§ 61. Изгиб корпуса на тихой воде.

Изгиб корпуса на тихой воде вызван тем, что обычно силы веса и силы поддержа-ния распределены по длине судна неодинаково. В каждом поперечном сечении они имеют разные значения, хотя их равнодействующие, согласно условиям плавучести судна, равны и направлены в противоположные стороны.

Схема нагрузок представлена на рисунке 86. Силы поддержания распределены по плавной кривой. Форма ее определяется строевой по шпангоутам для данного водоизме-щения судна (кривая 2), а силы веса – ступенчатой кривой 1 согласно распределению ве-сов по длине судна. Кривая имеет вид ломаной кривой, поскольку распределение веса идет по отсекам и не зависит от геометрии, как сила поддержания. Суммарная нагрузка представлена кривой 3, по которой видно, что в середине судна преобладает выталкиваю-щая сила, и нагрузка направлена снизу вверх, на оконечностях преобладают силы веса, и суммарная нагрузка направлена вниз. Под действием такой неравномерно распределенной нагрузки корпус судна испытывает изгиб, который носит название общего продольного изгиба корпуса судна. Отсюда можно сделать вывод, что чем лучше соблюдается условие распределения груза пропорционально объему внутренних помещений, тем меньшие на-грузки на тихой воде будет испытывать судно.

Величина изгибающих моментов и перерезывающих сил на судне зависит от рас-пределения сил веса и поддержания по длине судна, и корпус судна может испытывать прогиб или перегиб. При прогибе концевые участки корпуса оказываются выше средней части, палуба испытывает сжатие, а днище – растяжение. При перегибе – наоборот – па-луба судна испытывает растяжение, днище – сжатие. Одно и то же судно в разный мо-мент времени может иметь как прогиб, так и перегиб.

При определении изгибающих моментов на тихой воде правилами Регистра установлены стандартные случаи загрузки трюмов, топливных и балластных цистерн, рефрижераторных помещений. Эти случаи предусматривают наиболее неблагоприятные нагрузки, которые могут возникнуть в нормальных условиях при эксплуатации судна.

Чтобы избежать дополнительные продольные нагрузки, которые могут появиться при загрузке судна, верфью составляются грузовые планы, которые включают в себя ука-зания, каким образом в соответствии с важнейшими случаями загрузки и осадок должны распределяться грузы в трюмах по длине судна. Таким образом достигается достаточно хорошее соотношение веса судна и выталкивающей силы в отдельных частях судна. одна-ко на нагрузки при волнении это оказывает лишь самое небольшое влияние.

§ 62. Нагрузки при волнении

Волновое воздействие на судно вызывает

• изменение распределения сил поддержания по длине судна4

• возникновение инерционных сил при качке;

• появление местных нагрузок от ударов волн;

• появление волновой вибрации – явление, при котором судно на волнении малой интенсивности испытывает вибрацию.

При плавании на волнении судно получает дополнительный изгибающий момент (рисунок 87). Когда судно находится на вершине волны, силы поддержания в середине судна резко возрастают, так как увеличивается объем погруженной части корпуса судна, в то время, как в оконечностях объем погружения уменьшается, то есть уменьшается сила поддержания. получается, что судно, получает дополнительный перегиб. Когда судно на-ходится на подошве волны, то, наоборот, произойдет резкое уменьшение сил поддержания в средней части судна и увеличение в оконечностях, что приведет к дополнительному прогибу. Изменение распределения сил поддержания по длине приведет к значительному изменению изгибающих моментов и перерезывающих сил. Поэтому волновую со-ставляющую изгибающего момента объединяют с изгибающим моментом на тихой воде, и их сумму называют расчетным изгибающим моментом

Мр = Мт.в. + Мв (217)

Аналогично поступают при определении перерезывающих сил: расчетные перерезывающие силы определяют суммированием сил, возникающих на тихой воде, и дополнительных перерезывающих сил от волнения:

Nр = Nт.в. + Nв (218)

При проектировании судна изгибающие моменты, возникающие при волнении, рассчитывают для различных вариантов нагрузки, и подбирают для судна такие парамет-ры, чтобы оно, воспринимая изгиб, не ломалось. Судно может прогибаться не более, чем на 1/500 часть своей длины.