НИЖЕГОРОДСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра : «Строительной механики корабля и сопротивления материалов»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО ПРОЧНОСТИ КОРПУСА СУДНА
(Универсальное сухогрузное судно DW 2800т)
Выполнила студентка:
группы 01-КС-1
Сорокин А.К.
Проверил:
Гибулин Е.Н.
Нижний Новгород, 2005 с одержание
Лист
1. Краткое описание судна
2. Определение изгибающих моментов и перерезывающих сил, действующих на корпус судна
2.1 Расчёт весовой нагрузки
2.2 Удифферентовка судна на тихой воде
2.3 Определение перерезывающих сил и изгибающих моментов
3 Определение дополнительных изгибающих моментов и перерезывающих сил при движении судна на волнении
3.1 Расчёт эксплуатационного волнового изгибающего момента
3.2 Расчёт ударных изгибающих моментов
3.3 Расчёт предельного волнового изгибающего момента
4 Оценка общей продольной прочности корпуса
4.1 Выбор расчётного сечения
4.2 Проверка по критерию эксплуатационной прочности
4.2.1 Определение допускаемых напряжений
4.2.2 Проверка по критерию эксплуатационной прочности
4.3 Проверка по предельному состоянию
4.4 Проверка по предельному состоянию корпуса на срез
5 Расчёты местной прочности и устойчивости связей корпуса
5.1 Проверка прочности продольной балки днища
5.2 Проверка прочности холостого шпангоута наружного борта
5.3 Проверка устойчивости продольного ребра жёсткости палубы
Заключение
Литература
1 Краткое описание судна
Курсовой проект по конструкции корпуса выполняется на базе бакалаврской работы, со следующими характеристиками:
Класс судна км лу3 [1] 11 а3
Главные размерения LxBxH = 110,8х13,2х6,1 м
Водоизмещение D = 4939 т.
Автономность A = 20 суток
Скорость V = 12,5 узлов
Экипаж n = 12 чел.
Назначение судна – перевозка генеральных грузов, насыпных грузов, леса, контейнеров международного стандарта в трюмах и на люковых крышках.
Тип судна — однопалубный, двухвинтовой сухогруз, с баком и ютом, транцевой кормой, с двойным дном, с двойными бортами, и шестью поперечными переборками. Машинное отделение находиться в корме.
Район плавания: внутренние водные пути, моря: Балтийское, Северное, Норвежское, Средиземное, Баренцево, Чёрное, Красное, Каспийское, Охотское, Японское ограничениями плавания, накладываемыми классом судна.
Главные размерения:
Длина по КВЛ Lквл=110,8 м.
Ширина по КВЛ Bквл=13,2 м.
Осадка по КВЛ
=4,94
м.
Высота борта на миделе Н=6,1 м.
Расстояние между теоретическими шпангоутами ат=5,54 м.
Расстояние между практическими шпангоутами ап=0.6 м
Коэффициент полноты площади ватерлинии a=0,933
Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута b=0,995
Коэффициент общей полноты d=0,836
2 Определение изгибающих моментов и перерезывающих сил, действующих на корпус судна
Расчётным случаем для определения максимального изгибающего момента для данного сухогрузного судна является случай в балласте со 100%-ми запасами.
2.1 Расчёт весовой нагрузки
Расчет весовой нагрузки проводим по укрупненным статьям нагрузки масс судна. Значения отдельных статей нагрузки приняты по результатам расчетов, произведенных в курсовом проекте по дисциплине «Основы кораблестроения».
Массу необорудованного корпуса найдём по формуле:
,т
где
=1892,4
т- масса корпуса оборудованного;
=200
т –масса надстройки.
т.
Так как длина свеса носовой части корпуса
превышает половину теоретической
шпации, то при расчёте весовой нагрузки
к длине судна прибавляем ещё одну
теоретическую шпацию, таким образом
конечная длина судна
=116,34
м.
Строим приближённую эпюру сил веса корпуса, как показано на рисунке 2.1
,т/м
, т/м
,
т/м.
нос
с
b
а
корма
L/3
L/3
L/3
Рисунок 2.1- Эпюра масс корпуса
Построение эпюры сил веса показано на рисунке 2.2.
т/м;
т/м;
т/м.
Масса корпуса судна соответствует площади построенной фигуры.
Рисунок 2.1- Эпюра масс корпуса судна
Д ля вычисления распределения масс составляющих нагрузку судна в балласте с 100% запасами находим коэффициенты ki .
Вес механизмов равномерно распределим по длине МО :
kмех = mмех/Lмо ;
где mмех =142,8 т –масса механизмов; ki
Lмо = 26,4 м – длина МО;
kмех = 142,8/26,4 = 5,4 т/м;
Топливо, вода и масло находятся на 15,16,17 теоретических шпангоутах:
,т/м;
где
=222,66
т –масса топлива;
=10,48
м –расположение топлива;
т/м.
Массу статей нагрузки "постоянные жидкие грузы, снабжение, имущество" и "экипаж, провизия, вода" распределим равномерно по длине надстройки.
,
т/м:
где LНАДСТР = 29,8 м длина надстройки;
=38,69
т –масса экипажа.
т/м.
Запас водоизмещения равномерно распределим по всей длине судна:
,
т/м;
где
=103,8
т –запас водоизмещения;
т/м.
Балласт расположен в двойных бортах 1,2,3 трюмов и двойном дне 3 трюма:
Двойные борта 1-го трюма
,
т/м
где
=281,81
т- масса балласта в 1 трюме;
=26,4
м – длина 1 трюма.
т/м.
Двойные борта 2-го трюма
,
т/м
где
=339,3
т- масса балласта в 2 трюме;
=18,6
м – длина 2-го трюма.
т/м.
Двойные борта и двойное дно 3-го трюма
,
т/м
где
=675,48
т- масса балласта в 3 трюме;
=25,2
м – длина 3-го трюма.
т/м.
Распределение весовой нагрузки по теоретическим шпациям проведено в таблице 2.1.
Эпюра масс судна представлена на рисунке 2.3.
Абсцисса центра тяжести судна определяется по формуле :
м
Таблица 2.1- Распределение весовой нагрузки по теоретическим шпациям
№ п/п |
Статья нагрузки |
Вес статьи нагрузки, т |
19-20 |
18-19 |
17-18 |
16-17 |
15-16 |
14-15 |
13-14 |
12-13 |
11-12 |
10-11 |
9-10 |
8-9 |
7-8 |
6-7 |
5-6 |
4-5 |
3-4 |
2-3 |
1-2 |
0-1 |
-1-0 |
1 |
Корпус |
1692,4 |
58,03 |
65,80 |
70,98 |
76,16 |
81,34 |
86,52 |
91,70 |
94,29 |
94,29 |
94,29 |
94,29 |
94,29 |
94,29 |
94,29 |
91,01 |
84,45 |
77,88 |
71,32 |
64,76 |
58,20 |
51,64 |
|
Надстройка |
200 |
37,18 |
37,18 |
37,18 |
37,18 |
51,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Механизмы |
142,8 |
|
26,34 |
29,92 |
29,92 |
29,92 |
26,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Топливо, вода, масло |
222,66 |
|
|
|
104,96 |
117,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Балласт |
1296,49 |
|
|
|
|
|
|
165,39 |
148,50 |
148,50 |
203,18 |
63,85 |
101,06 |
101,06 |
84,64 |
68,74 |
59,14 |
59,14 |
59,14 |
34,16 |
|
|
5 |
Запас водоизмещения |
38,69 |
7,19 |
7,19 |
7,19 |
7,19 |
9,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Экипаж |
103,8 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
4,94 |
|
Суммы |
3696,83 |
107,34 |
141,46 |
150,21 |
260,35 |
295,09 |
118,18 |
262,03 |
247,73 |
247,73 |
302,41 |
163,08 |
200,29 |
200,29 |
178,93 |
164,70 |
148,53 |
141,97 |
135,40 |
103,86 |
63,14 |
56,58 |
|
Факторы плеч |
|
-19 |
-17 |
-15 |
-13 |
-11 |
-9 |
-7 |
-5 |
-3 |
-1 |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
|
Факторы статических моментов,тм |
|
-2039,5 |
-2404,74 |
-2253,15 |
-3384,51 |
-3246,01 |
-1063,65 |
-1834,20 |
-1238,66 |
-743,20 |
-302,41 |
163,08 |
600,88 |
1001,47 |
1252,53 |
1482,27 |
1633,80 |
1845,55 |
2031,04 |
1765,65 |
1199,67 |
1188,14 |
-5462,4138
-
Рисунок 2.3- Эпюра масс судна