13.1 Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде
Изгибающие моменты на тихой воде вычисляются по формуле:
,
где
– коэффициент,
который можно определить по статистическим
данным в зависимости от расположения
МО и коэффициента полноты.
.
Перерезывающая сила на тихой воде равна:
.
Судно в полном грузу с полными запасами испытывает прогиб.
13.2 Изгибающий момент и перерезывающие силы на волнении
Изгибающий момент при движении судна на волнении определяется по приближённой формуле.
Основными
параметрами расчётных значений являются
высота расчётной волны пропорциональная
величине:
.
;
.
Волновой изгибающий момент, вызывающий прогиб определяется по формуле:
.
.
Волновая перерезывающая сила в районе мидель-шпангоута:
.
13.3 Изгибающий момент при ударе волн в развал борта
Изгибающие
моменты, связанные с ударом волн в развал
борта характерны для судов с большими
скоростями хода и возникающие при
плавании в полном грузу. При ударе волн
в нос изгибающие моменты всегда
отрицательны и судно испытывает прогиб.
Этот расчёт производится для судов
длиной:
.
Поэтому в данном случае он равен 0.
13.4 Суммарный изгибающий момент
Определение суммарных изгибающих моментов ведётся в таблице 13.1.
Таблица 13.1 - Определение суммарных изгибающих моментов
|
Расчётный случай |
Моменты |
|
Изгибающий момент на тихой воде |
-81035 |
|
Изгибающий момент на волнении |
-120628 |
|
Изгибающий момент при ударе |
0 |
|
Сумма |
-201663 |
Дальнейший
расчёт ведём для наибольшей по абсолютной
величине суммарного изгибающего момента:
.
13.5 Нормированный момент сопротивления и момент инерции поперечного сечения корпуса
Для обеспечения общей продольной прочности момент сопротивления для палубы и днища должен быть не менее:
,
где
.
.
Во всех случаях момент сопротивления поперечного сечения корпуса для палубы и днища должен быть не менее:
Момент инерции поперечного сечения корпуса должен быть не менее:
Для судов ограниченного района плаванья момент инерции нужно умножить на редукционный коэффициент, определяемый по формуле:
.
.
13.6 Определение фактических моментов сопротивления и моментов инерции поперечного сечения корпуса
Расчёт геометрических характеристик эквивалентного бруса удобнее вести в таблице 13.2 согласно рисунку 13.1.
Ввиду симметрии конструкции корпуса относительно ДП в таблице 13.2 приведены продольные связи, расположенные на полуширине судна. Условную линию совместим с основной плоскостью проходящей по верхней поверхности горизонтального киля.
Отстояние нейтральной оси поперечного сечения корпуса от условной определяется по формуле:
.
Момент инерции полного поперечного сечения корпуса относительно нейтральной оси:
.
.
Фактический момент сопротивления днища:
.
Фактический момент сопротивления палубы:
.
Фактический момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее стандарта и в этом случае безопасная эксплуатация судна с точки зрения общей прочности считается обеспеченной, то есть должны выполняться условия:
Расчёт показывает, что в первом приближении условие не выполняется так как:
Поэтому необходимо изменить размеры некоторых элементов и принять их следующими:
- Палуба: 14 мм;
- Ширстрек: 12 мм;
- Комингс полка: 25 мм; стенка: 14 мм;
- Рёбра жёсткости палубы № 16б;
Расчёт геометрических характеристик эквивалентного бруса во втором приближении ведём в таблице 13.3.
Отстояние нейтральной оси поперечного сечения корпуса от условной определяется по формуле:
.
Момент инерции полного поперечного сечения корпуса относительно нейтральной оси:
.
.
Фактический момент сопротивления днища:
.
Фактический момент сопротивления палубы:
.
Фактический момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее стандарта и в этом случае безопасная эксплуатация судна с точки зрения общей прочности считается обеспеченной, то есть должны выполняться условия:
Расчёт показывает, что во втором приближении условие выполняется:
Общая продольная прочность считается обеспеченной.
