі скулою визначена по формулі Регістра РС

Прийнято S =12 мм, для забезпечення корпусу судна поздовжньої міцності

де a = 0,7 м – шпація;

m – коефіцієнт згинального моменту, т =15,8;

K =1;

K_s- коефіцієнт допустимих навантажень, K_s= 0,6;

s_n – розрахункова нормативна межа текучості, s_n = 235 Мпа;

DS = U×(T –12) = 0,2×(24 –12) =2,4 мм;

U =0,2 мм /рік;

T = 24 р.;

Р = 109,8 Кпа – тиск, який діє на корпус судна з боку моря

Обшивка днища набирається зі стандартних листів товщиною 12 мм, ширина листів 1800 мм, товщина скулового листа 12 мм, ширина листа приймаються конструктивно.

У районі ДП встановлюється горизонтальний кіль шириною 1600 мм і товщиною 16 мм (на 2 мм товщі обшивання днища).

Ширина горизонтального кіля визначена по формулі Регістра РС:

b_k= 800+5L= 800+5×152,2= 1561 мм;

Приймаємо b_k= 1600 мм

Мінімальна товщина листів настилу другого дна визначена за формулою Регістра РС [1], тому що виконано умову L ³ 80

S_min =(5 + 0,035×L)×Ö h =(5 + 0,035×152,2)×Ö 1 =10,3 мм;.

 

Приймаємо S_min =10 мм

Товщина листів настилу другого дна визначена по формулі Регістра РС [1]

Прийнято S =10 мм,

Вертикальний кіль і стрингери

Товщина вертикального кіля визначена по формулі Регістра РС [1]

Приймаємо S =15 мм

де a_k = 0,03×L + 8,3 £11,2; a_k = 0,03×152,2+8,3 =12,9

прийнято a_k =11,2;

L = 152,2 м; d = 9,64 м; η= 0,8;

В = 22,2 м; h_ф= 1,3 м; DS = U×(T –12) = 0,2×(24 –12) =2,4 мм;

У всіх випадках товщина вертикального кіля повинна бути не менш ніж:

Smin = 0,025L+5,5+1,5 = 0,025•152,2+5,5+1,5 = 10,8 мм;

Приймаємо Smin=11 мм

Товщина вертикального кіля приймається 18 мм – достатня

Товщину стрингера приймаємо рівній товщині вертикального кіля, тобто стрингер має товщину 15 мм.

Флори спроектовані відповідно до вимог РС 2.4.4.3:

Товщина суцільних флорів розраховується по формулі:

Приймаємо S= 11 мм

α = 0,023L+5,8 = 0,023×152,2+5,8=9,3;

k= k1×k2= 1,65×0,86=1,42;

k1=1,65 – коефіцієнт обраний по таблиці 2.4.4.3–1;

k2 = 0,86 – коефіцієнт обраний по таблиці 2.4.4.3–2;

DS = U×(T –12) = 0,2×(24 –12) =2,4 мм;

U =0,2 мм /рік;

T = 24 р.

У всіх випадках товщина суцільних флорів повинна бути не менш чим:

Smin = 0,035L+6 = 0,035×152,2+6 = 11,3 мм;

Приймаємо Smin=12 мм.

Стінки суцільних флорів підкріплюються ребрами жорсткості.

Непроникні флори, які встановлюються під водонепроникними перебірками повинні мати товщину не менш чим

де – p = 7,5h_н = 7,5×(13,2+1–0,6) = 102 кПа;

K =1,2–0,5× (a/b)=0,95;

Р = 143,6 кПа – тиск, який діє на корпус судна з боку моря.

По вимогах РС товщина непроникних флорів не повинна бути менш товщини суцільних флорів, тому товщину непроникних флорів приймаємо рівну S=11 мм.

Основний набір днища й подвійного дна

Подовжні балки днища й подвійного дна призначаються по моменту опору.

Момент опору подовжніх балок днища визначений по формулі Регістра РС [1]

W = W×w_k = 381×1,2 =457,2 см³;

прийнято несиметричний полособульб 24^а(ДЕРЖСТАНДАРТ 21937–76) з моментом опору W=434см³, що зменшений на 35% тому що встановлені проміжні підкріплювальні стояки посередині прольоту подовжніх балок де

;

 

w_k = 1 + a_до ×DS = 1 + 0,084×2,4 = 1,2;

m =12;

K_s= 0,45;

s_n = 293,75 МПа];

Q = P×a×l =109,8× 0,7×3 = 230,6 кН;

Р =109,8 Кпа – тиск, який діє на корпус судна з боку моря;

a =0,7 м – шпація;

l = 3 м – проліт балки;

DS = U×(T –12) = 0,2×(24 –12) =2,4 мм;

U =0,2 мм /рік;

T = 24 р.

Момент опору подовжніх балок подвійного дна визначений по формулі Регістра РС [1]

W = W ×w_k = 277×1,11 =307,5 см³;

прийнято несиметричний полособульб 18^б(ДЕРЖСТАНДАРТ 21937–76) з моментом опору W =218 см³, що зменшений на 35% тому що встановлені проміжні підкріплювальні стояки посередині прольоту подовжніх балок де

W’ – момент опору балки без обліку запасу на зношування, см³;

w_k = 1 + a_до ×DS = 1 + 0,091 ×1,2 = 1,11;

m =12; K_s= 0,6;

s_n = 293,75 МПа;

Р =93 Кпа – тиск;

a =0,7 м – шпація;

l = 3 м – проліт балки;

DS = U×(T –12) = 0,2×(24 –12) =2,4 мм;

U =0,2 мм /рік; T = 24 р.

Підкріплюючі стояки

Розмір проміжних підкріплювальних стояків між подовжніми балками днища й другого дна призначається по площі поперечного переріза.

Площа поперечного переріза стояків визначається по формулі РС 2.4.4.7.1:

де h – висота попереч. перетину стійки, см;

Момент інерції повинен бути не менш ніж:

;

де l – проліт стояка, м.

см⁴;

Приймаємо куточок №5,6.

Бракети

Товщину бракет вертикального кіля та міждонного листа, а також бракет, що з’єднують подовжні балки по днищу та подвійному дну з непроникними флорами, приймаємо рівній товщині суцільних флорів S =11 мм.