Определение требуемых моментов сопротивления и инерции Поперечного сечения корпуса по Правилам Регистра

1. Расчет изгибающего момента на тихой воде

M_sw=  L/k, кНм

K= 79

= LBdC_B10 кН

= 1,025

= 1,025*102,5*16*6,0*0,62*10 = 62533 кН

M_SW=  62533*102,5 / 79= 81135 кНм

2. Расчет волнового изгибающего момента

П.1.3.1.4 Волновой коэффициент определяется по формуле:

C_W= 10,75-(300-L) / 100^3/2

C_W= 10,75-(300-102,5) / 100^3/2= 7,97

П.1.4.4.1 Волновой изгибающий момент M_W, кНм, действующий в вертикальной плоскости, в рассматриваемом поперечном сечении определяется по формулам:

Вызывающий перегиб судна

M_W= 190C_WBL²C_B10^-3

C_W= 7, 97 по П.1.3.1.4.

= 1 по табл. 1.4.4.1. для x/L= 0,5

C_B= 0,62

M_W= 190*7,97*16*102,5²*0,62*1*10^-3= 157911 кНм

Вызывающий прогиб судна

M_W= -110C_WBL²(C_B+0,7)10^-3

M_W= -110*7,97*16*102,5²*(0,62+0,7)*1*10^-3= -194641 кНм

П.1.4.6.2 Момент сопротивления (для палубы и днища) W, см³, должен быть не менее:

W=M_T10³/

M_T=M_W+M_SW

M_T=-81135-194641= 275777 кНм

 = 175/

 = 175/1= 175 МПа

W= 275,8*10⁶/175= 1,576*10⁶ см³

П.1.4.6.7 Во всех случаях момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна (для палубы и днища), см³ , должен быть не менее:

W_min= C_WBL²(C_B+0, 7)

W_min= 7,97*16*102,5²(0,62+0,7)*1= 1,768*10⁶ см³

П.1.4.6.9 Момент инерции поперечного сечения корпуса I, см⁴, в средней части судна, должен быть не менее:

I_min=3C_WBL³(C_B+0, 7)

I_min=3*7,97*16*102,5³(0,62+0,7)= 5,3*10⁸ см⁴

Проектирование наружной обшивки

П.1.1.3 Шпация

Нормальная шпация

а₀=0,002L+0,48

а₀=0,002*102,5= 0,685 (Принимаем а₀= 0,70м)

В форпике и ахтерпике принимаем шпацию 0,60 м

Выбираем для судна поперечную систему набора

П.2.2.4.8 S_min= 9,6 мм

П.2.2.3 Давление P_w выше ЛГВЛ должно быть не менее P_min, кПа, определяемого по формуле:

P_min= 0,03L+5

P_min= 0,03*102,5 +5= 8,075 кПа

П.2.2.4.1 Согласно формуле (1.6.4.4), толщина настила или обшивки S, мм, загруженных поперечной нагрузкой, должна быть не менее:

S= ma₀k(P/k__n)+S

к= 1,2-0,5a/b1 Принимаем k= 1

m= 15,8

k_= 0,6

a₀= 0,7 м

_n=235/ по п.1.1.4.3.

_n=235/1= 235 МПа

П.1.3.2.1 Расчетное давление P, кПа, действующее на корпус судна со стороны моря, определяется по формулам:

для точек приложения нагрузок, расположенных ниже ЛГВЛ,

P=P_st+P_w

для точек приложения нагрузок, расположенных выше ЛГВЛ,

P=P_w

P_st=10z_i

z_i-отстояние точки приложения нагрузки от летней грузовой ватерлинии

z₁=(D-d)/2

z₁=(10-6)/2= 2 м (выше ЛГВЛ)

z₂=d/2

z₂=6/2= 3 м (ниже ЛГВЛ)

z₃= d

z₃= 6 м (ниже ЛГВЛ)

z₄= (D-d)*0,75

z₄= (10-6)*0,75= 3 м (выше ЛГВЛ)

P_st1=10*2= 20 м

P_st2=10*3= 30 м

P_st3=10*6= 60 м

P_st4=10*3= 30 м

П.1.3.2.2 Расчетное давление, обусловленное перемещениями корпуса судна относительно профиля волны P_w, кПа, определяется по формулам:

P_w=P_w0-1,5C_wz_i/d (ниже ЛГВЛ)

P_w=P_w0-7,5a_xz_i (выше ЛГВЛ)

P_w0=5C_wa_va_x

Принимаем a_va_x= 0,6

P_w0=5*7,97*0,6= 23,91 кПа

для точек приложения нагрузок, расположенных ниже ЛГВЛ

P_W2=23,91-1,5*7,97*3/6= 17,93 кПа

P_W3=23,91-1,5*7,97*6/6= 12,05 кПа

для точек приложения нагрузок, расположенных выше ЛГВЛ

P_W1=23,91-7,5*0,267*2= 19,9 кПа

P_W4=23,91-7,5*0,267*3= 17,9 кПа

П.1.1.5.1 Запас на износ S ,мм, определяется по формуле: 

S= U (T-12)

T=24

U= 0,1 мм/годдля точек (1) и (4)

U= 0,14 мм/годдля точек (2) и (3)

S_{1, 4}= 0,1(24-12)= 1,2 мм

S_{2, 3}= 0,14(24-12)= 1,68 мм

S₁=15,8*0,7*1*19,9/0,6*235+1,2= 5,3 мм

S₄=15,8*0,7*1*17,9/0,6*235+1,2= 5,14 мм

S₂=15,8*0,7*1*47,98/0,6*235+1,68= 8,13 мм

S₃=15,8*0,7*1*72,046/0,6*235+1,68= 9,59 мм

Принимаем с учетом п.2.2.4.8. S= 10 мм

П.2.2.4.3 Толщина скулового пояса должна приниматься равной толщине обшивки борта или днища, в зависимости оттого, что больше:

Принимаем S= 10 мм

П.2.2.4.4 Ширина горизонтального киля b_k, мм, должна быть не менее:

b_k= 800+5L 2000 мм

b_k= 800+5*102,5= 1313 мм

Принимаем b_k= 1400 мм

Толщина горизонтального киля должна быть на 2 мм больше толщины обшивки днища:

S=10+2= 12 мм

П.2.2.4.5 Ширина ширстрека bs, мм, должна быть не менее определенной по формуле (2.2.4.4.), при этом b_s2000 мм

Принимаем b_s= 1400 мм

Толщина ширстрека в средней части длины судна должна быть не менее толщины прилегающих листов обшивки борта или настила палубы, в зависимости от того, что больше.

П.3.7.1.5 Расположение районов усилений:

Район усилений	По высоте борта
А	От уровня на h выше и ниже грузовой ватерлинии
В	От верхней границы района А до верхней палубы
С	От верхней границы района В до уровня палубы надстройки первого яруса

Отстояние границ районов усилений от летней грузовой ватерлинии, согласно табл.3.7.1.5.1, равно: h=1,2 м

П.3.7.4.4.2 Толщина наружной обшивки и ширстрека, мм, судов, швартующихся в море, в районе

усилений должна быть не менее:

S_min=21,7a₀P/k_nR_EH-0,242+S

S_А= 3 мм  для района усилений А

S_В= 1,2 мм  для района усилений B

a₀= 0,7 м

k_n=1,1

R_EH= 235 МПа

₁=1 по табл. 3.7.3.3-1.

_2A=1 по табл. 3.7.3.3-2. (для района усилений. А z=1) ро

_2B=1/ (0,22z_i+0,6) по табл. 3.7.3.3-3. (для района усилений B z= 1) _2B= 1,22

= 6253,32 т

П.3.7.3.3. Расчётное давление, P, кПа, на борта и бортовые стенки надстроек, определяется по следующим формулам:

1. Район усиления А:

P=₁₂ (190+51z10^-3-0,464)

P=1*1*(190+51*6253,32 *1*10^-3-0,464) = 312,71 кПа

S=21,7*0,7*312,71/1,1*235-0,242+3=19,7 мм

Принимаем S= 20 мм

2. Район усиления В:

P=₁₂ (129+59z10^-3-0,464)

P=1*1,22*(129+59*6253,32 *10^-3-0,464)=330,44 кПа

S=21,7*0,7*330,44/1,1*235-0,242+1,2=18,4 мм

Принимаем S=18 мм

П.3.10.4.1 Толщина наружной обшивки S, мм, в районах ледовых усилений должна быть не менее:

S_H=S_H0+S_H0,

где

S_H0=15,8 aP/R_EH

S_H0=0,75Tu

= 6253,32 т

а= a₀/(1+0,5a₀/c)

c=b (для поперечной системы набора)

П.3.10.2 Интенсивность ледовой нагрузки, кПа, определяется по формуле:

P=1500a₃/1000 ,

a₃ = 0,33 -определяется по таблице 3.10.3.2.1

P=1500*0, 336253,32/1000 =672,44 кПа

П.3.10.3.3.3 Высота распределения ледовой нагрузки, м, определяется по формуле:

b=C₃C₄k_

C₃=0,27

C₄=1

k_=³/1000

k_=³6253,32 /1000=1,842

c=b=0,27*1*1,842=0,497

a₀= 0,7 м

a=0,7/(1+0,5*0,7/0,497)= 0,41 м

R_EH= 235 МПа

S_H0=15,8*0,41672,44/235= 10,98 мм

u= 0,17

S_H0=0,75*24*0,17= 3,06 мм

S_H=10,98+3,06= 14,04 мм

Принимаем S_H=14 мм