- •Курсовой проект Конструктивный мидель шпангоут навалочного судна Введение
- •1. Выбор системы набора перекрытий, марки и категории стали, шпации.
- •2.Вычерчивание обводов мидель-шпангоута
- •3. Расчетные нагрузки на корпус со стороны моря и под грузом
- •1. Распределениестатическихнагрузок
- •2. Распределение волновых нагрузок
- •3. Распределение суммарных нагрузок
- •4. Стандарт общей прочности
- •5. Набор корпуса судна по Правилам
- •5.1 Проектирование наружной обшивки корпуса.
- •18.6 Мм, принимаем 19 мм,
- •5.3 Проектирование бортового набора.
- •5.4 Проектирование конструкций скуловой цистерны
- •5.5 Проектирование конструкций под палубной цистерны
- •5.6 Проектирование комингс-карлингса.
- •6. Проверка общей продольной прочност
- •6.1 Отстояние нейтральной оси от оси сравнения.
- •6.2 Главный центральный момент инерции поперечного сечения судна относительно нейтральной оси.
- •6.3 Моменты сопротивлений поперечных сечений корпуса.
18.6 Мм, принимаем 19 мм,
где b– сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения, равна 0.85 м;
n– коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины, равен 4;
ΔS- надбавка на износ и коррозию, 2.4мм
Толщина настила верхней палубы относительно условий минимальной строительной толщины:
Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:
мм.
=6.7+0.02L=6.7+0.02+189.3=10.48
Прямая проверка устойчивости назначенной толщины настила палубы:
Принимаем толщину настила мм и.
256 МПа, при 256МПа.
296.6 МПа.
При отношении расчетная формула для критических напряжений будет иметь вид:
262 МПа
Условие выполняется.
Окончательно принимаем SВП=19мм.
5.1.4 Проектирование обшивки наклонной стенки подпалубной цистерны.
Набор подпалубной цистерны производится по продольной системе.
Толщина листов обшивки подпалубной цистерны согласно условиям прочности определяется по формуле:
Выбирается большее расчетное давление P, кПа, из следующих условий:
Pисп = 7,5hп.т- испытательное давление, кПа;
hп.т. - удаленность, м, обшивки подпалубной цистерны от верха воздушной трубки;
Pисп=7.5∙6.6=49.5 кПа
P= 0.75ρg(zi+Δz) - давление балласта, где
ρ=1025 кг/м3 - средняя плотность морской воды;
g=9.8 м/с2 – ускорение свободного падения;
zi- расстояние, м, измеренное в диаметральной плоскости, от рассматриваемой связи до верхней палубы - 5.1м;
Δz-высота воздушной трубки, равная 1,5 м для балластных цистерн навалочного судна;
Принимаем P=64.2 кПа.
kσ- определяется по табл.6.4 линейной интерполяцией;
Таблица 6.4
Обшивка подпалубной цистерны |
На уровне верхней палубы |
kD ≤ 0,8 |
(0,4...0,5)D от основной плоскости |
a– шпация, равна 0.85 м;
, принимаем равным 0,95;
–нормативный предел текучести,345,6 Мпа;
ΔS- надбавка на износ и коррозию, 2.4мм
Таким образом: мм.
Принимаем 11 мм.
Минимальная строительная толщина
Smin = 10 + 0,025L =10+0.025∙189.3=14.7 мм
Принимаем 15 мм.
Окончательно принимаем SПЦ=15 мм.
5.1.5 Проектирование обшивки наклонной стенки скуловой цистерны
Толщина листов обшивки наклонной стенки скуловой цистерны согласно условиям прочности определяется по формуле
Выбирается большее расчетное давление P, кПа
Толщина листов обшивки наклонной стенки скуловой цистерны согласно условиям прочности определяется по формуле
kг=cos45o=0.707
ВыбираемP=P1=357.8 кПа
мм
b – длина наклонного листа скуловой цистерны
Коэффициент допустимых напряжений kσ= 0,8;
ΔS- добавка на износ и коррозию, 1.8 мм
Принимаем 16 мм.
Минимальная строительная толщина листов обшивки бортовой скуловой цистерны должна быть не меньше
Smin= (7+ 0,035L), гдеη- коэффициент использования материала η=0.68
11.2 мм
Окончательно принимаем SСЦ=16 мм.
5.2 Проектирование балок днища, второго дна и настила второго дна.
5.2.1 Проектирование настила второго дна.
Расчетная схема пластины обшивки второго дна:
Толщина настила второго дна относительно условий прочности:
,
где m– коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;
a– шпация, равна 0.85 м;
, принимаем равным 0.95;
–наибольшее расчетное давление, 341.6 кПа;
–коэффициент продольной системы набора, равен 0.8;
–нормативный предел текучести, 345.6 Мпа;
–надбавка на износ и коррозию, мм;
Найдем наибольшее расчетное давление.
Р1 расчетное давление от груза на второе дно (пункт 3.4) равно 341.6 кПа;
испытательное давлениекПа;
давление аварийного затопления кПа;
расчетное давление на конструкцию второго дна, если междудонное пространство заполнено балластом(– высота воздушной трубки):
.
ВыбираемP1=506.12 кПа для дальнейших расчетов.
принимаем 22 мм.
Окончательно толщина настила второго дна равна 22мм.
5.2.2 Набор днищевого перекрытия.
Набор двойного дна расположен между настилом второго дна и наружной обшивкой.
Опорным контуром днищевого перекрытия являются две бортовые скуловые цистерны и две смежные поперечные переборки.
Основной набор – это продольные балки днища и второго дна, расположенные через шпацию. Сплошные флоры расположены через 2 шпации. Под поперечными переборками располагаются водонепроницаемые флоры.
В диаметральной плоскости находится вертикальный киль. Расстояние между вертикальным килем и днищевым стрингером равняется 4.5 метра.
5.2.2.1 Проектирование сплошных флоров.
Сплошной флор в диаметральной плоскости имеет такую же высоту, как и вертикальный киль h=1.64 м.
Толщина сплошного флора относительно условий прочности:
,
где ;
a– шпация, равна 0.85 м;
;
k1=1.2
аф/а |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
k1 |
1,00 |
1,15 |
1,20 |
1,25 |
1,30 |
k2=0.88
Количество стрингеров на 1 борт |
0 |
1 |
2 |
3 и более |
k2 |
1,0 |
0,97 |
0,93 |
0,88 |
0.68коэффициент использования механических характеристик материала;
–надбавка на износ и коррозию, мм;
Т – средний срок службы судна, равен 24 года;
U – скорость коррозии борта, равна 0.2 мм/год;
10.01 мм;
Принимаем 12 мм.
Толщина сплошного флора относительно условий минимальной строительной толщины:
мм.
Толщину сплошного флора принимаем 13мм
Лист сплошного флора подкрепляется вертикальными ребрами жесткости, которые расположены в плоскости продольных балок днища и второго дна.
Толщина ребра жесткости определяется как:
мм. Принимаем 11мм.
Ширина ребра жесткости
мм
Принимаем РЖ сплошного флора 10×100 мм.
5.2.2.2 Проектирование вертикального киля.
Толщина вертикального киля из условия прочности:
,
где ; принимаем ;
hФ– фактическая высота вертикального киля, равна 1.64 м;
м;
hФ– фактическая высота вертикального киля, равна 1.7 м;
0.68,коэффициент использования механическиххар-к материала;
–надбавка на износ и коррозию, мм;
Т – средний срок службы судна, равен 24 года;
U – скорость коррозии борта, равна 0.2 мм/год;
15.7 мм, принимаем 16 мм.
Толщина ВК из условий непроницаемости:
,
где m– коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;
a= hф/2– меньшая сторона панели ВК, равна 0.82 м;
b – большая сторона панели ВК, равна 0.85 м
k=1.2-0.5a/b = 1.2-0.5∙0.82/0.85 = 0.72≤1;
–коэффициент допустимых напряжений, равен 0.75;
–нормативный предел текучести, 345.6 Мпа;
–надбавка на износ и коррозию, мм;
Т – средний срок службы судна, равен 24 года;
U – скорость коррозии борта, равна 0.2 мм/год;
–максимальное расчетное давление, кПа;
Найдем наибольшее расчетное давление.
кПа;
–высота воздушной трубки, 1.5 м;
кПа;
–расстояние от середины высоты панели вертикального киля до верхней палубы в ДП, м;
Толщина вертикального киля должна быть на 1мм больше, чем толщина сплошного флора, но не меньше чем:
мм;
мм.
Принята толщина вертикального киля 16 мм.
Посередине высоты вертикального киля для заведомого обеспечения устойчивости стенки размещаем ребро жесткости, которое принимаем профилем Р20а.
м;
мм.
5.2.2.3 Проектирование днищевого стрингера.
Толщина днищевого стрингера должна быть не меньше толщины сплошного флора. Принимаем SДС=12 мм.
5.2.2.4 Проектирование продольных балок днища.
Момент сопротивления продольных балок днища относительно условию прочности:
,
где m– коэффициент изгибающего момента, равен 12;
a– шпация, равна 0.85 м;
–коэффициент допустимых напряжений, равен 0.6 для балок дна;
–нормативный предел текучести, 346 Мпа;
Р– расчетное давление для балок днища, 121.2 кПа;
l– пролет балки, 1.7 м;
см3;
k = 0,07+6W’ =0.07+6/160=0.107
Поправка на износ и коррозию ;
Минимальная строительная толщина стенки балки:
мм.
По моменту сопротивления из таблицы 2 принимаем Р Т24710 (hстенки=240 мм; S=10.5 мм; bбульба=75.5 мм; W=491 см3).
5.2.3 Проектирование продольных балок второго дна.
Момент сопротивления продольных балок второго дна относительно условий прочности:
,
где m– коэффициент изгибающего момента, равен 12;
a– шпация, равна 0.85 м;
–коэффициент допустимых напряжений, равен 0.6 для балок дна;
–нормативный предел текучести, 346 Мпа;
Р– наибольшее расчетное давление на второе дно, 506.12 кПа;
l – пролет балки, 1.7 м;
см3
Поправка на износ и коррозию
Минимальная строительная толщина стенки балки:
мм.
По моменту сопротивления из таблицы 2 выбираем симметричный полособульб Р27812 (h стенки=270 мм; S=12 мм; bбульба=82 мм; W=660 см3).
Толщина всех элементов внутри второго дна
где высота балки;пролет балки
Второе дно:
;
;;;
внутри днища
;
Проверка устойчивости продольных балок днища
Эйлеровы напряжения: . где i– момент инерции поперечного сечения изношенной балки; f– площадь поперечного сечения изношенной балки, см2; l– пролет балки, 1.7 м
Учет износа балки возможен при замене полособульба тавром
Величина износа . Принято
Изношенные характеристики
№ |
Наименование |
Размер связи, мм |
Площадь связи Fi, см2 |
Ордината от оси сравнения Zi, см |
Стат момент инерции Fi×Zi, см2×м |
Момент инерции | |
Переносной Fi×Zi2, см2×м2 |
Собственный I, см2×м2 | ||||||
1 |
Присоеденнёный поясок |
15×850 |
127.5 |
0 |
0 |
0 |
- |
2 |
Стенка пояска |
8.5×219.9 |
18.65 |
10.97 |
204.5 |
2244.3 |
748 |
3 |
Свободный поясок |
18.6×75.5 |
14.04 |
21.94 |
308 |
6758.3 |
- |
|
Сумма |
|
159.7 |
|
512.5 |
9002.6 |
748 |
|
|
|
A |
|
B |
C=9750.6 |
Формула Бубнова-Маттеса
–устойчивость обеспечена.