Прочность корпуса судна

•Оценка прочности конструкций при изгибе производится путем сопоставления напряжений, возникающих при действии расчетной нагрузки на конструкцию, с допускаемыми, зависящими от применяемого материала и условий работы (например, вида нагрузок - статические или динамические).

•Нормальные (растягивающие или сжимающие) напряжения при изгибе (корпуса судна или отдельных балок) рассчитываются по формуле, полученной в науке “сопротивление материалов”:

M,

W

где M- изгибающий момент в расчетном сечении,

W- момент сопротивления сечения, зависящий от его формыи размеров. Например, для прямоугольника шириной bи высотой h

2

W bh .

6

Прочность корпуса судна

•При проектировании судна толщины листовых конструкций, в первую очередь палубы и днища, определяются с учетом изгибающих моментов, возникающих в корпусе на расчетной волне, за исключением небольших судов, для которых эти толщины определяются, главным образом, из соображений местной прочности и коррозионного износа за срок службы (примерно 20 - 25 лет). При этом необходимо обеспечить требуемый момент сопротивления эквивалентного бруса по обоим критериям.

•Эквивалентный брус - это схематизированное поперечное сечение судна в средней части по его длине. В состав эквивалентного бруса включаются все непрерывные продольные связи, имеющие достаточную протяженность. В составе корпуса имеются так называемые “прерывистые связи”, например, надстройки, комингсы грузовых люков и т.п., включение которых в состав эквивалентного бруса производится по определенным правилам. Если некоторые сжатые пластины или балки продольного набора при расчетной нагрузке теряют устойчивость, их площадь соответственно уменьшается.

Прочность корпуса судна

•Определение характеристик эквивалентного бруса производят в таблице, примерный вид которой приведен в таблице. В таблицу заносятся данные для половины сечения; толщины связей, расположенных в ДП, при определении площадей делятся пополам. Значения в таблице - условные.

Расчет эквивалентного бруса

№	Наименование свя-	Размеры, мм	F,	z, м, от	Fz,	Fz2,	i,
	зей		см2	ОС	см2м	см2м2	см2м2
1	Настил верхней па-	6000*14	840	5,5	4620	25410	0
	лубы
2	Ширстрек	1600*16	256	5,0	1280	6400	50
	...	...
25	Горизонтальный	1600*16	256	-5,0	-1280	6400	0
	киль
		Итого	А	е=В/А	В	С

Расчет эквивалентного бруса

•Здесь F - площади продольных связей, включенных в состав эквивалентного бруса, z - отстояния их ЦТ от горизонтальной оси сравнения, положение которой выбирают произвольно, но лучше, если оно будет близким к действительному положению нейтральной оси, т.е. примерно посередине высоты миделевого сечения, Fz - статические моменты площадей, Fz2 - переносные, а i - собственные моменты инерции. А, В, С - суммы чисел в соответствующих столбцах (С - в двух последних). Теперь момент инерции эквивалентного бруса можно найти по формуле:

I2C Be,

амомент сопротивления -по формуле

W Izmax,

где zmax - максимальное (по абсолютной величине) отстояние связи (как правило, палубы, иногда днища) от нейтральной оси (не от ос сравнения).

Прочность корпуса судна

•	Изгибающие моменты в миделевом сечении
	рассчитывают по формулам, приведенным в Нормах
	прочности, в зависимости от размеров и других
	характеристик судна и высоты расчетной волны.

Прочность корпуса судна

•Местная прочность перекрытий и их элементов (балок, пластин), рам, а также других конструкций проверяется на действие определенных расчетных нагрузок, чаще всего обусловленных давлением воды (для палуб и борта; для днищевых перекрытий учитывается противодавление груза). При этом в практических расчетах используются сравнительно несложные расчетные схемы и методы расчета. В последние годы, благодаря успехам науки о прочности и быстрому совершенствованию вычислительной техники, начинают применяться усложненные расчеты, когда общие и местные нагрузки не разделяются, а их воздействие на конструкции оценивается совместно. Для этой цели в разных странах разработаны специальные компьютерные программы. Широкое внедрение таких программ в практику проектирования судовых корпусов в известной мере ограничивается несовершенством норм прочности - выясняется, что без их корректировки более точные методы расчетов ведут к утяжелению конструкций.

Прочность корпуса судна

•Кроме нагрузок, возникающих при плавании судов на волнении, приходится особо рассчитывать прочность при спуске с наклонного стапеля, при постановке в док, когда на отдельные конструкции корпуса действуют повышенные сосредоточенные нагрузки, способные вызвать повреждения.