II. Определение требуемого момента сопротивления

 

Согласно п. 1.4.6. Правил классификации и постройки морских стальных судов Российского морского регистра судоходства, момент сопротивления рассматриваемого сечения поперечного сечения корпуса (для палубы и днища) Wсм³, должен быть не менее:

                                                ;                               (2.1.10)  = 62,96*10⁴*10³/224,36 = 2,8*10⁶ см³ = 2,8 м³            

где:  = 175 МПа;

= 0,78 – коэффициент использования механических свойств стали (для стали с верхним пределом текучести 315МПа);

При перегибе:

| M_TB + M_W | = |16,26×10⁴ + 46,8×10⁴ |= 62,96×10⁴ кН ×м            (2.1.11а)

 

При прогибе:

| M_TB + M_W | = |16,26×10⁴ – 53,7×10⁴ |= 37,44×10⁴ кН ×м           (2.1.11б)

В расчетах принимается большее значение.

    Результаты расчетов I и II разделов курсовой работы сводятся в таблицу 2.7.

Обозначение	Наименование	Величина	Размер- ность	№ формулы
MTB	Изгибающий момент на тихой воде	16,26×104	КНм	1.1.1
С w	Волновой коэффициент	8,702	-	1.2.3
MW	Волновой изгибающий момент, вызывающий перегиб судна	46,8×104	КНм	1.2.1
MW	Волновой изгибающий момент, вызывающий прогиб судна	-52,7×104	КНм	1.2.2
N w	Положительная перерезывающая сила (в сечении на 0,25L от миделя)	0,21×104	КН	1.3.1
N w	Отрицательная перерезывающая сила (в сечении на 0,25L от миделя)	-0,94×104	КН	1.3.2
МТ = MTB + MW	Расчетный изгибающий суммарный момент	62,96×104	КНм	2.1.11
W	Требуемый момент сопротивления для палубных связей (без учета знака изгибающего момента)	2,8×106	см3	2.1.10
m	Коэффициент	1,0	-	-
W=W*m	Требуемый момент сопротивления для палубных связей	2,8×106	см3	-

 

III. Расчет фактического момента сопротивления палубы

Расчет эквивалентного бруса в первом приближении

Расчет эквивалентного бруса в первом приближении выполнен с помощью Excel и представлен в таблице 3.1. В Приложении 1 представлена схема эквивалентного бруса в масштабе 1:100.

 

Таблица 3.1. Расчет фактического момента сопротивления (эквивалентного бруса), W факт

№	Наименование связей	толщины связей, мм	габарит связей, мм	Площ (F) (3*4), см2	отст. ЦТ от оси сравн., м	статич. момент Fz (5*6), см2*м	момент инерц. Fz2 (7*6), см2*м2	Соб. мом. инерции (для вертик связей), см2*м2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Обшивка днища	14	9460	1 324	0	0	0,0
2	Днищевые балки, 9 шт	п/б 16	160	162	0,086	13,9	1,2
3	Скуловой пояс	16	1290	206	0,325	67,1	21,8
4	Вертикальный киль	6	1 300	78	0,65	50,7	33,0	11
5	Днищевой стрингер, 4 шт	9	1 300	468	0,65	304,2	197,7	66
6	Балки второго дна, 9 шт	п/б 12	120	101	1,224	124,3	151,0
7	Настил второго дна	12	9 750	1170	1,3	1 521	1 997,3
8	Обшивка борта в трюме	13	8 200	1066	5,4	5756	31084,6	5973
9	Полка карлингса 2-ой палубы	14	250	35	9,1	317	2 866,6
10	Стенка карлингса 2-ой палубы	12	450	54	9,3	501	4 645,4
11	Настил 2-ой палубы	14	4 500	630	9,5	5985	56857,5
12	Обшивка борта в твиндеке	14	1 500	210	10,3	2 153	22 063,1	39
13	Продольные бортовые балки, 3 шт	п/б 16	160	54	11	594,0	6 534,0
14	Ширстрек	17	1 500	255	11,8	2 996	35 205,9	48
15	Полка карлингса верхней палубы	14	200	28	12,1	339	4 099,5
16	Стенка карлингса верхней палубы	12	400	48	12,3	590	7 261,9
17	Продольные палубные балки, 3 шт	п/б 16	160	54	12,4	670,4	8 321,8
18	Настил палубы	14	2 250	315	12,5	3 938	49 218,8
19	Палубный стрингер	17	2 250	383	12,5	4 781	59 765,6

СУММА

А =

6 641

В =

30 700

С =

296 444

Отстояние нейтральной оси от оси сравнения, м:

 

 

Момент инерции относительно нейтральной оси, м⁴:

 

Момент сопротивления верхней палубы:

 

 

Момент сопротивления днища:

 

Согласно п. 1.4.6.7. Правилам Регистра во всех случаях момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна (для палубы и днища), см³, должен быть не менее определяемого по формуле:

 

= 8,726*19*140^2(0,74+0,7)*0,78 = 3,64*10⁶ см³                 

 

Согласно произведенным расчетам для заданного судна момент фактического сопротивления (3,92 *10⁶ см³) превышает требуемый момент сопротивления (2,8*10⁶ см³) п. 1.4.6. Правил классификации и постройки морских стальных судов Российского морского регистра судоходства, а также момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна (3,64*10⁶ см³), определяемый по п. 1.4.6.7. Правил Регистра, следовательно судно удовлетворяет критериям прочности, даже имеет излишний запас прочности (который составляет 0,28 см³) поэтому в курсовой работе предлагается уменьшить толщину следующих элементов:

1) Продольные бортовые балки – п/б 16 заменен на п/б 14;

2) Ширстрек – толщина с 17 до 15 мм;

3) Продольные палубные балки – п/б 16 заменен на п/б 14;

4) Палубный стрингер - толщина с 17 до 14 мм;

5)Днищевые балки - п/б 16 заменен на п/б 14.