Конструктивный мидель шпангоут сухогрузного судна. Характеристики формы корпуса малых судов Проверка общей продольной прочности

1. Выбор системы набора перекрытий, марки и категории стали, шпации.

2.Вычерчивание обводов мидель-шпангоута

3. Расчетные нагрузки на корпус со стороны моря и под грузом

3.1 Статические нагрузки.

3.2 Волновые нагрузки.

4. Стандарт общей прочности

4.1. Момент сопротивления корпуса судна

4.2. Момент инерции поперечного сечения

5. Набор корпуса судна по Правилам

5.1 Проектирование наружной обшивки корпуса.

5.1.1 Проектирование наружной обшивки днища.

5.1.2 Проектирование наружной обшивки борта.

5.1.3 Проектирование настила верхней палубы

5.1.4 Проектирование обшивки наклонной стенки подпалубной цистерны.

5.1.5 Проектирование обшивки наклонной стенки скуловой цистерны

5.2 Проектирование балок днища, второго дна и настила второго дна.

5.2.1 Проектирование настила второго дна.

5.2.2 Набор днищевого перекрытия.

5.2.2.1 Проектирование сплошных флоров.

5.2.2.2 Проектирование вертикального киля.

5.2.2.3 Проектирование днищевого стрингера.

5.2.2.4 Проектирование продольных балок днища.

5.2.3 Проектирование продольных балок второго дна

5.3 Проектирование бортового набора.

5.4 Проектирование конструкций скуловой цистерны

5.5 Проектирование конструкций подпалубной цистерны

5.5.1 Проектирование наклонной стенки подпалубной цистерны

5.5.2 Проектирование продольных балокВП в подпалубной цистерны.

5.5.3 Проектирование рамных бимсов.

5.5.4 Проектирование рамной балки наклонной стенки цистерны.

5.6 Проектирование комингс-карлингса.

6. Проверка общей продольной прочности

7. Список использованной литературы

Курсовой проект Конструктивный мидель шпангоут навалочного судна Введение

Расчет главных размерений судна.

Водоизмещение судна Δ, т
Дедвейт, т
Длина судна, м
Ширина судна, м
Высота борта, м
Осадка, м

Контроль:

Судно соответствует требованиям Правил.

Сухогрузное навалочное судно с кормовым расположением МКО и жилой надстройкой, баком, ютом, наклонным форштевнем с бульбовой носовой оконечностью, транцевой кормой. Судно однопалубное с грузовыми люками, двойным дном, одинарным бортом с бортовыми подбпалубными и скуловыми цистернами.. Делится на водонепроницаемые отсеки поперечными переборками в соответствии с требованиями Правил. Судно с избыточным надводным бортом. Перевозимый груз насыпной: зерно, руда, песок, строительные материалы.

1. Выбор системы набора перекрытий, марки и категории стали, шпации.

Часть настила палубы, расположенная между поперечными комингсом смежных грузовых люков, подкрепляется поперечными ребрами жесткости, которые устанавливаются на каждом шпангоуте дополнительно между продольными палубными балками. Двойное дно навалочного судна в районе грузовых отсеков выполняется по продольной системе набора. Одиночный борт между подпалубной и скуловой цистернами производится с поперечной системой набора. Бортовые скуловые цистерны выполняются по поперечной системе набора, бортовые подпалубные цистерны по продольной системе набора.

L =189,3 м марка стали принимается 10ХСНД с R eH =390 МПа и коэффициентом использования механических свойств η =0,68;

Нормативный предел текучести 345.6МПа.

Нормальная шпация в средней части судна определяется формуле м,

a 0 = 0.002*189.3+0.48=0,8586 где L - длина судна между перпендикулярами, м.

Принимаем a = 0.85 м .

Правила позволяют отклонения взятой шпации от нормальной в пределах ± 25%. Рассчитанную величину шпации необходимо округлить: взять равной величине стандартной шпации по ОСТ 5.1099-78. Ряд стандартных шпаций: 600, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000 мм. Правила рекомендуют не применять шпации более 1000 мм, а в форпикe и ахтерпикe взять шпации 600 мм. Кроме того, в первом за форпиковой перегородкой отсекe на протяжении 0,2 L в корму от носового перпендикуляра, шпация должна быть 700 мм На навалочных судах, с учетом характеристик грузов, сплошные флоры должны быть расположены через две шпации от форпиковой в ахтерпиковой перегородки, поэтому длина отсеков принимается кратной шпации и двум шпациям.

Основными характеристиками корпуса судна являются его главные размерения и теоретический чертеж, дающий представление об обводах.

Главными размерениями судна являются его длина, ширина, высота борта и осадка. Точное знание этих величин необходимо владельцу судна для решения различных эксплуатационных задач - при швартовках в гаванях, плавании по мелководным участкам, перевозке судна и т. п. Различают несколько значений этих величин:

-длина наибольшая (в проектной документации она обозначается Lнб) - расстояние по горизонтали, измеренное между крайними точками по обшивке судна;

-длина по конструктивной ватерлинии (КВЛ) L - расстояние между крайними точками корпуса, замеренное по зеркалу воды при полной нагрузке судна, либо при другой характерной нагрузке;

-ширина наибольшая Внб, измеряемая в самом широком месте судна по наружной обшивке;

-ширина по КВЛ В - наибольшая ширина по наружной обшивке, измеренная в плоскости ватерлинии (КВЛ);

-высота борта на миделе Н, измеряемая от нижней точки обшивки при киле до верхней кромки палубы при борте;

-высота надводного борта F, измеряемая от плоскости ватерлинии до верхней кромки палубного настила у борта; различают минимальный надводный борт Fm (чаще всего - на миделе), надводный борт в носу Fн и корме Fк, замеряемые соответственно у носового и кормового конца КВЛ по отвесу, спущенному с палубы;

-осадка средняя Т - углубление корпуса, измеряемое в средней части - на миделе - от ватерлинии до нижней кромки киля.

Кроме главных размерений корпуса, существуют габаритные размеры, например, габаритная длина вместе с выступающими штевнями; габаритная осадка - от ватерлинии до самой нижней точки судна, например, до шпоры подвесного мотора; габаритная ширина вместе с выступающими буртиками или привальными брусьями; габаритная высота - от нижней точки киля до верхней точки надстройки и т. п. Кроме абсолютных цифр, форму корпуса судна характеризуют соотношения главных размерений. Отношение длины к ширине по ватерлинии L/B характеризует ходкость судна (чем больше L/B, тем быстроходнее судно, если оно водоизмещающего типа) и остойчивость (чем меньше L/B при одинаковой длине, тем остойчивее судно). Отношение ширины по КВЛ к осадке В/Т характеризует ходкость, остойчивость и мореходность. Чем больше В/Т, тем остойчивее судно, однако его способность сохранять скорость на волнении оказывается ниже, чем у более узкого и глубокосидящего корпуса. Отношение наибольшей длины к высоте борта на миделе Lнб/H характеризует прочность и жесткость корпуса, которые повышаются с уменьшением этого отношения. Отношение полной высоты борта к осадке H/T характеризует запас плавучести судна. Чем оно больше, тем большим запасом плавучести обладает судно, тем большую нагрузку оно способно принять без опасности заливания волной.

Теоретический чертеж представляет изображение на плоском листе бумаги сложной криволинейной наружной поверхности корпуса в виде трех проекций на три взаимно перпендикулярные плоскости. На этих проекциях изображаются следы пересечения наружной обшивки секущими плоскостями, положение которых определяется в соответствии с установившимися в судостроении правилами. Три из этих плоскостей - диаметральная, основная и плоскость мидель-шпангоута - являются главными, базовыми для построения теоретического чертежа и для постройки либо последующей модернизации судна. От этих плоскостей отсчитывают все размеры и координаты любой точки корпуса.

Диаметральная плоскость (ДП) - вертикальная продольная плоскость симметрии, разделяющая корпус на правую и левую половины.

Основная плоскость (ОП) - горизонтальная плоскость, проходящая через самую нижнюю точку наружной обшивки при киле. Линия пересечения основной плоскости с ДП называется основной линией (ОЛ) .

Плоскость мидель-шпангоута (миделя) - вертикальная поперечная плоскость, проходящая посередине длины судна по КВЛ. Эту плоскость обозначают значком миделя X.

Три проекции теоретического чертежа получаются сечением корпуса плоскостями, параллельными перечисленным выше трем базовым плоскостям. На боковой проекции, или проекции "бок", изображают следы сечения корпуса равноотстоящими друг от друга продольными плоскостями, параллельными ДП. Эти следы называются батоксами. Следы сечения корпуса равноотстоящими горизонтальными плоскостями, параллельными ОП, - ватерлинии - образуют проекцию "полуширота". Следы сечения корпуса равноотстоящими поперечными плоскостями, параллельными плоскости миделя - плоскостями шпангоутов, дают проекцию "корпус".

Каждая линия теоретического чертежа на одной из проекций является кривой, а на двух других - прямой. Шпангоуты на боку и полушироте изображаются в виде прямых линий, а на корпусе они криволинейны, т. е. имеют свой истинный вид. Ватерлинии - прямые на боку и корпусе, батоксы - на полушироте и корпусе. Прямые линии образуют так называемую сетку теоретического чертежа.

Так как корпус судна симметричен относительно ДП, на полушироте изображают ватерлинии только одного (левого) борта; на проекции корпус по правую сторону от ДП вычерчивают обводы носовых шпангоутов, а по левую - кормовых.

Важнейшей характеристикой судна является его водоизмещение, т.е. объем воды, вытесняемый корпусом при его погружении по КВЛ. Объемное водоизмещение вместе с главными размерениями судна позволяет судить о его величине, вместимости и потенциальных мореходных качествах.

Водоизмещение - величина переменная, зависящая от нагрузки судна, поэтому различают несколько его значений;

- водоизмещение полное - с полными запасами горючего, пресной воды, экипажем и снабжением на борту;

- водоизмещение порожнем - со снабжением, подвесным мотором на борту, но без экипажа с личными вещами, запасов горячего и провизии;

- водоизмещение в состоянии обмера (для парусных яхт) - со снабжением и парусами на борту, но без экипажа с багажом, запасов пресной воды, топлива и провизии.

Объемное водоизмещение V, измеряемое в кубических метрах, используется в качестве характеристики для вычисления коэффициентов полноты. Оно отличается от величины весового водоизмещения D, характеризующего нагрузку судна и измеряемого в тоннах, на величину плотности воды D = p*V, где у-плотность воды (для пресной воды p=1,00 т/м3; для морской - p=1,015 - 1,025 т/м3. При сравнении различных судов часто пользуются безразмерными коэффициентами полноты, к числу которых относятся:

- коэффициент полноты водоизмещения или общей полноты б, связывающий линейные размеры корпуса с его погруженным объемом. Этот коэффициент определяется как отношение объемного водоизмещения по КВЛ к объему параллелепипеда, имеющего стороны, равные L, B и Т:

Чем меньше коэффициент б, тем более острые обводы имеет судно и, с другой стороны, тем меньше полезный объем корпуса ниже ватерлинии;

- коэффициенты полноты площади ватерлинии a и мидель-шпангоута b, первый представляет собой отношение площади ватерлинии S к прямоугольнику со сторонами L и В:

второй - отношение площади погруженной части миделя X к к прямоугольнику, стороны которого равны В и Т:

Коэффициент a показывает, насколько заострена ватерлиния в оконечностях и какую роль в начальной остойчивости судна играет форма корпуса. С увеличением a повышается остойчивость, но, если речь идет о водоизмещающем судне, несколько ухудшаются обтекаемость корпуса и его ходкость, особенно на волнении и при большой осадке. Коэффициент b косвенным образом характеризует продольное распределение объема и влияние обводов корпуса на ходкость судна. Однако более характерным является призматический коэффициент ф (коэффициент продольной полноты), который представляет собой отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, имеющей основанием погруженную часть миделя, а высотой - длину судна по КВЛ:

Нетрудно заметить, что коэффициент ф связан с коэффициентами б и b зависимостью ф=б/b.

Исходные данные:

L = 96.5м – длина расчетная;

B = 15,8м – ширина;

Н = 10,2м – высота борта;

Т = 7,1м – осадка;

R = 1,20м – радиус скругления скулы;

Sфл = 9,0мм – толщина флора;

‪№ 22б – шпангоут полособульб;

‪№ 18а – бимс-полособульб;

Sдд = 9,0мм – толщина настила двойного дна;

Sxh = 12x450мм – стенка карлингса;

Sxb = 14x220мм – поясок карлингса;

Sп = 11мм – толщина настила палубы;

Sб = 12мм – толщина наружной обшивки борта;

Sдн = 14мм – толщина днища.

1.Введение

На корпус движущегося судна могут действовать постоянные и случайные нагрузки.

Постоянные нагрузки, действующие в течение всего периода эксплуатации, - это вес корпуса, надстроек, судовых механизмов и принятого груза, силы поддержания и силы сопротивления воды движению судна. Силы веса судна и силы гидростатического поддержания направлены в противоположные стороны и уравновешивают друг друга. По длине судна эти силы распределены неравномерно. Так в трюмах, расположенных в средней части судна, груза больше, чем в концевых трюмах, особенно в первом. При полной загрузке судна генеральным грузом форпик и ахтерпик часто бывают пустыми. Главный двигатель занимает небольшую площадь в машинном отделении, но масса его значительна. Однако общая масса механизмов в машинном отделении обычно меньше, чем масса груза в полностью загруженном трюме. Силы поддержания также неравномерно распределены по судну. Их интенсивность зависит от величины вытесняемых объемов, которые постепенно уменьшаются от середины судна к оконечностям при плавании судна на тихой воде и непрерывно изменяются в условиях волнения.

Случайные нагрузки воздействуют на корпус в течение какого-либо промежутка времени и возникают при ударах волн, посадке судна на мель, столкновении судов.

Для упрощения расчетов действующие нагрузки условно делят на две категории: вызывающие общий изгиб корпуса или местный изгиб отдельных его элементов.

На тихой воде характер общей деформации корпуса обычно сохраняется в течение всего рейса, если распределение основных грузов или балласта постоянное. Изменяется только степень кривизны корпуса в ДП по мере расхода топлива и запасов. На волнении общая деформация корпуса изменяется циклически множество раз: прогиб корпуса чередуется с перегибом. Прочность корпуса обеспечивается с учетом повторяемости нагрузок. Наибольший изгибающий момент действует в районе середины судна.

Способность корпуса выдерживать нагрузки, действующие на отдельные его перекрытия и связи, определяет местную прочность. Среди местных нагрузок выделяют гидростатическое давление при аварийных затоплениях отсеков, сосредоточенные и распределенные силы при приеме и снятии грузов в районе грузоподъемных устройств, реакции кильблоков при постановке в док, сосредоточенные силы при швартовке и буксировке, силы обжатия корпуса льдом при ледовой проводке судна.

Фактически напряжения в конструкциях корпуса вычисляют как алгебраическую сумму напряжений от общего изгиба и местных нагрузок.

2. Выбор системы набора и материала корпуса.

На сравнительно небольших судах (длиной до 100 метров) величина изгибающего момента от общего продольного изгиба корпуса сравнительно невелика. Определяющими для таких судов являются местные нагрузки: давление груза, воды, удары волн, удары льдин и другие.

Размеры основных связей корпуса таких судов определяются, в основном, из условий обеспечения местной прочности, но они достаточны для обеспечения общей прочности судна. Общая продольная прочность судов длиной до 100 метров обеспечивается при сравнительно небольших толщинах наружной обшивки и настила верхней палубы.

Местная прочность корпуса легко обеспечивается при поперечной системе набора перекрытий. При поперечной системе набора главные связи расположены поперек судна. Связи днищевого перекрытия, за исключением далеко отстоящих друг от друга продольных связей состоят из сплошных или бракетных флоров на каждом практическом шпангоуте; связи бортового перекрытия состоят из шпангоутов с нормальным расстоянием друг от друга; связи палубного перекрытия состоят из бимсов.

Поперечная система набора сравнительно проста и экономична.

Исходя из приведенных данных, в данной работе считаем, что корпус набран по поперечной системе набора.

Для судов небольшой длины (до 120м) применяется обычно сталь углеродистая судостроительная марки ВСт3спII с пределом текучести ReH = 235 МПа. Так как L = 96.5м, то в данной работе принимаем, что для постройки судна будет применяться сталь именно этой мерки.

3. Расчет основных связей корпуса

3.1 Вертикальный киль

Высота вертикального киля определяется по эмпирической формуле:

hвк = 0,0078L + 0,3 = 0,0078*96,5 + 0,3 = 1,053м,

где L – расчетная длина судна, м.

Принимаем hвк = 1м = 1000мм.

Толщина вертикального киля определяется по формуле:

hвк 235 1000 235

Sвк = ¾¾*¾¾ = ¾¾*¾¾ = 12,5мм,

где ReH – предел текучести стали, которая принимается для постройки данного судна, м.

Согласно выпускаемым в промышленности листам принимаем толщину вертикального киля Sвк = 13,0мм.

3.2 Шпация

Шпация определяется по формуле:

а = 0,002L + 0,48 = 0,002*96,5 + 0,48 = 0,67м.

Принимаем шпацию а = 700мм.

3.3 Днищевые стрингеры

Число днищевых стрингеров определяется в зависимости от ширины судна.

Исходя из того, что судно набрано по поперечной системе и В = 15,8м (т.е. 8<В£16), располагаем по одному днищевому стрингеру с каждого борта.

Толщина днищевого стрингера Sст равна толщине флора Sст = Sфл = 9,0мм.

На флоре высотой более 900мм должны быть поставлены ребра жесткости толщиной не менее 0,8Sфл и высотой не менее 10 толщин ребра, но не более 90мм.

Принимаем Sрж =8мм.

При поперечной системе набора ребра жесткости флора устанавливаются так, чтобы неподкрепленный пролет флора не превышал 1,5м, поэтому в данной работе днищевой стрингер смещен. Одно из ребер жесткости располагается непосредственно под концом скуловой кницы.

Для доступа в междудонное пространство необходимо во флоре сделать лазы. Минимальная высота лаза 500мм, минимальная длина 500мм. Лазы располагаются посредине высоты флора. Отстояние кромки лаза от вертикального киля составляет 0,5 высоты вертикального киля. Отстояние кромки лаза от днищевого стрингера и ребер жесткости флора составляет 0,25 высоты флора в данном сечении.

Междудонное пространство используется для приемки балласта и технической воды. Кроме того, при доковании судна проверяется непроницаемость отсеков двойного дна наливом воды. Для вывода воздуха из отсеков двойного дна в атмосферу предусмотрены воздушные трубы, выходящие на верхнюю палубу. В верхней части флора у настила второго дна для выхода воздуха при заполнении отсека двойного дна жидкостью предусмотрены вырезы полукруглые диаметром 50мм. Для возможности осушения отсека во флорах выполнены аналогичные вырезы у обшивки днища.

Главные размерения судна влияют на технические и эксплуатационные характеристики изделия. Строительство лодки всегда начинается с измерений, определения размеров и составления теоретического чертежа судна. Перечисленные характеристики дают более полное понимание об обводах и их характеристиках.

Ключевые измерения

Основные размерения судна подразумевают 4 основных размера: длина, ширина, бортовая высота и уровень осадки.

После достоверного определения перечисленных величин владелец или конструктор может принимать решения в отношении разнообразных эксплуатационных задач: метод выполнения швартовки на причале, способность к передвижению по мелководным местам, уровень грузоподъёмности. Сегодня выделяют несколько значений перечисленных величин:

наибольшие размеры длины в проектных документах обозначаются Lнб. Определяется как дистанция между крайними наружными точками конструкции при измерении вдоль корпуса;

Главные размерения судна влияют на технические и эксплуатационные характеристики изделия

длина в отношении конструктивной ватерлинии судна (КВЛ). Изначально рассмотрим, что такое ватерлиния судна – это линия касания воды и корпуса лодки. У начинающих конструкторов и многих владельцев возникает вопрос, что такое КВЛ? КВЛ – это расстояние между дальними точками корпуса, которое для измерений использует зеркало воды при максимальной нагрузке на судно (количество веса и процентное отношение к максимальной грузоподъёмности может отличаться);
наибольшая ширина отмечается с помощью Внб, её измеряют в области максимальной ширины судна. Измерения проводят по внешним граням;
ширина по КВЛ определяется как дистанция между конечными точками по ширине вдоль нахождения ватерлинии;
высота в области миделя. Предварительно следует определить, что такое мидель? Мидель судна – это плоскость, располагающаяся поперёк лодки и имеющая вертикальную направленность, которая проходит в центре длины лодки. Преимущественно на чертежах мидель – это значок H. Для её измерения применяется замер от килевой части (нижняя точка) до верхушки борта;
высота части борта, находящаяся над водой (F). Измеряется от ватерлинии до верхушки борта. Преимущественно надводная часть борта определяется на миделе, но дополняют информацию значениями на носу и корме;
средние показатели осадки (T) определяются, как значения углубления лодки в воду при увеличении давления. Чаще для этого используется мидель от КВЛ до нижней отметки киля.

Основные габариты

Помимо ключевых значений, теоретический чертеж корпуса судна часто содержит обозначения габаритов:

длина судна, включая выступающие элементы штевней;
габаритная осадка – это измерение от КВЛ до нижнего участка судна (до шпоры ПМ или других элементов);

Основные сечения корпуса

ширина по габаритам, определяющаяся по выступам бортиков или по привальным брусьям;
габаритная высота – это размерение от самой нижней до верхней части судна.

Существуют значения, заданные в точных цифрах, но корпус часто характеризуется дополнительными измерениями, которые выступают в виде соотношения величин. Частыми значениями являются отношения:

длины и ширины вдоль линии погружения лодки (L/B), позволяет определить ходкость конструкции, так как при увеличении L/B судно становится более быстроходным, при условии, что оно имеет водоизмещающий тип. Определяет также остойчивость, соответственно, при снижении L/B и сохранении длины судно становится более остойчиво;
ширины вдоль конструктивной ватерлинии к осадке (В/Т). Показатель обеспечивает данными о ходкости, уровне мореходности и остойчивости конструкции. По мере увеличения соотношения, судно становится более остойчивым, но снижается способность удерживать прежнюю скорость при появлении волн на воде. Узкие, глубокопогружённые корпуса легче переносят волны;
максимальной длины и бортовой высоты судна в области миделя (Lнб/H). Описывается жёсткость днища и его прочность. Чем меньше этот показатель, тем больше прочность корпуса;
абсолютной высоты борта к способности давать осадку (H/T). Показывает запас плавучести лодки. При увеличении этого показателя, запас становится больше, соответственно, судно способно выдержать большую нагрузку без риска попадания волн в кокпит.

Геометрия корпуса судна

Что такое теоретический чертёж?

Теоретический чертёж – это рисунок на бумажном листе, описывающий сложную конструкцию корпуса по поверхности. Для полного понимания строения используется 3 проекции при перпендикулярном пересечении. На чертеже видны места соединения обшивки снаружи пересекающимися плоскостями, в этом отношении существуют специальные правила. Для построения корабля обязательно 3 плоскости: основная, мидель-шпангоута, диаметральная. Основные сечения корпуса судна:

диаметральная плоскость (ДП) судна. ДП судна – это плоскость, идущая вертикально и делящая весь корпус на 2 равные части вдоль длины;
основная плоскость (ОП) судна – это вид корабля снизу, плоскость координат строго горизонтальная;
плоскость миделя. Последняя важная плоскость мидель-шпангоута проходит вертикально поперёк длины. Многие не знают, что такое строение чертежа позволяет увидеть тип бортов, разновидность шпангоутов и строение кокпита.

Для получения всех трех видов теоретического чертежа необходимо представить разрез судна по перечисленным траекториям, параллельным трем плоскостям. На проекции бокового вида отражаются следы разреза корпуса одной плоскостью точно по центру вдоль всей длинны. Подобные следы имеют название батоксы. Второе сечение выполняется равностоящими плоскостями по горизонтали снизу ватерлинии (полуширота). Следы от разреза днища позволяют получить информацию о корпусе.

Все линии чертежа на одной проекции имеют кривую форму, а на остальных представлены ровно. Шпангоуты при взгляде сбоку или полушироты будут представлены только в виде линий, но на самом деле их всегда выполняют криволинейно. Ватерлиния имеет прямой вид сбоку и на сечении «корпус», а батоксы – на корпусе и полушироте.
Теоретический чертеж судна

Чертежи выполняются с точки зрения симметричности ДП, соответственно, на полушироте отображают ватерлинию левого борта. С правой стороны корпус очерчивают обводами шпангоутов носа, а слева – кормы, чтобы не нагромождать каждый чертёж.

Что такое коэффициенты полноты?

Коэффициент полноты водоизмещения – это важнейший параметр чертежа, так как он отражает объём воды, которую корпус вытеснит при погружении до ватерлинии. Водоизмещение имеет объёмную характеристику и позволяет определить габариты судна, вместимость конструкции и мореходные свойства.

Водоизмещение не является статической величиной, ведь имеет зависимость от уровня нагрузки на судно, соответственно, выделяют некоторые разновидности:

полное. Подразумевается, что на борту присутствует полный бак горючего, необходимое количество воды для питья, экипаж и провиант;
порожнее – это способность выталкивания воды с установкой на борту двигателя, снабжения, но при отсутствии горючего, личных вещей, провизии и людей;
обмера. На борту присутствуют паруса, снабжение, но нет экипажа, горючего и других вещей. Используется только для парусных видов лодок.

Значение водоизмещения на чертежах описывается буквой V и измеряется в м 3 . Используется для определения характеристик коэффициентов полноты судна. Существует некоторое отличие от весового водоизмещения, так как последний показатель описывает груз судна и вычисляется в тоннах, а коэффициенты полноты судна учитывают плотность воды. Расчёты проводятся по формуле D = p*V, где p – справочная плотность воды.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Конструктивный мидель шпангоут сухогрузного судна

Введение

Расчет главных размерений судна

Контроль

Судно соответствует требованиям Правил.

Сухогрузное судно с кормовым расположением МКО и жилой надстройкой, баком, ютом, наклонным форштевнем без бульбы, транцевой кормой. Судно двухпалубное с грузовыми люками, двойным дном, одинарным бортом. Делится на водонепроницаемые отсеки поперечными переборками в соответствии с требованиями Правил. Судно с избыточным надводным бортом. Перевозимый груз штучный: контейнеры, ящики, груз на поддонах (паллетах).

1. Выбор системы набора перекрытий, марки и категории стали, шпации

Так как L >100ч120 м - днище и верхняя палуба - продольная система набора;

Борт и нижняя палуба - по поперечной системе набора;

L =141 м марка стали принимается 09Г2С с R eH =315 МПа и коэффициентом использования механических свойств з =0,78;

Нормативный предел текучести

2. Вычерчивание обводов мидель-шпангоута

Высота второго дна

Нормальная шпация:

Принимаем 0.75 м.

Радиус скругления скулы равен высоте двойного дна = 1,12 м.

Длины ахтерпика, форпика и МО:

мм; мм; мм.

Длина трюмной части:

Длина первого носового трюма:

Длина оставшейся грузовой части:

разделив на длину одной шпации 750 мм получим 125 шпаций. Т.е. в оставшейся грузовой части будет 5 трюмов по 25 шпаций.

Проверка по обшей длине:

Высота трюма и твиндека.

Принимаем Н ТР =5200 мм; Н ТВИН =4480 мм.

3. Расчетные нагрузки на корпус со стороны моря и под гр у зом

Расчетные нагрузки на корпус судна со стороны моря обозначаются статическим Pst и динамическим Pw давлением воды.

Статические нагрузки

Статические нагрузки, действующие на корпус судна со стороны моря, определяются по формуле:

где - расстояние от КВЛ до расчетной точки;

Для днища кПа;

Для второго дна кПа;

Для нижней палубы кПа;

Для КВЛ и ВП кПа.

Волновые нагрузки.

Для точек приложения усилий, расположенных ниже ВЛ:

где - волновое давление на уровне ВЛ; ;

Параметр, учитывающий скорость судна =16 уз.

где для поперечных разрезов в нос от миделя;

Расстояние рассматриваемого поперечного разреза от ближайшего перпендикуляра, м.

Результат умножения будет не меньше 0,6.

При для днища:

При для 2 го дна:

При для нижней палубы:

При для КВЛ:

Давление выше КВЛ:

Для днища кПа;

Для 2 го дна кПа;

Для нижней палубы кПа;

Для КВЛ кПа;

Для ВП кПа.

Нагрузк а, вызванная перевозимым грузом

Расчетное давление на второе дно от контейнеров определяется по формуле:

где - расчетный вес груза, берем 1 т/м 3 ;

Ускорение свободного падения, 9.81 м/c 2 ;

Высота расположения груза, для второго дна 5.20 м, для нижней палубы - 4.48 м;

Расчетное ускорение в вертикальном направлении, м/c 2:

где - составляющие ускорений от вертикальной, килевой и бортовой качек:

где период килевой качки

угол дифферента

отстояние от центра тяжести судна до расчетной точки м.

где период бортовой качки

где с = 0.8; В - ширина судна, равная 19.1 м; h - начальная метацентрическая высота, равная м.

угол крена рад;

расстояние от ДП до борта м;

мидель шпангоут груз судно

4. Стандарт общей прочности

Определение необходимых характеристик: момента инерции, момента сопротивления корпуса судна.

Момент со п ротивления корпуса судна

где - коэффициент использования механических свойств, равен 0.78 для марки стали 09Г2С;

Суммарный изгибающий момент

Расчетный изгибающий момент:

Волновой изгибающий момент, вызывающий перегиб корпуса судна:

Волновой изгибающий момент, вызывающий прогин судна:

где - волновой коэффициент, а - коэффициент общей полноты.

За суммарный изгибающий момент принимаем его максимальное значение.

Момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна должен быть не менее:

За момент сопротивления корпуса принимаем большее его значение 3. 8 м 3 .

Момент инерции поперечного сечения корпуса в средней части должен быть не менее:

Полученные величины W и I используются для сравнения с геометрическими характеристиками эквивалентного бруса, которые рассчитываются для миделевого сечения корпуса судна.

5. Набор корпуса судна по Правилам

Ширина горизонтального киля не более 2000 мм. Толщина его должна быть на 2 мм больше, чем толщина внешней обшивки дна. Ширина скулового пояса определяется положением верхней и нижней кромок. Нижняя кромка соответствует точке соединения плоской части обшивки дна с криволинейной. Верхняя кромка в расчетах должна быть выше второго дна не менее чем на 200 мм. Толщину скулового листа выбираем большую из смежных поясьев.

Проектир ование наружной обшивки корпуса

Проектирование наруж ной обшивки днища

Расчетная схема пластины внешней обшивки дна:

Размещено на http://www.allbest.ru/

· Толщина внешней обшивки днища относительно условий прочности:

где m

a - шпация, равна 0.75 м;

Принимаем равным 1;

Таким образом,

10.47 мм, принимаем 1 1 мм.

· Толщина наружной обшивки днища из условий устойчивости:

Сжимающие напряжения в днище от общего продольного изгиба

D - высота борта, 10.8 м;

Принимаем м 4 .

Критические напряжения 183.7 МПа определяются из условий устойчивости пластин наружной обшивки, при этом k

13.97 мм, принимаем 1 4 мм,

где b

мм, принимаем 2 мм, так как мм.

· Толщина наружной обшивки днища относительно условий минимальной строительной толщины:

Прямая проверка устойчивости назначенной толщины днищевой обшивки. Для заведомого обеспечения устойчивости принимаем толщину наружной обшивки S =1 6 мм;

устойчивость обеспечена.

· Выбор толщины горизонтального киля:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование наружной обшивки борта.

Расчетная схема пластины внешней обшивки борта:

Размещено на http://www.allbest.ru/

· Толщина внешней обшивки борта относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a - шпация, равна 0.75 м;

1.13, принимаем равным 1;

Для поперечной системы набора борта равен 0.6;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.17 мм/год;

Таким образом,

принимаем 10 мм.

· Толщина наружной обшивки борта из условий устойчивости:

k =1.0 - коэффициент запаса устойчивости для пластин.

Сжимающие напряжения в борту от общего продольного изгиба

Отстояние нейтральной оси от ОП м;

Критические напряжения 138.7 МПа определяются из условий устойчивости пластин наружной обшивки.

Толщина пластины внешней обшивки, котороя соответсвует условиям стойкости:

где b =H ТР =5.2 м - сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения (расстояние от 2 го дна до нижней палубы);

n - коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины:

1.1 для пластины, которая подкреплена балками полособульбового профиля;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для нахождения необходимо по отношению треугольников найти сжимающее напряжение в нижней палубе и взять как отношение меньших напряжений к большим (для 2 дна и нижней палубы).

138.7 МПа, т.к.

для одинарного борта в сухом трюме.

17.5 мм, принимаем 18 мм для заведомого обеспечения устойчивости.

· Толщина наружной обшивки борта относительно условий минимальной строительной толщины:

Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:

Выбираем толщину наружной обшивки борта S БОР =1 8 мм;

Принимаем толщину скулового листа S СКУЛ =S ДН =1 8 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование настила верхней палубы.

Расчетная схема пластины верхней палубы:

Размещено на http://www.allbest.ru/

· Толщина настила верхней палубы относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a - шпация, равна 0.75 м;

Принимаем равным 1;

Для продольной системы набора равен 0.6;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.1 мм/год;

Таким образом,

4.69 мм, принимаем 5 мм.

· Толщина настила верхней палубы из условий устойчивости:

Сжимающие напряжения в палубе от общего продольного изгиба при прогибе

Момент инерции поперечного разреза корпуса

Момент сопротивления палубы в средней части судна, 3.8 м 3 ;

D - высота борта, 10.8 м;

Отстояние нейтральной оси от ОП

Критические напряжения 201.4 МПа определяются из условий устойчивости пластин настила верхней палубы, при этом k =1.0 - коэффициент запаса устойчивости для пластин.

Так как, то расчетная формула эйлеровых напряжений будет иметь вид:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Толщина пластины внешней обшивки, котороя соответсвует условиям стойкости:

12.87 мм, принимаем 1 4 мм,

где b - сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения, равна 0.75 м;

n - коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины, равен 4;

для верхней палубы.

· Толщина настила верхней палубы относительно условий минимальной строительной толщины:

Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:

· Прямая проверка устойчивости назначенной толщины настила палубы:

Принимаем толщину настила мм и.

201.4 МПа, при 201.4 МПа.

При отношении расчетная формула для критических напряжений будет иметь вид:

Условие выполняется.

Проектирование настила нижней палубы.

Нижняя палуба проверяется только по минимальной строительной толщине:

Принимаем S НП =8 мм для заведомого обеспечения прочности.

Проектирование балок днища, вт орого дна и настила второго дна

Про ектирование настила второго дна

Расчетная схема пластины обшивки второго дна:

Размещено на http://www.allbest.ru/

· Толщина настила второго дна относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a - шпация, равна 0.75 м;

Принимаем равным 1;

Наибольшее расчетное давление, кПа;

Коэффициент продольной системы набора, равен 0.8;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.15 мм/год;

o Р 1 расчетное давление от единичного груза на второе дно (пункт 3.4) равно 62.1 кПа;

o испытательное давление

o давление аварийного затопления

o расчетное давление на конструкцию второго дна, если междудонное пространство заполнено балластом (- высота воздушной трубки):

Выбираем кПа для дальнейших расчетов.

9.89 мм, принимаем 10 мм.

· Второе дно на устойчивость не проверяется

· Толщина настила второго дна относительно условий минимальной строительной толщины:

Округляем S ВД =10 мм для заведомого обеспечения устойчивости, но так как в трюме будет отсутствовать деревянный настил, то толщину настила под грузовыми люками увеличим на 2 мм и окончательно примем S ВД =1 2 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Набор днищевого перекрытия

Набор двойного дна расположен между настилом второго дна и наружной обшивкой.

Опорным контуром днищевого перекрытия являются два борта и две смежные поперечные переборки.

Основной набор - это продольные балки днища и второго дна, расположенные на каждой шпации. Сплошные флоры расположены через 3 шпации. Под поперечными переборками располагаются водонепроницаемые флоры.

В диаметральной плоскости находится вертикальный киль. Расстояние между вертикальным килем и днищевым стрингером равняется 4,5 метра.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Про е ктирован ие сплошных флоров

Сплошной флор в диаметральной плоскости имеет такую же высоту, как и вертикальный киль h =1.12 м.

· Толщина сплошного флора относительно условий прочности:

где ;

a - шпация, равна 0.75 м;

0.78 коэффициент использования механических характеристик материала;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

Принимаем 10 мм.

· Толщина сплошного флора относительно условий минимальной строительной толщины:

Лист сплошного флора подкрепляется вертикальными ребрами жесткости, которые расположены в плоскости продольных балок днища и второго дна.

· Толщина ребра жесткости определяется как:

· Ширина ребра жесткости

Принимаем РЖ сплошного флора 8Ч 80 мм.

Про е ктирование в ертикального киля

· Толщина вертикального киля из условия прочности:

где ; принимаем ;

h Ф - фактическая высота вертикального киля, равна 1.12 м;

0.78, коэффициент использования механических хар-к материала;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.2 мм/год;

13.52 мм, принимаем 14 мм.

· Толщина ВК из условий непроницаемости:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a = h ф /2 - меньшая сторона панели ВК, равна 0.56 м;

b - большая сторона панели ВК, равна 0.75 м

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.6;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.2 мм/год;

Максимальное расчетное давление, кПа;

Найдем наибольшее расчетное давление.

Высота воздушной трубки, 1.5 м;

Расстояние от середины высоты панели вертикального киля до верхней палубы в ДП, м;

Давление клапана, 15 кПа;

Выбираем 124.5 кПа для дальнейших расчетов.

Толщина вертикального киля должна быть на 1 мм больше, чем толщина сплошного флора, но не меньше чем:

Принята толщина вертикального киля 14 мм.

Посередине высоты вертикального киля для заведомого обеспечения устойчивости стенки размещаем ребро жесткости, которое принимаем профилем Р20а.

Про е ктирование днищевого стрингера

Толщина днищевого стрингера должна быть не меньше толщины сплошного флора. Принимаем S ДС =12 мм.

Про е кт ирование продольных балок днища

· Момент сопротивления продольных балок днища относительно условию прочности:

где m

a - шпация, равна 0.75 м;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р - расчетное давление для балок днища, 91.4 кПа;

l - пролет балки, 2.25 м;

Поправка на износ и коррозию 1.26;

По моменту сопротивления из таблицы 1 принимаем Р 18б (h стенки=180 мм; S =11 мм; b бульба=44 мм; f =25.8 см 2 ; W =218 см 3).

· Проверка изношенного полособульба за половину срока службы:

183.7 МПа - сжимающие напряжения в днище от общего продольного изгиба;

где i

f - площадь поперечного сечения изношенной балки, см 2 ;

l - прогон балки, 2.25 м;

где h - высота стенки изношенной балки, см;

F - площадь стенки изношенной балки, см 2 ;

F 1 - площадь свободного пояска изношенной балки, см 2 ;

F 2 - площадь присоединенного пояска изношенной балки, см 2 .

Для определения момента инерции изношенного полособульба заменяем его тавром:

где f - площадь поперечного сечения бульба без присоединенного пояска, 25.8 см 2 ;

h - высота профиля, 18 см;

S C - толщина стенки полособульба, 1.1 см;

b - ширина бульба, 4.4 см;

Таким образом, толщина свободного пояска 1.82 см;

Высота стенки тавра будет:

См, принимаем см;

Изношенная площадь поперечного сечения

Расчетный тавр

	b ПП	S ПП	h СТ	S СТ	b СП	S СП

f, см 2
f ", см 2

h= 16.2 см; F= 14.6 см 2 ; F 1 =8.4 см 2 ; F 2 =105 см 2 .

Про е ктирован ие продольных балок второго дна

· Момент сопротивления продольных балок второго дна относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 12;

a - шпация, равна 0.75 м;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.6 для балок дна;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р - наибольшее расчетное давление на второе дно, 112.3 кПа;

l - прогон балки, 2.25 м;

Поправка на износ и коррозию

· Минимальная строительная толщина стенки балки:

По моменту сопротивления Р20а (h стенки=200 мм; S =10 мм; b бульба=44 мм; f =27.4 см 2 ; W =268 см 3).

Проектирование бортового набора

В районе грузового отсека внешняя обшивка борта подкрепляется балками основного набора - шпангоутами. Рамные шпангоуты и бортовые стрингеры отсутствуют как в трюмном, так и в твиндечном помещениях.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пр оектирование трюмных шпангоутов

· Момент сопротивления трюмного шпангоута из условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 18;

a - шпация, равна 0.75 м;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

3.58 м - расстояние от КВЛ до расчетной точки;

l - высота трюмной части, 5.2 м;

Поправка на износ и коррозию;

2 468 (h стенки=240 мм; S =8.5 мм; b бульба=71 мм; f =33.17 см 2 ; W =442 см 3).

Проверка не требуется.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Давление на уровне середины пролёта трюмного шпангоута:

Давление на уровне середины пролёта твиндечного шпангоута (середина пролета твиндечного шпангоута находится на 1,26 м выше уровня осадки, поэтому статического давления воды на шпангоут не будет):

Проек тирование твиндечных шпангоутов

· Момент сопротивления трюмного шпангоута из условий прочности

где m

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р - расчетное давление посередине пролета балки, 31.5 кПа;

l - высота твиндека, 4.48 м;

Поправка на износ и коррозию;

Из таблицы 1 выбираем несимметричный профиль Р 2 0а (h стенки=200 мм; S =10 мм; b бульба=44 мм; f =27.4 см 2 ; W =268 см 3).

Проектирование скуловых книц

· Размер катета книц определяется по формуле:

где W - Расчетный момент сопротивления подкрепляемой балки, 425 см 3 ;

S - толщина подкрепляемой балки, 8.5 мм.

S =8.5 мм, если длина свободной кромки кницы оказывается больше см, то свободная кромка должна иметь фланец или поясок

Все кницы 200<C <400 должны иметь фланец b =50 мм.

Принимаем кницу: .

Набор палубных перекрытий

Основные балки перекрытия - продольные подпалубные балки имеют опоры на рамных бимсах и на поперечных переборках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рамные бимсы имеют опоры на комингс-карлингсах и бортах. Комингс-карлингс опирается на рамные бимсы.

Проектирован ие продольных подпалубных балок

· Момент сопротивления продольных подпалубных балок относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 12;

a - шпация, равна 0.75 м;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.45;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р - расчетное давление посередине пролета балки, кПа;

l = 2.25 м;

36.6 см 3 < 200 см 3 ;

Поправка на износ и коррозию;

Из таблицы 1 выбираем несимметричный профиль Р1 2 (h стенки=120 мм; S =6.5 мм; b бульба=30 мм; f =11.2 см 2 ; W =68 см 3).

· Проверка устойчивости:

; коэффициент запаса устойчивости.

201.4 МПа - сжимающие напряжения в верхней палубе (5.1.3);

где i - момент инерции поперечного сечения изношенной балки;

f - площадь поперечного сечения изношенной балки с присоединенным пояском, см 2 ;

l - пролёт балки, 2.25 м;

Износ для верхней палубы сухого отсека для устойчивости равен 0, поэтому момент инерции Р12 берем из таблицы 1: i =767 см 4 .

МПа - устойчивость обеспечена.

П роектирование рамных полубимсов

· Момент сопротивления рамного полубимса из условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a - 2.25 м;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

l - пролёт балки, 5.05 м;

Из таблицы 5 принимаем Т25а (; f проф =29.4 см 2 ; I =13000 см 4 ; f п о яс =100 см 2 ; W =470 см 3).

где h - высота стенки балки, равна 25 см;

- надбавка за износ и коррозию, 0.14 см;

Ширина свободного пояска балки, равна 12 см;

Ширина присоединенного пояска, см;

Высота рамного полубимса должна быть в 2 раза больше высоты продольной подпалубной балки.

Из таблицы 5 принимаем Т2 8 а (; f проф =34 см 2 ; I =13600 см 4 ; f п о яс =100 см 2 ; W =560 см 3).

· Момент инерции рамного полубимса:

где l - прогон рамного бимса меж опорами, равен 4.5 м;

с - расстояние между рамными бимсами, 2.25 м;

Расстояние между продольными палубными балками, 0.75 м;

Фактический момент инерции продольной подпалубной балки с присоединенным пояском, 767 см 4 (для Р 12 );

Поэтому:

Фактический момент инерции балки I =13000 см 4 > требуемого см 4 , значит жесткость обеспечена.

· Площадь стенки рамного полубимса:

где 89.1 кН;

Высота стенки рамного бимса, 28 см;

- надбавка за износ и коррозию, 1.44 см;

Надбавка на износ и коррозию, мм;

Т - средний срок службы судна, равен 24 года;

U - скорость коррозии борта, равна 0.12 мм/год;

см 2 - площадь стенки обеспечена.

Проектирование бимсовых книц верхней палубы.

Толщина кницы равняется толщине стенки меньшей балки S =11 мм, а катеты равняются высоте меньшей балки С =220 мм (Р22а - твиндечный шпангоут).

Принимаем кницу 11Ч220Ч220.

Проектирование комингс-карлингса верхней палубы.

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 10;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.35;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

Р - расчетное давление на ВП, кПа;

см 3 > 23355 см 3 .

Определение фактического момента сопротивления продольного комингс-карлингса определяется при помощи расчета геометрических характеристик этой рамной связи:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размеры, мм	F , см 2	F Z , см 3	F Z 2 , см 4	I , см 4

Отстояние нейтральной оси от оси сравнения:

Главный центральный момент инерции поперечного сечения:

3395095 см 4 ;

Минимальный момент сопротивления комингс-карлингса:

см 3 , значит прочность обеспечена.

Проектирование полубимсов нижней палубы.

· Момент сопротивления полубимсов нижней палубы относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a - шпация, равна 0.75 м;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

Нормативный предел текучести, 301 Мпа;

l - расстояние от комингс-карлингса до борта, 5.05 м;

523 см 3 > 200 см 3 ;

Поправка на износ и коррозию;

По моменту сопротивления из таблицы 2 выбираем симметричный профиль 2 7812 (h стенки=270 мм; S =12 мм; b бульба=82 мм; f =48.33 см 2 ; W =660 см 3).

Проектирова ние бимсовых книц нижней палубы

· Размер катета кницы определяется по формуле:

где W - Расчетный момент сопротивления трюмного шпангоута, 425 см 3 ;

S - толщина подкрепляемой балки, 10.5 мм.

· толщина кницы должна равняться толщине подкрепляемой балки S =10.5 мм, если длина свободной кромки кницы оказывается больше см, то свободная кромка должна иметь фланец или поясок см.

Все кницы 200<C <400 должны иметь фланец b =50 мм.

Принимаем кницу: .

Проектирование карлингс-комингса нижней палубы

· Момент сопротивления карлингс-комингса нижней палубы относительно условий прочности:

где m - коэффициент изгибающего момента, равен 10;

a - ширина палубы, поддерживаема комингс-карлинсом, 7.025 м;

Коэффициент допустимых напряжений, равен 0.65;

Нормативный предел текучести для стали 10ХСНД, 346 МПа;

Р - расчетное давление на нижнюю палубу от груза, 53.5 кПа;

l - пролёт карлингса между пилерсами, 14.25 м;

см 3 > 34662 см 3 .

· Оптимальная высота стенки карлингс-комингса:

где W - Момент сопротивления карлингс-комингса, равен 34662 см 3 ;

S =S ст.кк, 30 мм;

Принимаем h =1200 мм.

; , см 2 ; К =4.5;

Размещено на http://www.allbest.ru/

237.5 см 2 - площадь присоединенного пояска к-к грузового люка НП (принимаем толщину НП 20 мм);

Площадь полки коминск-карлинса: 225 см 2 .

см; Принято В пол = 65 см.

Фактическая площадь свободного пояска см 2 .

Принимаю коминс-карлингс.

см 3 - прочность обеспечена.

Проект ирование пиллерсов и фальшборта

Про ектирование твиндечных пилерсов

Пиллерсы обеспечивают передачу усилий с конструкций палуб на расположенные ниже конструкции корпуса. Чаще их изготавливают из металлических труб, но пиллерсы могут быть изготовлены и из швеллеров, двутаврового профиля и коробчатыми.

В конструкции набора палубы пиллерс располагают на пересечении карлингса и рамного бимса, на втором дне на пересечении сплошного флора и днищевого стрингера.

Размещено на http://www.allbest.ru/

где l m - длина палубы поддерживаемая пиллерсом, вдоль карлингсом между серединами их прогонов, 8.25 м;

b m - ширина палубы, поддерживаемая пиллерсом, 7.025 м;

P ВП - расчетное давление на верхнюю палубу от груза, 22.4 кПа;

Из таблицы 6.7 принимаю пиллерс 12Ч377 (длиной 6 м, Р=1367 кН).

Проектирование трюмных пилерсов

где P НП - расчетное давление на нижнюю палубу от груза, 53.5 кПа;

Поскольку полученная нагрузка больше табличного, то нужно определить площадь поперечного сечения пиллерса (К =2 коэффициент запаса прочности):

Оценочно определяем 292 см 2 ;

Принимаем мм.

46.5 см; Принимаем 52 см.

l - пролет пиллерса, 6 м;

Фактическая площадь пиллерса см 2 больше требуемой см2.

Принимаем пиллерс 20Ч520.

Проектирование на кладных листов

Принимаю подкладной лист 16Ч640.

Проектирование фальшборта

На сухогрузных судах фальшборт не принимает участия в общем продольном изгибе корпуса судна. Высота фальшборта должна быть не менее 1 м от верхней палубы.

Обшивка фальшборта в средней части судна к ширстреку не приваривается, а крепится стояками, которые должны быть расположены на расстоянии l ?1.8 м один от одного. Соединение стояка с обшивкой должно быть не менее половины высоты фальшборта.

Расстояние между стойками принимаю равной 1,5 м (2а).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Толщина обшивки фальшборта:

мм, принимаю мм;

· толщина стойки фальшборта:

По свободной кромке стойки должен быть отогнутый фланец, ширина которого:

6. Проверка общей продольной прочности

После определения размеров связей конструктивного мидель-шпангоута сухогрузного судна вычерчивается расчетная схема эквивалентного бруса, в которую входят все продольные связи корпуса, которые берут участие в общем продольном изгибе. Полученные геометрические характеристики сравниваются с минимальными, предвари-тельно рассчитанные в пункте 4.

Расчет эквивалентного бруса

Наименование и размер связи	Размер связи, мм	Площадь связи Fi, см 2	Ордината от оси сравнения Zi, м	Стат момент инерции FiЧZi, см 2 Чм	Момент инерции
					Переносной FiЧZi 2 , см 2 Чм 2	Собственный I , см 2 Чм 2
Горизонтальный киль
Днищевая обшивка
Скуловые листы

Днищевой стрингер



Крайний лист ВД
Средний лист ВД
Настил ВД под вырезом люка
Настил ВД

Ширстрек
Настил НП

Полка КК НП
Пал стрингер
Настил ВП

Стенка КК ВП
Полка КК ВП
					207352.7
					C= 214229.3

О тстояние нейтральной оси от оси сравнения.

где А - сумма статических моментов площадей связей, см 2 м;

В - сумма площадей поперечных сечений связей, см 2 .

Главный центральный момент инерции поперечного сечения суд на относительно нейтральной оси

где С - сумма переносных и собственных моментов инерции поперечных сечений связей, см 2 м 2 ;

Моменты сопротивл ений поперечных сечений корпуса

· Момент сопротивления поперечного сечения ВП:

где D - высота судна, 10.8 м;

м 3 - поскольку условие не выполняется - необходимо увеличить.

· Момент сопротивления поперечного сечения днища:

Так как, то увеличиваем некоторые связи верхнего пояска эквивалентного бруса.

м 4 - жесткость корпуса обеспечена!

м 3 - прочность ВП обеспечена!

м 3 - прочность днища обеспечена!

Вывод: Общая продольная прочность обеспечена!

Список использованной литературы

1. Проектування конструктивного мидель-шпангоута суховантажних суден: Методични вказивки / В.Г. Матвеев, А.И. Кузнецов, Б.М. Мартинец, Б.М. Михайлов, О.М. Узлов, М.О. Цибенко, Г.В. Шарун. - Николаев: УДМТУ, 2002. - 76 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Разбивка судна на шпации, выбор категории и марки судостроительной стали для судна. Расчетные нагрузки на наружную обшивку корпуса, днищевое, палубное и бортовое перекрытие. Внешние силы, вызывающие общий изгиб корпуса судна в условиях эксплуатации.

курсовая работа , добавлен 31.01.2012

Конструирование поперечного сечения судна, днищевого и бортового перекрытий, палубы. Выбор судостроительной стали. Расчет шпации, водоизмещения, толщин наружной обшивки, нагрузки водонепроницаемой переборки. Проверка общей прочности корпуса танкера.

дипломная работа , добавлен 15.06.2015

Порядок проведения ремонта судна, его назначение в современных условиях, предполагаемый результат. Основные соотношения главных размерений. Общее количество контейнеров. Расчёт стандарта общей продольной прочности корпуса, посадки и остойчивости судна.

курсовая работа , добавлен 14.08.2010

Компоновка корпуса, выбор системы набора и шпации. Чередование рамных и холостых шпангоутов. Назначение толщины связей. Набор средней части корпуса, машинного отделения, носовой, кормовой оконечности: днищный, бортовой, палубный. Выбор форштефня, штевней.

курсовая работа , добавлен 15.02.2017

Определение массового водоизмещения проектируемого буксирного судна; его главных размеров, коэффициентов полноты водоизмещения, конструктивной ватерлинии и мидель-шпангоута. Уточнение величины осадки. Проверка выполнения требований Речного Регистра.

контрольная работа , добавлен 15.09.2012

Проведение проверки общей прочности судна: определение реакций элементов докового опорного устройства (килевая дорожка, боковые клетки, распоры), нахождение возникающих в сечениях корпуса изгибающих моментов и перерезывающих сил, касательных напряжений.

контрольная работа , добавлен 02.02.2010

Форма оконечностей корпуса. Выбор системы набора корпусных перекрытий (днища, бортов, палубы) с учетом условий работы материала корпуса под действием нагрузок при эксплуатации. Прочные размеры листовых элементов судна, переборок, штевней, фальшборта.

контрольная работа , добавлен 22.09.2011

Обоснование выбора типа энергетической установки для сухогрузного теплохода. Сравнительный анализ показателей дизельных двигателей – претендентов для установки в качестве главных на проектируемом судне. Расчет тормозного устройства и системы охлаждения.

курсовая работа , добавлен 26.11.2012

Определение ходового времени и судовых запасов на рейс. Параметры водоизмещения при начальной посадке судна. Распределение запасов и груза. Расчет посадки и начальной остойчивости судна по методу приема малого груза. Проверка продольной прочности корпуса.

контрольная работа , добавлен 19.11.2012

Понятие об общем устройстве судна. Положения судна на волне. Сжатие корпуса от гидростатического давления. Поперечный изгиб корпуса судна. Увеличение поперечной прочности судна. Специальное крепление бортов. Обеспечение незаливаемости палубы в носу.