Глава 7. Прочность

Прочностью судна называется его способность выдерживать различные эксплуа-тационные нагрузки не разрушаясь и не получая остаточных деформаций. Прочность – одно из основных качеств судна. Прочность судов должна быть достаточной при мини-мальном весе конструкций корпуса, так как снижение веса корпуса приводит к увеличе-нию грузоподъемности судна. Кроме того, корпус должен быть достаточно жестким, а от-дельные элементы корпуса должны быть достаточно устойчивыми.

Наука о прочности, жесткости и устойчивости конструкций корпуса судна называ-ется строительной механикой корабля.

Различают общую и местную прочность судна. Нарушение общей прочности судна приводит к разрушению корпуса и, как правило, к гибели судна, местной прочности судна - к местным (локальным) повреждениям.

Корпус судна представляет собой сложную пустотелую балку (коробчатую), под-крепленную набором в различных направлениях. Все связи корпуса участвуют одновре-менно в нескольких видах деформаций, которые вызываются как общим изгибом корпуса, так и местным изгибом перекрытий, набора, пластин.

Общая продольная прочность судна обеспечивается связями корпуса, идущими не-прерывно по всей или значительной части его длины (наружная обшивка, настилы палуб, продольные переборки, второе дно, продольный набор), общая поперечная прочность - поперечными переборками, поперечным набором, днищем, палубами.

При проектировании судна выполняются расчеты прочности судна, конечной це-лью которых является определение напряжений, которые могут возникнуть в корпусных конструкциях при действии на судно различных эксплуатационных нагрузок. Эти расчет-ные напряжения не должны превышать допустимых напряжений.

§ 60. Нагрузки, действующие на корпус

Все силы, действующие на корпус, можно разделить на две категории:

I. Постоянные – действующие в течение всего периода эксплуатации судна, к кото-рым относятся:

1. силы веса – вес корпуса, вес механизмов, вес груза и пассажиров и т.п.;

2. силы поддержания – постоянные силы, действующие на плавающее судно, определяемые объемом погруженной части корпуса судна;

3. силы сопротивления воды.

II. Случайные – действующие в течение какого-либо промежутка времени. Эти силы могут действовать единовременно или повторяться. К ним относятся:

4. гидродинамические нагрузки ,являющиеся следствием удара волн о корпус судна;

5. силы инерции, возникающие при качке

6. реакция кильблоков при постановке судна в док;

7. ударные нагрузки, например, удары при швартовке или посадке на мель ;

8. заливание палубы водой при килевой качке;

9. прочие нагрузки.

В зависимости от действия сил на корпус судна или на его связи рассматривают общую продольную прочность, поперечную и местную прочность.

Корпус плавающего судна изгибается в своей вертикальной плоскости, испытывает так называемый общий изгиб. В результате такого изгиба в поперечных сечениях судна возникают перерезывающие силы и изгибающие моменты.

Восприятие внешних нагрузок отдельными составляющими частями корпуса судна – местный изгиб – происходит одновременно с общим изгибом и под воздействием тех же нагрузок.. распределение нагрузок на общий и местный изгиб производят только с це-лью удобства проведения расчетов, на самом деле есть единое напряженное состояние всего корпуса судна.

Кроме того, все нагрузки можно разделить на две категории: силы, действующие на тихой воде, и дополнительные силы, вызываемые волнением.

Наиболее легко определяемыми силами являются силы, действующие на судно на тихой воде.