Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный морской технический

университет» в г. Северодвинске

Н.И. Черенков

АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ТИПЫ

МОРСКИХ СУДОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ СУДОВОГО КОРПУСА

Методические указания к контрольной работе

Северодвинск

2011

УДК 629.12.011.1 (075.8)

Черенков Н.И. Архитектурно-конструктивные типы морских судов и проектирование конструкций судового корпуса: Методические указания к контрольной работе. – Северодвинск: Севмашвтуз, 2011. – 88 с.

Ответственный редактор: к.т.н., доцент Ю.И. Цуренко

Рецензенты: зам.гл.технолога ФГУП «ПО«СЕВМАШ» С.В. Латушкин

доцент кафедры «Судостроительное производство и сварка» Севмашвтуза В.Г. Даценко

Методические указания содержат требования к содержанию и оформлению, а также рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине «Конструкция корпуса судов». В пособии рассматриваются факторы и признаки, характеризующие архитектурно-конструктивный тип судна, а также содержится обширный иллюстративный и справочный материал, который будет полезен студентам при выполнении контрольной работы.

Методические указания предназначены студентам всех форм обучения, обучающимся по специальности 180101 «Кораблестроение».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Севмашвтуза.

© Севмашвтуз, 2011 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Содержание работы и требования к ее выполнению 4

2. Архитектурно-конструктивный тип судна и общие вопросы компоновки поперечного сечения судна 11

3. Пример описания архитектурно-конструктивного типа судна. 24

3.1. Архитектурно-конструктивные особенности судна 24

3.2. Выбор шпации и системы набора 27

Продолжение примера 28

3.3. Определение числа непроницаемых переборок и деление судна на отсеки 29

Продолжение примера 30

3.4. Определение дедвейта и водоизмещения. 33

3.5. Компоновка поперечного сечения судна 33

3.5.1. Прорисовка обводов поперечного сечения корпуса 33

3.5.2. Расстановка связей в миделевом сечении 36

3.5.3. Компоновка поперечного сечения танкера. Продолжение примера 39

4. Выбор категории и марки судостроительной стали проектируемого судна 41

5. Проектирование конструкции наружной обшивки 43

5.1. Описание конструкции НО 43

5.2. Принципы проектирования наружной обшивки и настила ВП 44

5.3. Пример определения ширины поясьев и толщин НО и ВП 48

5.4. Определение толщин поясьев обшивки 52

6. Конструирование днищевого перекрытия судна 57

6.1. Описание конструкции днищевого перекрытия 57

6.2. Определение нагрузок на конструкцию днищевого перекрытия: 62

6.3. Толщина настила второго дна и размеры балок основного набора днища 64

6.3. Толщина сплошных флоров, вертикального киля, стрингеров 65

6.4. Определение размеров ребер жесткости, подкрепляющих ВК, стрингеры и флоры 67

Литература 70

Приложение 1 72

Приложение 2 Справочные данные о профильной стали 81

Приложение 3. Конструкция грузового отсека двухпалубного судна. 84

1. Содержание работы и требования к ее выполнению

Целью контрольной работы является изучение конструктивных типов современных морских судов и их особенностей, а также приобретение практических навыков эскизирования конструктивных мидель-шпангоутов судов и конструктивных разрезов и выполнению расчетов по определению размеров конструкций судового корпуса. Выполнение заданий контрольной работы служит необходимым этапом изучения судовых конструкций и подготавливает студента к сдаче экзамена по дисциплине «Конструкция корпуса судов».

Перед выполнением контрольной работы следует ознакомиться с изложением этих вопросов в учебной литературе по конструкции корпуса морских судов [1], [2], [3], [11].

Задание на контрольную работу включает три следующих вопроса:

1. Описание архитектурно-конструктивного типа судна.

2. Разработка конструкции наружной обшивки.

3. Определение размеров конструктивных элементов заданного перекрытия.

4. Эскизирование конструктивного мидель-шпаногоута заданного типа судна.

Заданием предусматривается описание архитектурно-конструктивного типа и разработка эскизов конструктивных мидель-шпангоутов для типов судов, выбираемых студентом в соответствии с данными таблицы 1. Выбор варианта контрольной работы производится по номеру студента в списке группы.

При изучении материалов необходимых для выполнения контрольной работы следует обратить внимание на факторы, определяющие архитектурно-конструктивный тип судна. К указанным факторам относятся: назначение судна, род перевозимого груза, особенности проведения грузовых операции, условия эксплуатации.

На архитектурно-конструктивный тип судна влияют также такие признаки как:

• форма и количество корпусов;

• количество, расположение и протяженность надстроек;

• положение машинного отделения по длине судна;

• количество и конструкция палуб;

• высота надводного борта;

• конструкция днищевых, бортовых перекрытии и переборок;

• другие особенности общего расположения и конструкции корпуса судна.

Таким образом, рассматривая архитектурно-конструктивный тип судна, нужно охарактеризовать его по следующим факторам:

1. назначение судна;

2. район эксплуатации;

3. внешняя архитектура проектируемого судна;

4. расположение и характеристика грузовых помещений;

5. расположение жилых и служебных помещений;

6. наличие двойного дна и двойных бортов, продольных переборок;

7. системы набора перекрытий;

8. тип силовой установки и ее характеристика;

9. характеристика пропульсивной установки (количество гребных винтов, число лопастей, скорость судна);

10. общесудовые системы;

11. общесудовые устройства.

В первую часть контрольной работы входит также определение шпации судна и разбивка судна на шпации; определение общего числа поперечных водонепроницаемых переборок и деление судна на отсеки; определение дедвейта и водоизмещения.

При описании архитектурно-конструктивного типа и технических характеристик судна можно использовать любые доступные литературные источники (в том числе приведенную в списке литературы данного пособия: учебники [1], [2], [6], [14], монографии [3]. [4]. [9], публикации в журналах [18], а также материалы, размещенные на интернет-сайтах).

В качестве расчетного отсека выбирается трюм (танк) через который проходит миделевое сечение. Для этого отсека выполняется компоновка поперечного сечения корпуса. Наличие двойного дна и двойных бортов, продольных переборок, а также системы набора перекрытий можно определить на основе анализа чертежа мидель-шпангоута судна-прототипа [8].

При определении длины отсеков величину шпации следует сначала вычислить по формуле а = 0,002L + 0,48, м, а затем согласовать ее с размером продольной шпации по данным чертежа мидель-шпангоута судна-прототипа [8]. При значительном расхождении (более 10%), поперечную шпацию принять равной продольной по данным чертежа мидель-шпангоута, либо величине, поученной из литературных источников.

Пример описания архитектурно-конструктивного типа и технических характеристик судна приведен в п.3 настоящих методических указаний. Там же приведены указания и пример компоновки миделевого сечения судна.

Наружная обшивка судна является одной из важнейших конструктивных частей корпуса судна, обеспечивающей непроницаемость внутреннего объема корпуса и играющей первостепенную роль в обеспечении общей прочности судна. В п. 4 Приведены указания и пример конструирования наружной обшивки судна.

Определение размеров конструктивных элементов перекрытия следует начать с построения конструктивно-компоновочной схемы заданного перекрытия. Габаритные размеры перекрытия определяются размерами грузового трюма (танка) через который проходит миделевое сечение. Расположение балок главного направления и рамных связей следует увязывать с данными чертежа мидель-шпангоута судна-прототипа [8]. Рассматривая конструкцию перекрытия, нужно определить систему набора, отметить преимущества и недостатки принятой системы, уточнить главные и второстепенные функции продольных и поперечных конструктивных связей.

После выяснения этих обстоятельств приступают к определению прочных размеров рассматриваемого перекрытия: толщины обшивки (настила) данного перекрытия, размеров поперечного сечения балок главного направления, размеров рамных балок и подкрепляющих их конструктивных элементов. При выполнении этого пункта задания нужно руководствоваться рекомендациями Правил Российского морского Регистра судоходства [ ]. и указаниями методических пособий [ ], [ ].

Пример выполнения расчетного проектирования днищевого перекрытия приведен в п. 5 методических указаний.

Под конструктивным мидель-шпангоутом понимается серия наиболее характерных по конструкции поперечных разрезов корпуса судна в средней части его длины. В задании для уменьшения объема графической работы выполняется по одному характерному разрезу корпуса каждого судна.

На чертежах конструктивных мидель-шпангоутов, выполняемых в отрасли, для более полного представления о конструкции корпуса проектируемого судна выполняются также в необходимом количестве конструктивные разрезы, сечения и другие виды графических изображений.

В качестве исходных материалов для выполнения эскизов мидель-шпангоутов принять конструктивные чертежи проектных организаций или альбомы судовых конструкций, например, [8].

Могут быть использованы изображения мидель-шпангоутов в книгах и пособиях по конструкции корпуса, а также в периодической литературе.

После общего ознакомления с конструктивными мидель-шпангоутами ряда однотипных судов можно приступать к составлению эскиза рассматриваемого типа судна. Выполняемый эскиз не обязательно должен быть точной копией исходного чертежа-прототипа. Студент может внести изменения, которые он считает рациональными.

Эскизирование мидель-шпангоута следует начать с проведения линий основной и диаметральной плоскостей, сориентировав форматку по исходному чертежу. Затем провести линии борта, палуб, настила внутреннего дна (на сухогрузных судах), продольных переборок (на нефтеналивных судах) с соблюдением основных соотношений: B/D, h_тр/D, h_тв/D, h_к/D, B_ср.т/B, где B и D - ширина и высота борта судна; h_тв, h_тр, h_к - высота твиндека, трюма, вертикального киля соответственно, B_ср.т - ширина среднего танка на танкерах.

Далее уточнить килеватость днища, обводы корпуса в районе скулы, погибь верхней падубы, установить положение днищевых и бортовых стрингеров, крайнего междудонного листа, продольных комингсов и других балок.

На судах с продольной системой набора днища и палубы разместить продольные балки на этих перекрытиях, после чего все листовые и профильные продольные связи, попадающие в рассматриваемое сечение корпуса, обвести сплошной основное линией. Потом на эскизе наносятся изображения балок поперечного набора с их деталями (флоры, шпангоуты, бимсы или полу бимсы, кницы), а также пиллерсы и распорные бимсы на тех судах, на которых они установлены.

Для каждого судна вычерчивается от руки не менее четырех наиболее характерных конструктивных разрезов: по одному в днищевом, бортовом, палубных перекрытиях и по продольной переборке для танкера.

Эскизы конструктивных мидель-шпангоутов, учитывая их симметрию относительно диаметральной плоскости, выполняются для полусечения судна, каждый на листе формата А4 (297x210) или А3 (297x420) в возможно крупном масштабе, при котором полностью используется площадь листа.

Эскизы мидель-шпангоутов должны содержать все продольные поперечные конструктивные связи, находящиеся в рассматриваемом сечении, а также следы основной и диаметральной плоскостей. Размеры этих связей могут не указываться, однако они должны быть использованы для правильного и пропорционального изображения балок набора на эскизе.

На каждом эскизе все продольные конструктивные связи корпуса, рассекаемые плоскостью сечения, должны быть четко выделены. Они вычерчиваются сплошной основной линией толщиной 0,6–1,0 мм. К таким связям относятся: наружная обшивка, настилы палуб и внутреннего дна, продольные переборки, вертикальный киль, днищевые и бортовые стрингеры, карлингсы, продольные днищевые и палубные балки и др.

Балки поперечного набора и конструктивные детали, лежащие в поперечной плоскости, изображаются сплошной тонкой линией толщиной 0,3-0,4 мм. Для разомкнутых линий сечений принять толщину 1,0-1,2 мм.

Конструктивные разрезы выполнить с возможной полнотой разработки, включая по две одноименные балки с соответствующим в зависимости от системы набора расстоянием между ними. Разрезы разместить на свободных местах форматки в районе рассматриваемого перекрытия или на отдельных листах того же формата.

Все графические изображения конструкций (виды, разрезы, сечения) должны сохранять ориентацию относительно главных координатных плоскостей: основной, диаметральной и миделевой, т.е. соответствовать положению конструкции в составе корпуса судна.

Выполнение эскизов не должно быть самоцелью, оно должно являться предметом самостоятельного творческого изучение конструкции корпуса морских судов. Особое внимание следует обратить на конструкцию соединения и взаимного пересечения балок набора, а также продольных днищевых балок с водонепроницаемым флором на сухогрузных и с поперечной переборкой на нефтеналивных судах.

Допускается выполнение всей работы от руки без применения чертежных инструментов, но с безусловным соблюдением пропорции в размерах, а также требований ГОСТов и отраслевых стандартов, регламентирующих выполнение чертежей в судостроении.

При наличии затруднений в правильности графических изображений конструкций корпуса рекомендуется ознакомиться с литературой по судостроительному черчению, нормативными документами и периодическими изданиями по теме работы, например, [8-15].

Примеры размещения на форматках конструктивных мидель-шпангоутов сухогрузного и нефтеналивного судов с разрезами показаны в приложении.

Таблица 1

Исходные данные к выполнению расчетно-графической работы (специальность 180116)

№№ п/п	Тип судна	Длина судна между перпендикулярами, м	Ширина, м	Высота борта, м	Осадка, м	Коэффициент общей полноты	Перекрытие для расчета	Судно, рекомендуемое в качестве прототипа (наименование и номер страницы [8])
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Универсальное сухогрузное судно	140	20,6	12	7,91	0,70	днищевое	Универсальное судно "Рига", стр. 48-49
	Универсальное сухогрузное судно	137	19,5	12	8,42	0,68	днищевое	Сухогрузное судно с парными люками, стр. 50
	Рефрижератор	118	17	9,2	7,5	0,70	днищевое	Транспортный рефрижератор, стр. 51
	Универсальное сухогрузное судно	121	17,8	9,8	6,77	0,70	днищевое	Универсальное судно "Калининград", стр.7
	Универсальное сухогрузное судно	70	11,5	5,6	3,9	0,72	днищевое	Теплоход , стр. 31
	Универсальное сухогрузное судно	100	15,3	8,3	5,32	0,73	днищевое	Универсальное судно, стр. 8
	Универсальное сухогрузное судно	140	20,3	11,9	9,07	0,70	днищевое	Полнонаборное судно, стр. 9
	Универсальное сухогрузное судно	147,7	21,25	12,6	8,06	0,71	днищевое	Сухогрузное судно "Пула", стр. 10-14
	Универсальное сухогрузное судно	140	20,6	12	9,22	0,72	днищевое	Универсальное судно с парными люками, стр. 15-16
	Универсальное сухогрузное судно	140	20,6	12,3	7,80	0,69	днищевое	Универсальное судно "Полтава", стр. 17-18
	Лесовоз	113	18,7	8,30	5,93	0,65	днищевое	"Вытегралес, стр. 87
	Универсальное сухогрузное судно	84	12,2	5,2	3,5	0,73	днищевое	Теплоход, стр. 26
	Лесовоз	94,0	14,36	6,80	4,96	0,66	днищевое	Лесовоз, стр. 88
	Лесовоз	115	16,7	8,40	6,09	0,68	днищевое	"Беломорсклес", стр. 89
	Трейлерное судно	142	23	14,5	10,5	0,70	днищевое	Трейлерное судно, стр. 23
	Универсальное сухогрузное судно	117	15	6,5	2	0,72	днищевое	Сухогрузное судно", стр. 24
	Универсальное сухогрузное судно	71	12	6,1	4,3	0,7	днищевое	Теплоход , стр. 28
	Универсальное сухогрузное судно	143,1	20,2	11,8	8,84	0,71	днищевое	Т/х "Симферополь", стр. 19-20
	Универсальное сухогрузное судно	118	17	9,5	7,1	0,67	днищевое	Теплоход , стр. 37
	Универсальное сухогрузное судно	134,5	19,7	12	8,68	0,67	бортовое	Полнонаборное судно "Красноград", стр. 40-41
	Универсальное сухогрузное судно	143,1	20,6	12,7	8,74	0,69	днищевое	Сухогрузное судно проекта В-40, стр. 44
	Универсальное сухогрузное судно	143,1	20,2	11,8	8,20	0,67	днищевое	Сухогрузное судно проекта В-44, стр. 45
	Универсальное сухогрузное судно	86	12	5,1	3,44	0,69	днищевое	Сухогрузное судно с двойными бортами, стр. 55
	Лесовоз	114	16,1	8,25	5,94	0,66	днищевое	Морской лесовоз, стр. 91
	Лесовоз	93,24	14,0	6,85	4,86	0,69	днищевое	"Кировсклес", стр. 92
	Лесовоз	97,7	14,36	7,10	5,11	0,67	днищевое	"Сухоналес", стр. 90