Прочность корпуса судна


При плавании судна на его корпус действуют внешние нагрузки двух основных категорий:

- силы действующие при плавании на тихой воде;

- силы дополнительные, вызываемые волнением.

Первые определяются довольно просто, вторые - значительно слож­нее, но обе эти категории внешних нагрузок вызываются общим про­дольным изгибом корпуса в вертикальной плоскости.

На тихой воде:

- общие местные нагрузки обусловлены разностью распределения
масс и гидростатических сил поддержания воды (вообще они уравнове­шиваются, но распределены по-разному - см. рис. 2.1 и 2.2);

- нагрузки от вибрации, вызванные гребным винтом;
- температурные нагрузки.

 


Рисунок 2.1 — Кривая распределения массы судна по длине:

а) приведенная к ступенчатой кривой;

б) не приведенная к ступенчатой кривой

 

Неуравновешенность сил веса и сил поддержания на отдельных участ­ках длины судна вызывает общий продольный изгиб.Разность между силами веса и силами поддержания на единице длины судна называется интенсивностью нагрузки.

 

 
 

Рисунок 2.2 — Кривая сил поддержания:

1— строевая по шпангоутам;

2 — кривая сил поддержания

 

В результате общего продольного изгиба в сечениях корпуса возникают перерезывающие силыи изгибающие мо­менты,которые и необходимо определять. Их величина зависит от взаим­ного распределения сил тяжести и сил поддержания по длине судна, и нейтральная ось балки — корпуса при общем продольном изгибе может получить перегиб (ее средняя часть выше концевых участков) или же про­гиб (концевые участки ее выше средней части).

f - стрелка прогиба корпуса;

N.тв- величина перерезывающих сил на тихой воде;

Мтв - изгибающий момент на тихой воде.

При перегибе судна верхняя палуба растянута, а днище сжато, при прогибе — наоборот (рис. 2.3).

 

Рисунок 2.3 — Общие продольные деформации корпуса

(изгиб в вертикальной плоскости): а — перегиб; б — прогиб

 

Одно и то же судно при различных вариантах загрузки может иметь как прогиб, так и перегиб.

Для расчетов прочности корпуса судна необходимо знать наибольшие значения изгибающих моментов на тихой воде в наиболее неблагоприят­ных, но возможных условиях его загрузки.

Основные факторы, влияющие на Мтв, могут быть:

- масса, длина и положение по длине ЦТ главных механизмов;

- расположения, форма и размеры грузовых трюмов;

- коэффициент общей полноты судна (Св);

- масса и расположение запасов.

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 встре­чаться в нормальных условиях эксплуатации.

Пример: упрощенная схема определения изгибающих моментов в миделевом сечении с машиной в середине длины.

Полный груз, полные запасы:

Мтв = ∆L/100

полный груз, 10% запасов:

Мтв= ∆L/70

 

При плавании на волнении в дополнение к внешним силам на тихой воде на корпус действуют волновое давление и инерционные усилия, причем перерезывающие силы и изгибающие моменты достигают значитель­ной величины (рис. 2.4).

То есть:

Мр = Мтв + Мв ,

где Мр - расчетный изгибающий момент;

Мв - волновая составляющая изгибающего момента.

При определенной загрузке Мтв - величина постоянная, а волнение имеет два максимальных значения: на вершине волны - Мввст и на подошве волны - Мш,ст. Мр в этом случае также имеет два максимальных значения. Статическая постановка на вершину и подошву предполагает расположение на миделе соответственно вершины или подошвы волны.

 

 


 

 

 
 

 


Рисунок 2.4 Волновая ватерлиния при длиной (а) и короткой (б) волне

 

Кроме рассмотренных силовых воздействий (на тихой воде и волно­вых) на корпусе на нерегулярном волнении воздействуют еще и удары носовой оконечности о воду - слеминг.Особенно эти удары сильны у скоростных судов, имеющих небольшую осадку носом. Для уменьшения ударов снижается скорость хода (и довольно значительно), иначе можно погубить судно. Известны случаи, когда суда переламывались во время шторма при движении с повышенными скоростями.

В 1946 году повышение скорости хода на танкере «Донбасс» привело к тому, что он переломился. В 60-е годы в районе Камчатки при попытке отойти от берега во время шторма переломился пароход «Валерий Чка­лов» (∆ = 15000 т). Скорость при аварии была максимальная, т.к. капитан парохода пытался избежать выброса на мелководье.



Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 429;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.