Моментов для корабля на тихой воде.
Максимальное значение изгибающего момента МТ.В находится примерно посередине длины корабля, а наибольшие значения перерезывающих сил NT.B находятся примерно на 1/4 длины от оконечностей.
При плавании корабля на волнении он получает дополнительные изгибающие моменты Мдоп и перерезывающие силы Nдоп из-за искривления ватерлинии. Наибольших значении они достигают тогда, когда корабль находится на вершине или подошве волны, а длина волны λ равна длине корабля L. Высота волны берется равной 1/20 ее длины, что перекрывает среднюю высоту реально встречающихся морских волн. Положения корабля на волне показаны на рис. 2.
Рис. .2. Распределение нагрузки по длине корабля на волне:
На вершине волны (перегиб); 2- на подошве волны (прогиб).
При положении корабля на вершине волны палуба растягивается, а днище сжимается. Такая деформация называется перегибом.
При положении корабля на подошве волны растягивается днище, а сжимается палуба. Такая деформация называется прогибом. Дополнительные Мдоп и Nдоп в 3 - 4 раза больше, чем Мт.в и Nт.в.
Изгибающий момент Мдин и перерезывающая сила Nдин от динамического воздействия волн учитывается отдельно. Они зависят от скорости корабля, курсового угла относительно волны и формы носовой оконечности. При острой форме носовых шпангоутов удары волн меньше, при катерных формах динамические нагрузки от слеминга достигают больших величин. При больших скоростях корабля они могут достичь опасных величин и вызвать перелом его. Поэтому корабли при большом волнении не могут ходить полным ходом. Они также должны выбирать соответствующий курсовой угол по отношению к направлению волн.
Вывод по первому вопросу:
Строительная механика, рассматривая местную прочность, корпус корабля разбивает на отдельные конструктивные элементы: перекрытия, шпангоутные рамы, балки, пластины; определяет нагрузки, действующие на каждый такой элемент. Методами строительной механики корабля вычисляют возникающие деформации и напряжения, значения которых в перечисленных элементах корпуса не должны превышать допускаемых величин, установленных практикой кораблестроения.
Вопрос № 2: «Материалы, применяемые в судостроении».
2.1. «Группы кораблестроительных материалов».
Все кораблестроительные материалы можно разделить на три группы: черные металлы, цветные металлы и их сплавы, неметаллические материалы.
Из черных металлов при постройке корпуса применяются углеродистая и легированная стали и чугун.
Особенности кораблестроения вызвали необходимость создания специального ГОСТа, в котором формируются технические условия на поставку углеродистой стали для судостроительной промышленности. Углеродистая судостроительная сталь разделяется на пять качественных марок.
Легированные стали имеют более высокие механические характеристики благодаря присутствию легирующих элементов. Таковыми являются хром, никель, кремний, марганец, молибден, вольфрам, медь и ванадий. Из легированных сталей в отечественном кораблестроении широкое применение получила хромоникелевая сталь, которая обладает сравнительно высокими механическими характеристиками. В кораблестроении для крупных конструкций сталь применяется в виде проката, отливок и поковок.
Прокатная сталь, как углеродистая, так и легированная, разделяется на листовую, полосовую и профильную. Размеры ее даются сортаментами.
Листовая сталь имеет толщину от 4 до 60 мм, шириной 2000-3000 мм и длину 5-12 м. Она используется для наружной обшивки, настилов палуб, платформ, второго дна, переборок, надстроек, перегородок и т.п.
Полосовая сталь изготавливается толщиной 4-60мм, шириной 12-200мм и длиной до 9м. Полосовая сталь широко используется в сварных корпусах кораблей для составных профилей подкрепляющего набора.