2.4.2 Расчет размеров книц и бракет

На судах, для передачи нагрузок с вертикальных балок на горизонтальные и наоборот, применяют кницы и бракеты.

Кницы бывают с отогнутым фланцем или приварным пояском.

Длина катета кницы определяется по формуле:

где – момент сопротивления закрепляемой балки (если балок две, то момент берётся по меньшей из балок);

S – толщина кницы (равна толщине закрепляемой балки, если балок две, то берется по меньшей из балок).

Высота кницы h должна быть не меньше 0,7 длины катета с.

Толщина фланца принимается равной толщине кницы, а толщина пояска на 2 мм больше.

1) Кница соединяющая бимс и вертикальную рамную стойку продольной переборки

Толщина кницы равна толщине бимса: 12 мм

Катет кницы:

Высота кницы:

Поясок принимаем толщину 14 мм и ширину 220 мм;

2) Кница соединяющую бимс и внутренний борт.

Данную кницу примем равно предыдущей, так как эта соединяет только одну балку;

3) Кница, соединяющая рамную стойку продольной переборки и второе дно.

Толщина кницы равна толщине стойки: 14 мм

Катет кницы:

Высота кницы:

Поясок принимаем толщину 16 мм и ширину 250 мм;

3 Общая прочность судна

3.1 Нормируемый момент сопротивления и момент инерции поперечного сечения корпуса

Рассмотрим продольный изгиб судна.

Корпус судна как упругая балка переменного по длине сечения изгибается под действием сил тяжести давления забортной воды, волновых давлений и ударов волн в носовую конечность корабля, и такую деформацию называют общим продольным изгибом корпуса судна. Условно можно считать, что изгибающие моменты при общем изгибе состоят из трех слагаемых:

Требуется определить все три составляющие уравнения момента:

1) Момент на тихой воде:

В соответствии с правилами РМРС [1] изгибающий момент на тихой воде должно определяться интегрированием нагрузки по второй ординате. В проекте допускается для определения изгибающего момента по приближенной формуле:

где – полное водоизмещение судна, т;

– ускорение свободного падения;

– длина проектируемого судна, м

– коэффициент, зависящий от типа судна и расположения МО.

Знак «минус» говорит о том, что судно испытывает прогиб.

2) Волновой момент:

Волновые моменты могут быть как положительными, так и отрицательными, что соответственно вызывает перегиб и прогиб корпуса судна.

Момент вызывающий перегиб корпуса:

Момент вызывающий прогиб корпуса:

где – волновой коэффициент определенный в п. 1.4;

– ширина проектируемого судна, м;

– коэффициент объемного водоизмещения проектируемого судна;

– коэффициент, зависящий от положения рассматриваемого сечения по длине судна. В проекте рассматривает наихудший случай при наибольшем изгибающем моменте, возникающем в районе миделя.

Момент вызывающий перегиб:

Момент вызывающий прогиб:

Волновой изгиб для судов ограниченного плавания (в данном проекте район плавания R2-RSN) должны быть умноженный на редукционный коэффициент :

Таким образом получим:

3) Изгибающий момент при ударе волн:

Изгибающий момент при ударе волн в развал бортов определяется для судов длиной от 100м до 200м и при этом должно выполняться условие, что отношении площади A_F (площадь между КВЛ и ВП на проекции полу широта в пределах 0,2L) к произведению длины судна на расстояние от плоскости КВЛ к плоскости ВП должно быть более 0,1. Если это отношение больше, то требуется проводить расчет момента при ударе:

Рисунок 3.1 – визуальное отображение для отношения .

Следовательно, расчет проводить не требуется.

Таблица 3.1.1 – расчет моментов при прогибе и перегибе судна.

№ п.п.	Условие	Размерность	Моменты
			прогиб	перегиб
1	На тихой воде, Мтв	кН м	-86,3
2	На вершине волны, Мв	кН м		107,7
3	На подошве волны, Мв	кН м
	Сумма	кН м

Волновая перерезывающая сила определяется по формуле при прогибе и перегибе соответственно:

где – коэффициент зависящий от рассматриваемого сечения судна (для миделя .

Таким образом получим:

Срезывающая сила на тихой воде определяется по формуле:

Таблица 3.1.2 – расчет срезывающей силы при прогибе и перегибе судна.

№ п.п.	Условие	Размерность	Силы
			прогиб	перегиб
1	На тихой воде, Nтв	кН
2	На вершине волны, Nв	кН
3	На подошве волны, Nв	кН
	Сумма	кН		6288,9

По правилам регистра требуется определить минимальный момент сопротивления и момент инерции поперечного сечения корпуса относительно нейтральной оси.

Минимальный момент сопротивления определяется из 2 позиций:

1) Исходя из нормальных напряжений от общего изгиба соответствующим нормальным напряжения:

где МПа

2) Минимальный момент сопротивления определяется как стандарт общей прочности исходя из многолетних наблюдений за прочностью этих судов.

Минимальный момент сопротивления определяется по формуле:

Размеры всех продольных неразрывных элементов корпуса обеспечивающие требуемый момент сопротивления должны быть неизменёнными в пределах средней части судна.

Момент инерции поперечного сечения корпуса в средней части определяется по формуле: