СОДЕРЖАНИЕ

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА ПО ПРАВИЛАМ РМРС. 0

1.1 Выбор материала корпуса судна 1

1.2 Выбор системы набора в средней части корпуса судна. 2

1.3 Давление от забортной воды. 2

1.4 Давление от перевозимого груза. 5

1.5 Давление на внутренний борт и суммарное давление. 6

1.6 Проектирование элементов судовых конструкций. 7

1.6.1 Конструкция двойного дна. 7

1.6.2 Конструкция двойных бортов. 8

1.6.3 Толщина обшивки днища и борта. 9

1.6.4 Толщина настила двойного дна 10

1.6.5 Толщина настила палубы 10

1.6.6 Толщина обшивки борта 11

1.7 Ледовые нагрузки и толщина листов ледовых подкреплений 12

1.8 Расчёт элементов набора 14

2 ОБЩАЯ ПРОЧНОСТЬ СУДНА 20

2.1 Изгибающий момент на тихой воде 20

2.2 Волновой изгибающий момент 20

2.3 Расчёт перерезывающей силы 22

2.4 Расчёт требуемых моментов сопротивления 23

2.4 Определение фактических моментов сопротивления и моментов инерции поперечного сечения 24

3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ, УСТОЙЧИВОСТИ 28

3.1 Расчёт нормальных и касательных напряжений 28

3.1 Расчёт нормальных напряжений на палубе 28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 31

1 Определение элементов конструкции корпуса по правилам рмрс.

1.1 Выбор материала корпуса судна

В качестве материала корпуса транспортных судов целесообразно принять судостроительные стали обыкновенного качества категорий A, B, D, E, которые отличаются химическим составом.

Все эти стали имеют одинаковый предел текучести равный 240Мпа. Для ответственных конструкций, где возникают напряжения, можно принять низколегированные стали. В этом случае категория стали обозначается так: после соответствующей буквы ставится цифра – 32, 36, 40, что соответствует пределу текучести уменьшенному в 10 раз.

Кроме этого имеется категория высокопрочных сталей с пределом текучести до 690 Мпа. Эти стали обозначаются буквой F и соответствующей цифрой. Данные стали применяются для мощных атомных ледоколов, плавбаз и тд. Необходимо отметить, что наряду с прочностью эти стали имеют меньший коэффициент линейного удлинения и высокую стоимость, которая увеличивается с ростом прочности.

Применять стали повышенной прочности следует только в том случае, если это приводит снижению массы и стоимости металлоконструкции.

Выбор категории стали определяется температурой воздуха.

Ледовому классу Arc4 проектируемого судна согласно Правилам[9] соответствует температура воздуха t_в = -30 ºC.

Ширстрек, палубный стрингер, комингсы грузовых люков относятся к 3ей группе связей. Все остальные - ко второй. В данном проекте выполняется расчёт только для средней части судна.

Принимаем сталь категории: D36 – для 3 группы связей

D36 – для 2 группы связей

В качестве расчётных характеристик материалов согласно Правилам[9] принимаем Re_Н = 355 Мпа.

Кроме этого в Правилах вводится расчётный гарантированный (нормативный) предел текучести равный:

σ_n = 235/η

где η – коэффициент использования механических свойств стали равный 0,72 для стали Re_Н = 355 Мпа, согласно Правилам[9].

Тогда: σ_n = 235/η

σ_n = 235/0,72 = 326,4 МПа

1.2 Выбор системы набора в средней части корпуса судна.

Система набора выбирается из условий обеспечения общей и местной прочности судна при минимальной массе судовых конструкций. При этом имеются ввиду для судов L≥80 м возникающие моменты при продольном изгибе и изгиб от местных усилий по нормали к плоскости перекрытия для судов L≤80 м.

Наибольшие величины нормальных напряжений возникают в связях наиболее удалённых от нейтральной оси.

Поскольку борта судна находятся в пределах нейтральной оси, то в них величина нормальных напряжений невелики, но большие значения имеют касательные напряжения от местного изгиба.

Согласно рекомендациям научного руководителя, принята поперечная система набора на палубе, днище, внутренних и наружних бортах.

1.3 Давление от забортной воды.

Основным параметром нагрузки воспринимаемым корпусом судна со стороны моря является волновой коэффициент, определяемый по формуле:

C_w = 0,0856Lφ_{r ,}

где L – длина судна, м

φ_r - редукционный коэффициент, для судов R2-RSN определяемый по формуле:

φ_r = 1-0,002L;

φ_r = 1-0,002 × 74,57=0,851;

Тогда: C_w = 0,0856Lφ_r;

C_w = 0,0856 × 74,57 × 0,851= 5,43;

Расчётное давление на корпус.

1. Для точек приложения нагрузок ниже КВЛ определяется по формуле:

P = P_st + P_w,

где P_st – гидростатическое давление, определяемое по формуле:

P_st = ρgz,

где ρ – плотность морской воды 1,025 т/м³;

g – ускорение свободного падения 9,81 м/с²;

z – отстояние от КВЛ до ОП;

Тогда: P_st = ρgz;

P_st = 1,025 × 9,81 × 3,07= 30,87 кПа;

Распределение гидростатической нагрузки P_st по контуру поперечного сечения судна показано на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Гидростатическое давление.

P_w – волновое давление, определяемое по формуле:

P_w = Р_wo – 1,5c_wz/T,

где P_w0 = 5c_wa_va_x;

a_v =0,8V₀(L/10³+0,4)/√L + 1,5;

L – длина судна, м

V₀ – скорость судна, узл

a_v = 0,8×12 × (74,57/1000 + 0,4)/ √74,57 + 1,5 = 2,03;

a_x =0,267 – для средней части судна

В любом случае произведение a_v×a_x должно приниматься не менее 0,6.

a_v×a_x = 2,03 × 0,267 = 0,54;

a_v×a_x < 0,6

Принимаем a_v×a_x = 0,6 согласно Правилам Регистра[9]

Тогда P_wо = 5 × 5,43 × 0,6 = 16,29 кПа;

P_w = Р_wo – 1,5c_wz/T;

P_w = 16,29– 1,5 × 5,43 ×3,07/3,07 = 8,145 кПа;

2. Для точек приложения нагрузок выше КВЛ определяется по формуле:

P_w = Р_wo – 7,5a_xz;

P_w = 16,29 – 7,5 × 0,267 × 1,93 = 12,42 кПа;

Z – высота надводного борта, м

Распределение волновой нагрузки P_w по контуру поперечного сечения судна показано на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Волновое давление.

При качке судна на него действует ускорение. Суммарное ускорение от всех видов качки в вертикальном направлении определяется по формуле:

,

где, k_a = 0,1 - для средней части судна;

L – длина судна, м (в этой формуле при L ≤ 80 м;

следует принимать L=80 м)

Тогда м/с²;