1.4. Расчет эквивалентного бруса во втором приближении.

Для продольных связей корпуса т/х «Сыктывкар», с учетом связей потерявших устойчивость произведен расчет эквивалентного бруса во втором приближении в

Таблица 1.4.1.

Расчет эквивалентного бруса во втором приближении

№	Наименование и размер связи	Редуцируемая площадь Fрi, см 2		Поправка к площади Fi = Fрi(i – 1) см2	Отстояние от нейтральной оси Z1i, м	Fi × Z1i, см 2× м	Fi × Z21i, см 2× м2	Io см2м2
0	Эквивалентный брус	-	-	3473	0	0	0	33685
1	Вертикальный киль 1000 ´ 7,64	19	0,39	- 12,0	2,526	- 30	- 77	- 2,0
2	Стрингер 1000 ´ 5,64	224	0,20	- 179,0	2,526	- 452	- 1142	- 2,3
	Листы днища 5700 ´ 8,64	247	0,71	- 71,0	3,071	-218	- 670	-0,0
		-	-	3211	-	- 700	- 1889	33681

Поправка к отстоянию нейтральной оси миделевого сечения от оси сравнения определена по формуле

Z =	åFizi	=	- 700	= - 0,218м
	åFi		3211

где,

åF_iz_i = - 700 см ² м – статический момент редуцированных связей во втором приближении

åF_i = 3211 см ² – площадь половины миделевого сечения во втором приближении

Момент инерции миделевого сечения определен по формуле

I_p = 2 ( I_o - Z ² åF_i ) = 2 ( 33681 – ( - 0,218) ²× 3211) = 67057 см ² м

где,

I_o = 33681 см ² м ² – момент инерции половины миделевого сечения

Момент сопротивления для верхней палубы миделевого сечения определен по формуле

W’пал =	Iр	=	67057	= 15705 см 2 м > 0,9×Wпал = 0,9× 15010 = 13509см 2м
	|Z’ пал|		|- 4,706|

где,

Z’_пал = Z_пал – Z = - 4,924 - ( - 0,218) = - 4,706 м – отстояние верхней палубы от нейтральной оси

Z_пал = - 4,924 м – отстояние верхней палубы от нейтральной оси в первом приближении

Момент сопротивления для днища миделевого сечения определен по формуле

W’дн =	Iр	=	67057	= 20357 см 2 м > 0,9×Wдн = 0,9× 19711 = 41760 см 2м
	|Z’ дн|		|-3 ,294|

Z’_дн = Z_дн – Z = - 3,076 + ( - 0,218) = - 3,294 м – отстояние днища от нейтральной оси

Z_дн = - 3,076 м – отстояние днища от нейтральной оси в первом приближении

1.5. Проверка прочности по критерию усталостной прочности.

Проверка прочности по критерию усталостной прочности для корпуса т/х «Сыктывкар», с учетом износа связей за двадцатичетырехлетний срок эксплуатации произведена по формуле

i =	Kв× Мв1 + Ктв1 × Мт.в.max	× 10 3  дi
	Wi

Для верхней палубы с моментом сопротивления в первом приближении

si =	1,0 × 71139 + 0,91 × 165000	× 10 3 = 147 МПа < 163 МПа
	15010 ×10 2

Для днища с моментом сопротивления в первом приближении

si =	1,0 × 71139 + 0,65 × 165000	× 10 3 = 82 МПа < 140 МПа
	21901 ×10 2

где,

М_т.в.^max = 16500 КНм - изгибающий момент на миделе на тихой воде

W_пал = 15010 см ² м – момент сопротивления верхней палубы в первом приближении

W_дн = 21901 см ² м – момент сопротивления днища в первом приближении

Кв = 0,95 [ 1 + 0,04× C			L× Fr1в			2			L					1,5	]  1,0
			D×						200
Кв = 0,95 [ 1 + 0,04 × 0,53				96,0 × 0,11						2			96,0				1,5	] = 1,0 -
				8,0 ×1,06									200

- коэффициент, учитывающий влияние дополнительных усилий от волновой вибрации

L = 96,0 м - длина между перпендикулярами

D = 8,0 м - высота борта

С =  ²_н ( 0,5 + 2sin)   ²_н

С = 0,67 ² ( 0,5 + 2× 0,342) = 0,53 – коэффициент

 _н = 0,67 – коэффициент полноты носовой половины ватерлинии

 = 20 ^о – угол между касательной ко второму теоретическому шпангоуту и вертикалью на уровне летней ватерлинии

 =	W’пал	=	15705	= 1,06 – коэффициент
	Wmin		14798

W’_пал = 15705 см ² м – момент сопротивления верхней палубы во втором приближении

W_min = 14798 см ² м – минимальный момент сопротивления миделевого сечения

Fr1в = 0,125 Fr o [ 2,5 + 1,5×							L		2/3	] = 0,125 × 0,23×[ 2,5 + 1,5 ×
							100
×		96,0		2/3	] = 0,11 – расчетное значение числа Фруда с учетом потери скорости
		100

Fr o =	0,164 × u		=	0,164 × 13,5		= 0,23 – число Фруда на тихой воде
		L			96,0

u = 13,5 уз. – скорость судна

М_в1 = 0,5× h₁(L)×K₁()× _o× ₁×B×L² = 0,5× 7,1×0,314× 0,51×0,93×14,6×96,0² = 71139 КНм – волновой изгибающий момент с обеспеченностью Q = 10 ^{– 5}

h₁(L) = K_c(L)× C_w = 0,91× 7,8 = 7,1 – высота волны с обеспеченностью Q = 10 ^{– 5}

K₁() = 0,60 × a - 0,17 = 0,60 × 0,807 – 0,17 = 0,314 - коэффициент

a = 0,807 - коэффициент полноты ватерлинии

Kc(L) = 1,05 -	2425	 1,0
	L 2 + 8530
Kc(L) = 1,05 -	2425		= 0,91 – коэффициент
	96,0 2 + 8530

C_w = 7,8 – волновой коэффициент

o =

1,3 - 2

B

×

0,65 – 2,1

d

=

1,3 – 2 ×

14,6

×

L

L

96,0

×

0,65 – 2,1×

6,55

= 0,51 – гидродинамическая поправка

96,0

1 = 1,2 – 0,3  - ( 3 + 20 Fr1в)		Мтвмах		+ ( 4,2 - 4×)×Fr1в = 1,2 – 0,3× 0,807 -
		10 × ×L
- ( 3 + 20 × 0,11) ×	165000		+ ( 4,2 - 4× 0,807)× 0,11 = 0,93 - гидродинамическая
	10 ×6681 ×96,0

поправка

где,

L = 96,0 м - длина между перпендикулярами

B = 14,6 м - ширина на миделе

d = 6,55 м - осадка по грузовую ватерлинию

D = 6681 т – весовое водоизмещение

a = 0,807 - коэффициент полноты ватерлинии

Fr₁^в = 0,11 – расчетное значение числа Фруда с учетом потери скорости

М_т.в.^max = 165000 КНм - изгибающий момент на миделе на тихой воде

Ктв1 = 0,35		Мт.в.max	+1		 0,7
		Мт.в.*
Ктв1 = 0,35 ×		165000	+1		= 0,91 – весовой коэффициент для учета нагрузок на
		102343

тихой воде для верхней палубы

Ктв1 = 0,25		Мт.в.max	+1		 0,5
		Мт.в.*
Ктв1 = 0,25 ×		165000	+1		= 0,65 – весовой коэффициент для учета нагрузок на
		102343

тихой воде для днища

М_т.в.^* = 0,076× K_c(L)× W_min = 0,076 × 0,91× 1479800 = 102343 КНм – граничное значение изгибающего момента на тихой воде

где,

K_c(L) = 0,91 – коэффициент

W_min = 14798 см ² м – минимальный момент сопротивления миделевого сечения

тихой воде

д пал. = 0,4 Кд пал [ 1 + 0,06							L		1,5	] A× т = 0,4× 1,0×[1 +0,06×
							100
×		96,0		1,5	] 1,64× 235 = 163 МПа – допускаемые напряжения верхней
		100

палубы

д дн. = 0,4 Кд дн [ 1 + 0,06							L		1,5	] A× т = 0,4× 0,9×[1 + 0,06×
							100
×		96,0		1,5	] 1,57× 235 = 140 МПа – допускаемые напряжения днища
		100

К_{д пал} = 1,0 – коэффициент

К_{д дн} = 0,9 – коэффициент

L = 96,0 м - длина между перпендикулярами

А = 1 + [ 1 -				Ктв1½ Мт.в.max - Мт.в.min ½		1,5	]	Ктв1×½ Мт.в.max ½	=
				2 × Мå				Мå
= 1 + [ 1 -			0,91×½165000 – 95000½			1,5	]	0,91×½ 165000 ½	= 1,64 -
			2 × 221289					221289

- коэффициент, учитывающий изменчивость изгибающего момента на тихой воде для верхней палубы

А = 1 + [ 1 -				Ктв1½ Мт.в.max - Мт.в.min ½		1,5	]	Ктв1×½ Мт.в.max ½	=
				2 × Мå				Мå
= 1 + [ 1 -			0,65×½165000 – 95000½			1,5	]	0,65×½ 165000 ½	= 1,57 -
			2 × 178389					178389

- коэффициент, учитывающий изменчивость изгибающего момента на тихой воде для днища

М_å = K_в × М_в1 + К_тв1 × М_т.в.^max = 1,0 × 71139 + 0,91 × 165000 = 221289 КНм – условное значение суммарного изгибающего момента для верхней палубы

М_å = K_в × М_в1 + К_тв1 × М_т.в.^max = 1,0 × 71139 + 0,65 × 165000 = 178389 КНм – условное значение суммарного изгибающего момента для днища

М_в1 = 71139 КНм – волновой изгибающий момент с обеспеченностью Q = 10 ^{– 5}

К_тв1 = 0,91 – весовой коэффициент для учета нагрузок на тихой воде для верхней палубы

К_тв1 = 0,65 – весовой коэффициент для учета нагрузок на тихой воде для днища

М_т.в.^max = 165000 КНм - изгибающий момент на миделе на тихой воде

К_в = 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние дополнительных усилий от волновой вибрации