14 Расчет общей прочности корпуса судна
14.1 Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде
В данном курсовом проекте расчет изгибающих моментов и перерезывающих сил выполняется для одного случая – равномерной загрузки судна при максимальной осадке.
Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде должны определяться интегрированием нагрузки по длине судна. Однако в проекте допускается для определения максимального значения изгибающего момента MSW, действующего в районе мидель-шпангоута, использовать приближённую формулу:
(кНм);
где:
D = 4350 т – водоизмещение судна в грузу;
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;
L = 90,2 м – длина судна;
k = 100 – коэффициент момента, зависящий от формы и размеров судна, состояния нагрузки (подбирается в зависимости от δ = 0,78).
14.2 Изгиб судна на волнении
Основным
параметром расчётных нагрузок,
воспринимаемых корпусом судна, является
высота расчётной волны, пропорциональная
величине CW,
равной при
:
;
где:
L = 90,2 м – длина судна;
Волновой изгибающий момент MW, действующий в вертикальной плоскости в районе мидель-шпангоута рассчитывается по формулам:
– при перегибе судна:
(кНм);
– при прогибе судна:
= -146975,5 (кНм).
14.3 Определение фактических моментов сопротивления и моментов инерции поперечного сечения корпуса судна
Эквивалентный брус представлен на рисунке 14.1, а его расчёт в таблице 14.1.
Таблица 14.1 - Расчет поперечного сечения корпуса судна на прочность
№ связи |
Наименование и размеры |
Площадь сечения связи Fi, см² |
Отстояние от условной оси Zi, м |
Стат. мом. площади Fi·Zi, см2*м |
Переносн. мом. инерции Fi·Zi², см2*м2 |
Собств. мом.инерц. J, см4 |
1 |
Полка комингса 20×200 |
40 |
6,32 |
252,8 |
1597,7 |
13,3 |
2 |
Фланец комингса 20×100 |
20 |
6,26 |
125,2 |
783,8 |
166,7 |
3 |
Лист комингса 7х1063 |
74,41 |
5,83 |
433,8 |
2529,1 |
70067,5 |
4 |
Полособульб №10 |
8,63 |
5,94 |
48,5 |
304,5 |
434 |
5 |
Лист палубы 11х1400 |
154
|
5,62
|
865,5 |
4864 |
15,53 |
6 |
Полособульб № 16 х 2шт. |
35,92
|
5,46
|
196,12 |
1070,8 |
452,8 |
7 |
Лист ширстрека 11х1750 |
192,5
|
4,65
|
895,1 |
4162,3 |
491276 |
8 |
Полособульб №12 |
11,15
|
4,99 |
55,6 |
277,6 |
767 |
9 |
Полособульб №12 |
11,15
|
4,45 |
49,6 |
220,8 |
767 |
10 |
Лист 7х1550 |
108,5 |
4,54 |
492,6 |
2236,4 |
217226 |
11 |
Бортовой
стрингер
|
55,2 |
4,13 |
228 |
941,5 |
2918 |
12 |
Лист 9х1650 |
148,5 |
3,06 |
454,41 |
1390,5 |
336909,4 |
13 |
Лист 7х1550 |
108,5 |
3,01 |
326,6 |
983 |
217226 |
14 |
Бортовой стрингер 2шт |
55,2 |
2,48 |
137 |
339,5 |
2918 |
15 |
Лист 7х1450 |
101,5 |
1,43 |
145,1 |
207,6 |
177836,5 |
16 |
Лист 9х1650 |
148,5 |
1,52 |
225,7 |
343,1 |
336909,4 |
17 |
Полособульб №12 |
11,15 |
1,91 |
21,3 |
40,7 |
767 |
18 |
Полособульб №12 |
11,15 |
1,37 |
15,3 |
20,9 |
767 |
19 |
Скуловой пояс 10х1350
|
135 |
0,2 |
27 |
5,4 |
118374,8 |
2шт
Продолжение таблицы 14.1
20 |
Полособульб №12 |
11,15
|
0,27
|
3,01 |
0,81 |
767 |
21 |
Полособульб №12 |
11,15 |
0,54 |
6,02 |
3,25 |
767 |
22 |
Лист 9х1750 3шт |
472,5 |
-0,0045 |
-2,13 |
0,0096 |
31,9 |
23 |
Лист 7х1525 |
106,8
|
0,8 |
85,4 |
68,4 |
4,4 |
24 |
Кильсон 7х800 2шт. |
208
|
0,4
|
83,2 |
33,3 |
59733,3 |
25 |
Полособульб №14а x 9 |
126,45
|
0,088
|
11,1 |
0,98 |
11466 |
26 |
Полособульб №14а x 8 |
112,4
|
0,791
|
88,9 |
70,3 |
10192 |
27 |
Лист 7х1450 |
101,5
|
0,8
|
81,2 |
65 |
4,1 |
28 |
Горизонтальный киль 11х1550 |
170,5
|
-0,0055
|
-0,94 |
0,0052 |
17,2 |
29 |
Лист 7х1550 2шт |
217
|
0,8
|
173,6 |
138,9 |
8,86 |
30 |
Вертикальный киль 10x800 |
80
|
0,4
|
32 |
12,8 |
42666,7 |
|
суммы |
3048,4 |
- |
5556,6 |
22712,95 |
2101470,4 |
Отстояние нейтральной оси от оси сравнения:
(м);
= 255845218,3 см4 = 2,558 м4.
Фактический момент сопротивления:
– днища
(м3);
– палубы
(м3).
Расчётный изгибающий момент определяется следующее:
(кНм).
Расчётный момент сопротивления:
(м3);
где σ = REH/η = 390/0,68 = 574.
Условие прочности выполнено.