- •1 Проектирование судна
- •1.1 Развернутое техническое задание на проектирование
- •1.2 Определение элементов судна в первом приближении
- •1.3 Разработка эскиза проектируемого судна
- •Итоговые данные представлены на рисунке 1.1.
- •1.4 Определение элементов судна во втором приближении
- •1.5 Определение элементов судна в третьем приближении
- •1.6 Исследование влияния отношения l/b и на водоизмещение судна
- •1.7 Пересчет нагрузки судна и выбор главного двигателя
- •1.8 Разработка теоретического чертежа
- •1.9 Принципиальная схема общего расположения судна
- •1.10 Балластировка судна
- •1.11 Удифферентовка судна
- •1.12 Проверка непотопляемости
- •1.13 Проектирование надстройки
- •2 Расчеты по статике корабля
- •2.1 Расчёт кривых элементов теоретического чертежа
- •Результаты расчета представлены в графической части дипломного проекта на плакате №8.
- •2.2 Расчет посадки и остойчивости. Масштаб Бонжана
- •Масштаб Бонжана.
- •3 Набор конструкции корпуса судна по правилам Регистра рф
- •3.1 Определение расчетных нагрузок судна. Внешние нагрузки на корпус со стороны моря
- •3.2 Определение толщины наружной обшивки
- •3.3 Нагрузки на конструкцию двойного дна
- •3.4 Балки основного набора по днищу и второму дну
- •3.5 Расчёт бортового перекрытия
- •3.6 Расчет поперечных переборок
- •Расчет конструкций палубы
- •Оценка общей прочности
3.6 Расчет поперечных переборок
Нагрузки на переборки.
Расчетное давление Р, кПа, на конструкции водонепроницаемых переборок принимается равным давлению груза Рг = 78,71 кПА.
Толщина обшивки переборки S(мм) должна быть не менее: ,
где m – коэффициент изгибающего момента, m = 15,8;
а = 0,6 м – расстояние между рёбрами жесткости днища.
b = 2,0 м
k = 1,2 – 0,5а/b, но не более 1, k = 1;
kσ – коэффициент допускаемых напряжений, kσ = 0,9
8,20 мм.
Толщина обшивки переборки должна быть не менее определяемой по формуле для наливных судов при L > 80 м.
Smin = 6,7 + 0,02·L
Smin = 6,7 + 0,02·100,0 = 8,64 мм.
Принимаем S = 10 мм.
Вертикальные ребра жёсткости по переборке.
Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:
Wвх. = W'ωк , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см3, определяется по формуле:
где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;
ωк = 1 + αк∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,
где αк = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см3;
αк = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см3.
m = 12; kσ = 0,75; σn = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;
l – расчетный пролет балки, м: l = 2,0 м; а = 0,6 м;
Q = pal = 94,5 кН;
αк = (1/0,15)(0,01+1/W') = 0,14;
ωк = 1 + αк∆s = 1 + 0,1·2,4 = 1,33;
Wвх. = W'ωк = 118,7 см3.
Находим площадь поперечного сечения ребер жесткости по формуле:
f = СwWвх.2/3, где Сw = 0,64;
f = 15,46 см2.
Ширина присоединенного пояска:
b = l / 6 = 2,0/6 = 0,33 м = 33 см;
b = 0,6 м = 60 см;
Выбираем меньшее: b = 33 см.
Далее по сортаменту находим: fсорт. = 17,96 см2 (fсорт ≥ f); i0 = 468,0 см4;
y0 = 9,95 см; b = 33 см; h = 16 см; tп = 1 см;
Проверка:
= 1742,5 см4;
= 12,84 см;
; W=135,7 см3.
Условие W ≥ Wвх. Выполняется, т.к. 135,7 см3 ≥ 118,7 см3, значит принимаем несимметричный полособульб № 16а.
Опорная стойка по переборке.
Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:
Wвх. = W'ωк , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см3, определяется по формуле:
где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;
ωк = 1 + αк∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,
где αк = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см3;
αк = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см3.
m = 10; kσ = 0,75; σn = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;
l – пролет опорной балки, м: l = 8,0 м; а = 2,4 м;
Q = pal = 1511,2 кН;
0,07;
ωк = 1 + αк∆s = 1 + 0,07·2,4 = 1,16;
Wвх. = W'ωк = 7973,0 см3.
Требования для площади стенки.
Площадь поперечного сечения стенки рамного шпангоута должна быть не менее определяемой по формуле:
где - максимальное значение перерезывающей силы.
– расчётный нормальный предел текучести по касательным напряжением.
кτ= 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений.
f = 75,19 см2.
Рисунок 3.8 – Профиль расчетной балки
Таблица 3.2 – подбор рамной стойки по переборке
Название |
Размеры |
Площадь |
Zi |
Fi·Zi |
Fi·Zi2 |
i0 |
1. Св. поясок |
2,0·35 |
70,0 |
91,5 |
6405,0 |
586057,5 |
23,3 |
2. Стенка |
1,4·90 |
126,0 |
45,5 |
5733,0 |
260851,5 |
85050,0 |
3. Пр. поясок |
1·200 |
200,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
16,7 |
|
396,0 |
|
12138,0 |
931999,0 |
||
А |
В |
С |
l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =30,7 см;
I=С-В2/А – момент инерции балки относительно нейтральной оси;
I=559950,9 см4;
– момент сопротивления балки с присоединенным пояском.
W=9053,6 см3.
Условие W ≥ Wвх. Выполняется, т.к. 9053,6 см3 ≥ 7973,0 см3.
Принимаем:
стенка: S = 14 (мм); h = 900 (мм);
свободный поясок: S = 20 (мм); h = 350 (мм).
Шельф по переборке.
Момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее:
Wвх. = W'ωк , где W' – момент сопротивления рассматриваемой балки без учета запаса на износ, см3, определяется по формуле:
где Q = pal – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;
ωк = 1 + αк∆s - множитель, учитывающий поправку на износ,
где αк = 0,07 + 6/W' ≤ 0,25 при W' < 200 см3;
αк = (1/0,15)(0,01+1/W') при W' ≥ 200 см3.
m = 10; kσ = 0,75; σn = 235 МПа; Р = 78,71 кПа;
l – пролет опорной балки, м: l = 6,6 м; а = 2,0 м:
Q = pal = 1039,0 кН;
0,07;
ωк = 1 + αк∆s = 1,16;
Wвх. = W'ωк = 4529,1 см3.
Требования для площади стенки.
Площадь поперечного сечения стенки рамного шпангоута должна быть не менее определяемой по формуле:
где - максимальное значение перерезывающей силы.
– расчётный нормальный предел текучести по касательным напряжением.
кτ= 0,65 - коэффициент допускаемых касательных напряжений.
f = 51,69 см2.
Рисунок 3.9 – Профиль расчетной балки
Таблица 3.3 – шельф по переборке
Название |
Размеры |
Площадь |
Zi |
Fi·Zi |
Fi·Zi2 |
i0 |
1. Св. поясок |
1,6·27 |
27,0 |
43,2 |
76,3 |
3296,2 |
251497,0 |
2. Стенка |
1,2·75 |
75,0 |
90,0 |
38,0 |
3420,0 |
129960,0 |
3. Пр. поясок |
1·200 |
200,0 |
200,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
333,2 |
|
6716,2 |
423670,4 |
||
А |
В |
С |
l = В/А – отстояние нейтральной оси; l =20,2 см;
I=С-В2/А – момент инерции балки относительно нейтральной оси;
I=288295,8 см4;
- момент сопротивления балки с присоединенным пояском.
W=5062,8 см3.
Условие W ≥ Wвх. Выполняется, т.к. 5062,8 см3 ≥ 4529,1 см3.
Принимаем:
стенка: S = 12 (мм); h = 750 (мм);
свободный поясок: S = 16 (мм); h = 270 (мм).
Рисунок 3.10 – Расчет переборки