4. Шпангоут ок

Рассчитываем площадь поперечного сечения шпангоута:

.

- высота профиля, где .

.

, где - коэффициент высоты профиля.

.

Коэффициент γ принимаем в пределах .

Расчет ведем до тех пор, пока .

;

.;

;

;

.

;

Принимаем значение высоты стенки профиля шпангоута .

Схема шпангоута:

Рис.1. Схема шпангоута

Задача проектирования шпангоута – создание рационального профиля, т.е. профиля с обеспеченной устойчивостью и прочностью и минимальными массовыми характеристиками.

.

Округляем до стандартного значения:

.

Толщина свободного пояска всегда должна быть больше толщины стенки.

на 4..6 мм.

Принимаем толщину .

Высота полки: .

. Принимаем H₁=0.331м.

Площадь сечения стенки шпангоута:

Площадь сечения свободного пояска:

Ширина свободного пояска:

Площадь шпангоута:

Для обеспечения устойчивости должны выполняться следующие условия:

Условие не выполняется.

Для обеспечения выполнения этого условия увеличиваем размеры профиля:

Примем ширину свободного пояска:

Увеличим высоту стенки, исходя из ориентировочного соотношения (0.22..0.33)H₁

Уточняем площадь сечения свободного пояска:

Площадь сечения стенки шпангоута:

Площадь шпангоута, с учётом внесённых изменений:

Условие обеспечения устойчивости -выполнено

Результат проектирования профиля:

Рис.2. Результат проектирования профиля шпангоута.

Расчет элементов профиля производим в табличной форме:

Вычисление элементов сечения проектируемого шпангоута Таблица 1

Схема профиля	№связи	Наименование и размеры связей, см	Площадь поперечного сечения F, см2	Отстояние от оси сравнения z, см	Статический момент F•z, см3	Моменты инерции , см4
						переносный F•z2	собственный i
	1	свободный поясок, 2,4х14	33,6	43,2	1452	62706	16,13
	2	стенка 2х40	80	22,0	1760	38720	10667,0
	3	присоединенный поясок, 4х65	260	0	0	0	346,67
			А=373,6 см2		B= 3211.5 см3	C=112460 см4

Вычисляем момент инерции поперечного сечения профиля:

- условие выполнено.

5. Проверка прочности спроектированной конструкции

Цель трех приближений – рационализировать конструкцию, минимизировать вес и площадь конструкции. Полученные результаты пропускаем через проверочные расчеты прочности и устойчивости.

Для определения степени прочности конструкции необходимо сравнить значения напряжений в конструкции с допускаемыми.

Рис. 3. Напряжения в обшивке О.К.

Условие обеспечения прочности:

Определяем по формулам СМК значения действующих напряжений:

1)

2)

3)

4) По графикам СМК определяем значения функций Бубного-Папковича:

5)

6)

7)

- для внутренних волокон обшивки;

- для внешних волокон обшивки.

- для внутренних волокон;

- для внешних волокон;

- для внутренних волокон;

- для внешних волокон;

- для внутренних волокон;

- для внешних волокон;

8) Цепные напряжения:

9) Напряжения в шпангоутах:

.

10) Сравним полученные значения по модулю с допускаемыми значениями напряжений:

11) Уменьшение объема отсека при обжатии корпуса:

=0.3 - коэффициент Пуассона.