РГЗ Расчёт эквивалетного бруса / Расчёт эквивалентного бруса
.docxВведение
Корпус судна является сложным пространственным сооружением, состоящим из перекрытий палуб, днища, бортов, продольных и поперечных переборок. Действующие на корпус судна силы веса и силы поддержания воды распределены по длине неравномерно, в результате чего в поперечных сечениях возникают изгибающие моменты и перерезывающие силы, вызывающие общий изгиб судна. Продольный изгибающий момент воспринимается всеми продольными связями корпуса, идущими по всей длине корпуса или по значительной его части (палубы, борта, днище, продольные переборки, балки продольного набора).
Для проверки прочности корпуса при общем продольном изгибе необходимо определить характеристики эквивалентного бруса, составленного для расчётного сечения: момент инерции, моменты сопротивления и статические моменты. По данным характеристикам рассчитывают максимальные нормальные напряжения в связях рассматриваемого сечения и сравнивают их с допускаемыми.
Исходные данные:
Вариант 19
Ширина борта В=12 м;
Высота борта Н=6 м;
а=150 см;
Высота эквивалентного бруса Нэ=6 м;
Момент М=18000 кНм
1 Расчет эквивалентного бруса в первом приближении
Общие изгибающие моменты в средней части судна различаются незначительно. Поэтому для расчета ЭБ можно выбрать любое поперечное сечение в пределах средней части судна. В том случае, если в этом районе имеются конструктивно ослабленные сечения (большие вырезы, обрывы продольных связей днища и палубы и т.п.), расчет производим по таким сечениям.
Рисунок 1 – Эквивалентный брус
Формулы для расчета:
Площадь связей, выходящих в марку,
:
,
где
Статистический момент площади,
Момент инерции площади: переносный
Расстояние нейтральной оси ЭБ от оси сравнения в первом приближении:
МИЭБ относительно оси сравнения, :
МСЭБ:
Напряжения:
|
|
|
|
|
15332,5 |
4884,6 |
5336,6 |
-33,9 |
33,7 |
,
,
,
,
,
Таблица 1. Определение момента инерции эквивалентного бруса в первом приближении
Марка к |
Наименование связей и размеры |
Длина, см |
Толщина, см |
Количество |
Площадь связей, выходящих в марку, см^2 |
Расстояние от условной оси, см |
Статистический момент площади, см^2*м^2 |
Момент инерции площади |
|
Переносный, см^2*м^2 |
Собственный, см^2*м^2 |
||||||||
1 |
Пласт палуб |
150,0 |
0,6 |
4,0 |
360,0 |
600,3 |
2161,1 |
12973,0 |
- |
2 |
Пласт борта |
150,0 |
0,5 |
1,0 |
75,0 |
225,0 |
168,8 |
379,7 |
14,1 |
4 |
Пласт борта |
300,0 |
0,5 |
1,0 |
150,0 |
450,0 |
675,0 |
3037,5 |
112,5 |
5 |
Скула |
235,5 |
0,6 |
1,0 |
141,3 |
100,0 |
141,3 |
141,3 |
- |
6 |
Пласт днища |
150,0 |
0,6 |
3,0 |
270,0 |
-0,3 |
-0,8 |
0,0 |
- |
7 |
Стенки прод. ребра жест. палубы |
8,0 |
0,5 |
2,0 |
8,0 |
596,0 |
47,7 |
284,2 |
- |
8 |
Полка прод. ребра жест. палубы |
6,0 |
0,5 |
2,0 |
6,0 |
591,8 |
35,5 |
210,1 |
- |
9 |
Полка-карлингс |
12,0 |
1,0 |
1,5 |
18,0 |
587,5 |
105,8 |
621,3 |
- |
10 |
Стенка-карлингс |
20,0 |
0,8 |
1,5 |
24,0 |
590,0 |
141,6 |
835,4 |
- |
11 |
Полка бокового тавра |
12,0 |
1,0 |
1,0 |
12,0 |
300,0 |
36,0 |
108,0 |
- |
12 |
Стенка бокового тавра |
20,0 |
0,8 |
1,0 |
16,0 |
300,0 |
48,0 |
144,0 |
- |
13 |
Полка прод. ребра жест. днища |
6,0 |
0,5 |
2,0 |
6,0 |
8,3 |
0,5 |
0,0 |
- |
14 |
Стенки прод. ребра жест. днища |
8,0 |
0,5 |
2,0 |
8,0 |
4,0 |
0,3 |
0,0 |
- |
15 |
Кильсоны- стенка |
20,0 |
0,8 |
1,5 |
24,0 |
10,0 |
2,4 |
0,2 |
- |
16 |
Кильсоны- полка |
12,0 |
1,0 |
1,5 |
18,0 |
20,5 |
3,7 |
0,8 |
- |
Суммы |
- |
- |
- |
- |
1136,3 |
- |
3566,8 |
18735,5 |
126,6 |
18862,1 |
|||||||||
2 Расчет эквивалентного бруса во втором приближении
Параметры и формулы для расчеты:
Площадь связей
Потеря площади
Потеря статического момента:
Потеря момента инерции: переносного:
Площадь половины ЭБ во втором приближении:
Статический момент во втором приближении:
Отстояние от нейтральной оси от основной плоскости во втором приближении:
;
МИЭБ во втором приближении:
МСЭБ:
Напряжения:
Таблица 2. Определение поправок на редуцирование во втором приближении
|
Марка пл |
Наименование |
фи |
(1-фи) |
fр, см^2 |
Потеря площади |
z, м |
Потеря статистического момента |
Потеря момента инерции |
|
||
переносного |
собственного |
|
||||||||||
прогиб |
1 |
Пластина палубы |
0,52 |
0,48 |
180 |
85,52 |
6,003 |
513,38 |
3081,83 |
- |
|
|
перегиб |
1,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
- |
|
|||||
прогиб |
2 |
Пластина борта |
0,05 |
0,95 |
136,25 |
129,44 |
2,25 |
291,23 |
655,28 |
13,36 |
|
|
перегиб |
0,26 |
0,74 |
100,83 |
226,86 |
510,43 |
10,41 |
|
|||||
прогиб |
4 |
Пластина борта |
0,26 |
0,74 |
61,25 |
45,33 |
4,5 |
203,96 |
917,83 |
83,25 |
|
|
перегиб |
0,05 |
0,95 |
58,19 |
261,84 |
1178,30 |
106,88 |
|
|||||
прогиб |
6 |
Пластина днища |
1,00 |
0,00 |
135 |
0,00 |
-0,003 |
0,00 |
0,00 |
- |
|
|
перегиб |
-0,48 |
1,48 |
199,86 |
-0,60 |
0,00 |
- |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
dF' |
|
dS' |
|
|
Сумма |
|
|
|
|
|
Суммы |
прогиб |
260,28 |
|
1008,58 |
4654,94 |
96,61 |
4751,55 |
|
|
|
|
|
перегиб |
358,87 |
|
488,10 |
1688,73 |
117,28 |
1806,01 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F'' |
|
S'' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прогиб |
876,02 |
|
2558,18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перегиб |
777,43 |
|
3078,66 |
|
|
|
|
Выводы
Так как нагрузки на корпус не превышают предел текучести, равный для Стали Ст3 205-255 Мпа, прочность корпуса удовлетворительна.