ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2019
Просмотров: 12944
Скачиваний: 276
140
Рис. 7.5 Упрощенная диаграмма контроля прочности
Достаточность прочности корпуса определяется так же, как указано выше.
Если контрольная точка ???? вышла за пределы допустимых значений для условий
плавания в рейсе, то для возможности выйти в плавание необходимо изменить
грузовой план. Причем, если точка ???? оказалась выше линии «Опасно – перегиб
в рейсе», это означает, что перегружены трюмы в оконечностях судна и
5000
10000
15000
20000
50
100
150
200
250
300
350
400
450
C
B
A
О
па
сн
ый
п
ро
ги
б
П
од
ош
ва
во
лн
ы
оп
ас
на
Н
ул
ев
ой
м
ом
ен
т
н
а
т
их
ой
во
де
Ве
рш
ин
а
во
лн
ы
оп
ас
на
О
па
сн
ый
п
ер
ег
иб
1
/
2
/M
x
/ 10
-3
DW, т
141
необходимо перенести грузы дедвейта ближе к миделю. Если же контрольная
точка ???? оказалась ниже линии «Опасно – прогиб в рейсе», то это означает
перегрузку средних трюмов и грузы дедвейта необходимо разнести в
оконечности, дальше от миделя.
Сложнее контролируется прочность корпусов крупнотоннажных судов
длиной, ориентировочно более 180 м. У таких судов величина и положение
наибольших значений перерезывающих сил и изгибающих моментов
значительно меняется в зависимости от расположения грузовых трюмов и
порядка их загрузки.
7.6 Понятие и контроль местной прочности судна
Под местной прочностью понимают прочность отдельных частей корпуса:
днищевых и палубных перекрытий, переборок и платформ, крышек грузовых
люков и других конструкций. Местная прочность также должна быть
обеспечена, ее нарушение может привести к аварийным последствиям –
нарушению непроницаемости корпуса, смещению грузов и другим опасным
ситуациям. Прочность отдельных конструкций корпуса судна регламентируется
Правилами Регистра судоходства.
В судовой документации оговариваются предельные допустимые нагрузки
на отдельные конструкции в виде наибольших нагрузок на 1 м
2
площади
днищевых и палубных перекрытий, люковых крышек и т. д. Контроль местной
прочности состоит в недопущении перегрузок конструкций по сравнению с
установленными для них предельными значениями.
В процессе эксплуатации судна при перевозке так называемых
крупногабаритных тяжеловесных грузов (автомобилей, контейнеров и др.),
возникает ситуация когда вес ???? этих грузов распределяется между опорами с
малой опорной поверхностью, и тогда для предотвращения разрушения
судовой конструкции определяют фактическую удельную нагрузку по формуле
???? =
????
???? ∙ ????
, т/м
2
, (7.19)
где ???? – количество опор груза;
???? – площадь опорной поверхности, м
2
.
Если же вес ???? такого груза неизвестен, а известны такие его
характеристики: объем ????, и удельный погрузочный объем ????, тогда
фактическую удельную нагрузку определяют по формуле
???? =
????
???? ∙ ???? ∙ ????
, т/м
2
. (7.20)
142
На судне, предназначенном для перевозки навалочных грузов,
в судовой
документации вместо удельной нагрузки оговаривают допустимый вес ???? груза,
который можно погрузить в грузовые отсеки.
7.7 Примеры решения задач
Задача №1. Определить дополнительные изгибающие моменты в
миделевом сечении на вершине ????????
в
и подошве
????????
п
волны для судна, если
известны: осадка судна ???? = 4,80 м, соотношения главных размерений
L
B
= 7,39;
B
d
= 2,62, коэффициент вертикальной полноты
???? = 0,817, коэффициент
полноты водоизмещения ????
????
= 0,716, плотность забортной воды
???? = 1,018 т/м
3
,
при длине волны ???? = 88 м.
Решение: Из формулы (2.5) находим коэффициент полноты ватерлинии
???? =
????
????
????
????
; ????
????
=
????
????
????
=
0,716
0,817
= 0,876.
Из соотношений главных размерений - ширину и длину
????
????
= 2,62; ???? = ????
2,62 = 4,8
2,62 = 12,58 м.
????
????
= 7,39; ???? = ????
7,39 = 12,58
7,39 = 93,0 м.
По выражению находим высоту волны
ℎ
в
= 0,17
????
0,75
= 0,17
88
0,75
= 4,9 м.
И по формулам (7.5), (7.6) находим искомые величины дополнительных
изгибающих моментов на вершине и подошве волны
Примечание: ускорение свободного падения g = 9,81 м/с
2
????????
в
=
????
g
????
????
2
ℎ
в
2
[20 + 75
(1 − ????
????
)]
=
1,018
9,81
12,58
93,0
2
4,9
2
[20 + 75
(1 − 0,876)]
= 90858 кНм.
????????
п
=
????
g
????
????
2
ℎ
в
2
[20 + 52
(1 − ????
????
)]
=
1,018
9,81
12,58
93,0
2
4,9
2
[20 + 52
(1 − 0,876)]
= 100648 кНм.
143
Задача №2. Вычислить минимальный момент инерции ????
min
и волновой
коэффициент ????
????
для судна, если известны: осадка
???? = 3,00 м, соотношения
главных размерений
L
B
= 6,80;
B
d
= 3,06, минимальный момент сопротивления
????
min
= 0,32
10
6
м
3
, и коэффициент использования механических свойств стали
корпуса ???? = 0,72.
Решение: Из соотношений главных размерений находим ширину и длину
????
????
= 3,06; ???? = ????
3,06 = 3,00
3,06 = 9,18 м.
????
????
= 6,80; ???? = ????
6,80 = 9,18
6,80 = 62,40 м.
Так как определенная длина судна меньше 90 м, тогда для вычисления
волнового коэффициента используем выражение
????
????
= 0,0856
???? = 0,0856
62,4 = 5,34.
Применяя формулы (7.9), (7.10) находим минимальный момент инерции
????
min
= ????
????
????
????
2
(????
????
+ 0,7)
????;
????
min
????
= ????
????
????
????
2
(????
????
+ 0,7);
????
min
= 3
????
????
????
????
3
(????
????
+ 0,7) =
3
????
????
min
????
=
3
62,4
0,32
10
6
0,72
= 0,83
10
8
м
4
.
Задача №3. Найти изгибающие моменты на миделе от веса судна
порожнем ????
п
и от сил поддержания
????
сп
, если известны: длина ???? =150,0 м,
коэффициент полноты мидель-шпангоута ????
m
= 0,900, коэффициент полноты
водоизмещения ????
????
= 0,670, водоизмещение судна порожнем
∆
0
= 4900 т,
водоизмещение загруженного судна ∆ = 16300 т, и коэффициент ????
п
= 0,126.
Решение: По формуле (7.14) находим изгибающий момент на миделе от
веса судна порожнем
Примечание: ускорение свободного падения g = 9,81 м/с
2
????
п
= ????
п
∆
0
????
g = 0,126
4900
150,0
9,81 = 908504 кНм.
Затем по формуле (2.6) находим коэффициент продольной полноты
144
????
????
=
????
????
????
m
=
0,670
0,900
= 0,744.
Так как полученное значение является промежуточным, тогда для
определения коэффициента ????
сп
применяем метод линейной интерполяции, и из
(табл. 7.2) выбираем граничные значения
????
????1
= 0,8, ????
????2
= 0,7, ????
сп1
= 0,1016, ????
сп2
= 0,093
????
сп
= ????
сп1
+
(????
????
− ????
????1
)
(????
сп1
− ????
сп2
)
(????
????1
− ????
????2
)
=
= 0,093 +
(0,744 − 0,7)
(0,1016 − 0,043)
(0,8 − 0,7)
= 0,097.
По формуле (7.16) находим изгибающий момент на миделе от сил
поддержания
????
сп
= −????
сп
∆
????
g = −0,097
16300
150,0
9,81 = −2326589 кНм.
Задача №4. Рассчитать дедвейт ????????, весовое водоизмещение ∆ и
изгибающий момент ????
из.т.в.
на тихой воде для т/х «Капитан Кушнаренко» по
(табл. Е.1. приложения Е), если известно: изгибающий момент для вершины
волны ????
из.в.в.
= 181000 тм.
Решение:
Так
как
значение
изгибающего
момента
является
промежуточным, тогда для определения искомых величин применяем метод
линейной интерполяции и из (табл. Е.1. приложения Е) выбираем граничные
значения ????????
1
= 4618 т, ????????
2
= 3618 т, ∆
1
= 11000 т, ∆
2
= 10000 т,
????
из.т.в.1
= 62130 тм,
????
из.т.в.2
= 33190 тм,
????
из.в.в.1
= 206490 тм,
????
из.в.в.2
= 177550
тм.
???????? = ????????
2
+
(????
из.в.в
− ????
из.в.в.2
)
(????????
1
− ????????
2
)
(????
из.в.в.1
− ????
из.в.в.2
)
=
= 3618 +
(181000 − 177550) ∙ (4618 − 3618)
(206490 − 177550)
= 3737 т,
∆= ∆
2
+
(????
из.в.в
− ????
из.в.в.2
) ∙ (∆
1
− ∆
2
)
(????
из.в.в.1
− ????
из.в.в.2
)
=
= 10000 +
(181000 − 177550) ∙ (11000 − 10000)
(206490 − 177550)
= 10119 т,