книги из ГПНТБ / Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна
.pdf— профиль волнистых гофров принят таким же, как и для танкеров типа «Варшава», п предусмотрена поставка гофрирован ных полотнищ в порядке межзаводской кооперации. Дополни тельно учитываются расходы по доставке, которые ниже, чем затраты на создание и эксплуатацию штампов и постелей непо средственно на заводе-строителе.
Результаты расчета приведены |
в табл. 4, из которой следует, |
что д л я рассматриваемого судна |
при установленном небольшом |
возможном объеме применения гофрированных переборок, соот ветствующих технологических процессах и организации производ ства целесообразно провести унификацию конструктивных типов переборок и принять все переборки плосколистовыми с приварным
набором, |
несмотря на некоторое увеличение |
массы по сравнению |
|||||||||
с гофрированной конструкцией. |
|
|
|
|
|
||||||
Если |
диптанки |
являются |
замещаемыми, |
т. |
е. |
используются |
|||||
т а к ж е для перевозки |
груза |
(например, |
на базах |
«Восток» |
и «Пя |
||||||
тидесятилетне |
С С С Р » ) , |
то |
в |
расчете д о л ж н ы |
быть учтены |
допол |
|||||
нительные составляющие в соответствии с формулой |
(1.8). |
Изме |
|||||||||
нение эксплуатационных расходов при разных |
вариантах оформле |
||||||||||
ния переборок |
связано |
с |
различной |
трудоемкостью |
зачистки и |
||||||
мойки цистерн. Величина этого изменения зависит от величины смоченной поверхности переборок. Тогда эксплуатационные еже
годные расходы можно определить |
формулой |
|
|
|
||||
|
|
/C = |
aC K a n + |
sF FC M /z, |
|
|
(1.26) |
|
где |
а — доля ежегодных |
амортизационных отчислений; |
|
|||||
|
Скап — себестоимость - изготовления |
конструкций |
переборок; |
|||||
|
SF — стоимость |
зачистки и мойки единицы |
поверхности цис |
|||||
|
терны; |
|
|
|
|
|
|
|
|
•FCM — площадь |
смоченной поверхности цистерн; |
|
|
||||
|
п — количество зачисток цистерн в течение |
года. |
|
|
||||
|
Результаты расчета т а к ж е приведены |
в табл . |
4 и показывают, |
|||||
что применение гофрированных переборок в з а м е щ а е м ы х |
танках |
|||||||
оправдано д а ж е при |
незначительной их |
протяженности, |
т. |
е. уни |
||||
фикация конструктивных типов переборок нецелесообразна. Одно временно установлен и оптимальный вариант профиля гофров — коробчатый. Такое решение принято, в частности, на рыбомучных базах типа «Пятидесятилетие СССР», где объем использования гофрированных переборок не превышает 2% от общей массы всех переборок на судне.
Количественные задачи унификации конструкций. В р а м к а х выбранного типа конструкции возможны различные проектные ре шения, характеризуемые совокупностью переменных Y. В зависи мости от назначения, условий эксплуатации, размерений судна и возможностей производства оптимальные проектные решения кон-
60
струкции y0 pt образуют некоторое множество, в котором одна из переменных у изменяется непрерывно в пределах а 0 ^ у ^ а п . Ко личественная задача унификации заключается в замене непрерыв
ного распределения величины |
у ее дискретными |
значениями, |
чтобы |
|
в каждо м интервале |
at—a,:_i |
из области ап—а0 |
величина |
у при |
нимала единственное |
значение г/,-. |
|
|
|
Так как основной целью унификации является получение опре деленного конечного экономического результата, то нахождение
оптимального |
разделения на интервалы |
всей области ап—а0 |
изме |
|||||
нения проектной переменной у и выбор |
унифицированного |
значе |
||||||
ния внутри каждого интервала д о л ж н ы |
производиться |
методами |
||||||
оптимального проектирования. Рассмотрим два основных |
варианта . |
|||||||
Составление |
сортамента. |
В |
пределах |
области |
изменения |
про |
||
ектной переменной она может |
принимать |
любое |
значение, |
т. е. |
||||
в математическом отношении общее число решений N практически |
||||||||
не ограничено |
(N—»-оо). |
|
|
|
|
|
|
|
Величину удельных затрат для некоторого единичного |
решения, |
|||||||
характеризуемого проектной |
переменной |
у, |
будем |
считать |
|
|
||
|
|
|
с „ = с в о , ) + а д ) . |
|
(1.27) |
|||||
Предположим, что вся |
область |
изменения проектной перемен |
||||||||
ной каким-либо образом разбита |
на п интервалов, а распределе |
|||||||||
ние проектной переменной в области ее изменения |
характеризуется |
|||||||||
плотностью |
вероятности |
р(у), |
что разными способами |
учитывается |
||||||
в смежных |
отраслях промышленности |
(например, |
[80]). В |
этом |
||||||
случае число |
решений |
Nt |
в |
пределах |
каждого |
интервала |
U = |
|||
= йг—a,--i |
составляет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nt |
= N J |
p(y)dy, |
|
(1.28) |
|||
|
|
|
|
|
ai-\ |
|
|
|
|
|
при очевидных |
предельных |
переходах: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
lt-*an |
|
— а0; |
N£->N, |
|
|
|
|
|
|
|
/г -:-0; |
|
|
Nt-+l. |
|
|
|
|
Тогда в пределах одного интервала суммарные удельные за
траты до проведения унификации |
будут |
|
|
С ш - = ] CuNp(y)dy |
= N |
J [Ca(y) + Cb(y)]p(y)dy, |
(1.29) |
а после проведения унификации на основании (1.23) |
|
||
Q = (Q,£+c6 t /tf,-6Q)tft , |
(1.30) |
||
где Cai, C b i — константы |
затрат, |
определенные для |
принятого |
стандартного решения;
61
|
6Ci — сокращение |
удельных затра т при проектировании, |
||||||||
|
|
изготовлении и эксплуатации конструкции, вызван |
||||||||
|
|
ное унификацией |
типоразмеров. |
|
||||||
Полный |
экономический |
эффект унификации проектных решений |
||||||||
|
|
|
|
6С = v |
( C o t — Q ) , |
(1.31) |
||||
|
|
|
|
|
1=1 |
|
|
|
|
|
или, |
после |
подстановки |
и |
выполнения |
элементарных |
преобразова |
||||
ний |
на основании (1.28), |
(1.29) и |
(1.30), |
|
|
|
||||
|
|
|
8C = |
./VCo — v |
C w |
— Nx¥, |
(1.32) |
|||
где |
|
|
|
|
|
i=i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , = |
J [Q, (y) + Cb(y)]p(y)dy |
= const; |
(1.33) |
|||||
|
|
V |
= |
t |
(Cf l ( — 6Q) |
J |
|
p(y)dy. |
(1.34) |
|
|
|
|
|
i = l |
|
|
a£_! |
|
|
|
Средний удельный экономический эффект унификации, отне
сенный |
к одному решению, |
|
|
6C/yV = C0 — ¥ — l/N V c b i |
(1.35) |
или при |
N—*оо |
|
|
8C/N^C0—W. |
(1.36) |
Целесообразность проведения унификации определяется усло вием 8C/W>0, а ее оптимальный уровень соответствует максимуму величины 8C/N. Из этих условий можно найти границы каждого интервала и внутри него унифицированное значение проектной деременной.
|
Б л и з к а я математическая |
модель |
описана в |
работе |
[25]. |
Она |
||||
т а к ж е |
построена на минимизации комплексного критерия, учиты |
|||||||||
вающего экономические показатели производства. |
В этой |
модели |
||||||||
не |
рассматриваются |
экономические характеристики |
эксплуатации, |
|||||||
что |
в |
некоторых задачах стандартизации имеет |
существенное |
зна |
||||||
чение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует отметить, что в большинстве случаев |
дл я |
корпусных |
|||||||
конструкций расположение |
величины |
г/г- в пределах |
интервала |
|||||||
fli—<3,_i |
зависит от ряда условий, чаще всего от условий |
обеспе |
||||||||
чения |
надежности эксплуатации конструкции, при которых дл я |
|||||||||
всего |
интервала в качестве стандартного допустимо только одно |
|||||||||
из |
его |
крайних значений (наибольшая толщина, наибольший мо |
||||||||
мент сопротивления |
сечения |
профиля, |
минимальная |
шпация |
и др . ) . |
|||||
62
П ри таком выборе унифицированных значений проектной пере менной приходится принимать решение, которое приводит к избы
точным |
з а п а с а м |
прочности и, |
следовательно, к |
|
завышенным |
массе |
||||||
конструкции |
и |
трудоемкости |
работ |
по сравнению с необходимой |
||||||||
по условиям эксплуатации для к а ж д о г о индивидуального |
решения. |
|||||||||||
Это означает, что в |
в ы р а ж е н и я х |
(1.33) и |
(1.34) |
первые |
слагаемые |
|||||||
подчиняются |
неравенству |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
а. |
|
ас |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cai |
J P(y)dy> |
J |
Ca(y)p(y)dy |
|
|
|
(1.37) |
||
|
|
|
|
ai — \ |
|
ai—1 |
|
|
|
|
|
|
в пределах каждого интервала унификации, |
поскольку |
величины |
||||||||||
Саг и Са{у) |
непосредственно |
зависят |
от массы |
конструкций |
и тру |
|||||||
доемкости работ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При выборе одной из границ интервала в качестве унифициро- |
||||||||||||
ванного |
значения |
проектной |
переменной |
дл я |
всего |
интервала |
||||||
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
li = |
\yt-yt-i\> |
|
|
|
|
|
(1.38) |
|
и число неизвестных сокращается вдвое. Кроме того, распределе ние унифицированных значений проектной переменной в пределах области ее изменения обычно отвечает некоторым заранее задан ным закономерностям. Ка к правило, принимают, что 'проектная переменная образует арифметическую или геометрическую про грессию:
У = У*+аЛ |
(, = i , 2 , . . . , « ) . |
( L 3 9 > |
yt = y0q\ |
J |
(I.39a) |
Вчастности, принцип рядов предпочтительных чисел ( Р П Ч )
основан на формуле (1.39а). Так, система предпочтительных чисел
по Г О С Т |
8032—56 отвечает значениям q=yrTo |
(R = 5, 10, 20, 40, |
|||||||
80). |
При |
известной |
плотности |
распределения проектной |
перемен |
||||
ной |
р(у) |
и для конечной области ее изменения |
L = yn—у0 |
на |
осно |
||||
вании |
(1.33) — (1.35) |
можно определить число |
интервалов |
унифи |
|||||
кации |
и |
соответствующие ему |
параметры |
ряда |
унифицированных; |
||||
значений |
проектной |
переменной. При этом |
условие 6C/N=0 |
опре |
|||||
деляет границы унификации, в пределах которых может быть по
лучен |
экономический |
эффект, |
а условие |
достижения максимума |
||||||
5C/N |
используется дл я нахождения оптимальных параметров |
уни |
||||||||
фикации. В а ж н о |
подчеркнуть, что в (1.32) величина |
Сы расходов; |
||||||||
на всю |
партию |
изделий (конструкций) |
и в |
(1.34) |
величина |
8 Q |
||||
• сокращения удельных |
з а т р а т |
при проведении |
унификации |
зависят |
||||||
от уровня унификации, объема производства |
(или |
проектирова |
||||||||
ния) |
и |
других |
организационно-технических |
факторов. |
Поэтому |
|||||
63
оптимальные параметры унификации могут изменяться в разных условиях производства.
В качестве примера рассмотрим некоторые вопросы построе ния сортамента сварных тавровых профилей д л я стального судо строения. Экономический эффект унификации профилей дости гается в данном случае [30] в результате замены листовой стали на полосовую, что приводит к снижению стоимости материала и лик
видации |
работ по разметке и газорезке |
поясков, а для |
части |
ба |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
лок — и |
стенок, |
а |
т а к ж е |
по |
||||
|
|
|
|
|
|
|
зволяет применять |
специаль |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ные станки для одновремен |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ной сборки и сварки тавров . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Это, в свою очередь, умень |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
шает |
общую |
трудоемкость |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
работ. |
Однако |
применение |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
специального |
оборудования |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
приводит |
к |
дополнительным |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
з а т р а т а м |
на |
его |
эксплуата |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
цию. Следовательно, его ис |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пользование |
|
экономически |
||||||
0 |
|
|
|
fo/?t |
fmax |
f |
эффективно |
лишь |
при |
боль |
|||||
|
|
|
шом |
объеме |
изготовления |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Рис. |
18. |
Характер |
влияния |
уровня унифи |
сварных |
профилей |
и при |
до |
|||||||
кации |
сварных |
тавровых |
профилей |
на |
статочно |
высоком |
уровне |
их |
|||||||
удельную себестоимость, их |
изготовления. |
унификации. |
|
Кроме |
того, |
||||||||||
CIN — удельная |
себестоимость |
изготовления; |
использование |
ближайшего |
|||||||||||
CJN— |
то же, |
при |
отсутствии |
унификации. |
|
||||||||||
|
большего |
унифицированного |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
профиля вместо оптимального приводит к |
некоторому |
перерас |
|||||||||||||
ходу |
металла. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Поскольку |
в |
рассматриваемом |
случае |
уровень |
унификации |
||||||||||
практически |
полностью |
определяется |
знаменателем |
прогрессии |
|||||||||||
размеров профилей, принципиальный характер изменения показа
теля себестоимости |
изготовления профилей |
(с |
учетом |
расхода ме |
талла) принимает вид, показанный на рис. |
18. |
З н а я планируемый |
||
ежегодный объем N |
используемых сварных |
профилей |
на заводе, |
|
по формуле (1.35) можно найти оптимальные параметры унифи кации <7optОднако такой подход дает возможность построить оптимальный сортамент только д л я одного рассматриваемого за вода. Д л я отрасли в целом построение сортамента обусловлено дополнительными технико-экономическими факторами . Поэтому
ниже определяются предельные |
параметры унификации профи |
лей <7тах, при которых достигается |
экономический эффект. |
В основу расчета положены данные [30] о распределении свар ных тавровых профилей по моменту сопротивления и массе на некоторых серийных отечественных судах (танкерах типа' «Со-
|фия», |
сухогрузных |
судах, |
траулерах, |
рефрижераторных и |
пасса |
|||||||||||||||
ж и р с к и х |
судах) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Полагаем |
|
|
|
|
|
|
Ca(F) |
= AFF, |
|
|
|
|
|
(1.40) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
AF |
— стоимость |
металла, отнесенная |
к единице |
площади |
се |
||||||||||||||
|
|
|
чения |
и |
|
единице |
длины профиля (руб . /см 2 - пог - м) |
по |
||||||||||||
|
|
|
действующим |
прейскурантам |
в |
зависимости |
от |
марки |
||||||||||||
|
|
|
материала . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Соответственно |
|
|
|
|
Q,, |
= M F ^ . |
|
|
|
|
|
(1-41) |
|||||||
|
kn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
аде |
— коэффициент, |
учитывающий |
снижение |
стоимости |
полосо |
|||||||||||||||
|
|
|
вого проката по сравнению с листовым при возможном |
|||||||||||||||||
|
|
|
объеме |
его |
использования |
(для |
поясков и |
частично |
для |
|||||||||||
|
Fi |
|
стенок); |
/ г п ~ 0 , 9 6 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
— унифицированные |
значения |
площадей |
сечения |
профилей. |
|||||||||||||||
З д е с ь |
q— знаменатель |
прогрессии, |
|
принятый |
при |
|
проведении |
|||||||||||||
|
|
|
унификации; Fmm— |
н и ж н я я |
граница |
площадей |
сечения |
|||||||||||||
|
|
|
в |
пределах |
сортамента |
профилей. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
П л о щ а д и |
сечения |
связаны |
с |
основной характеристикой проч |
|||||||||||||||
ности |
профилей — моментом |
сопротивления |
сечения |
профиля |
||||||||||||||||
с присоединенным |
пояском |
W — соотношением |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F=cwW2li, |
|
|
|
|
|
|
|
(1.42) |
||
где |
Сту — относительная |
площадь сечения |
профиля. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Следовательно, знаменатель прогрессии для моментов сопро |
|||||||||||||||||||
тивления |
профилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч* = Ф2- |
|
|
|
|
|
|
(1-43) |
|||
|
Д л я |
оценки |
|
влияния |
параметров |
|
распределения |
профилей |
||||||||||||
в пределах сортамента на показатели унификации рассмотрим два варианта:
1) |
равномерное распределение p |
( f ) = c o n s t (рис. |
19, а ) ; |
2) |
неравномерное распределение |
p(F) =^=const, |
аналитические |
в ы р а ж е н и я которого приближенно соответствуют статистическим
данным |
[30] (рис. |
19,6). |
|
|
|
|
|
||
Н а |
основе |
выражений |
(1.33) и |
(1.34) |
при |
6Ct- = a = const из |
|||
условия С 0 — X F > 0 |
получим |
|
|
|
|
|
|||
|
п |
|
|
F i |
|
''max |
|
|
|
|
2 ( |
М ^ |
- |
« ) J |
P(F)dF^ |
} |
AFFp(F)dF, |
(1.44) |
|
|
|
|
|
Fl-\ |
F min |
|
|
|
|
где Fmax— |
верхняя |
граница |
площадей сечения |
в пределах |
сор |
||||
|
тамента |
|
профилей, |
|
|
|
|
||
65
откуда после преобразований:
—для равномерного распределения
q |
^ 1 |
а |
|
— — |
< |
|
|
g + 1 |
2kn |
knAF (Fmax |
- j - F m in) |
— для неравномерного распределения (по участкам)
91 |
•Я\ |
^ |
2 |
1 - ( W ) 2 . |
з |
] |
^ |
З&п M f f i |
l - № i ) 3 |
|
Яг |
|
|
|
|
(72 + |
1 |
2/еп |
knAF(F2+F{) |
<. а 1 - (Fa/Fj)*
3k„ |
knAFF2 |
1 - ( W ) 3 |
(1.45)
(1.46)
(I.46a)
(1.466)
Сопоставление номенклатуры, степени механизации и трудоем
кости |
операций |
по |
изготовлению сварных |
тавровых |
профилей до |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
после унификации |
показывает, |
||||||||||
|
|
ffFJ-C |
|
|
|
|
|
что |
|
уменьшение |
трудоемкости |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
-работ |
при |
унификации |
состав |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ляет |
0,65—0,7 |
|
нормо-ч/пог. м. |
|||||||||
0 |
|
|
|
|
|
Fmax F |
Р а с с м а т р и в а я |
|
|
относительную |
||||||||||
|
|
|
|
|
стоимость |
работ |
в |
соответствии |
||||||||||||
in |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1>И'Сг |
|
|
|
|
|
с |
данными, |
изложенными |
в |
§ 2, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
получим величину a/AF, |
завися |
||||||||||||
|
Ч / | |
|
|
|
|
|
щую, |
очевидно,' |
от |
принятой |
||||||||||
|
f\ |
|
|
|
|
|
|
марки стали: а/Л.р=11,6 |
см 2 |
для |
||||||||||
|
z |
|
3 |
\ |
> |
|
ВСтЗсп; |
а/A F= |
|
10,95 |
см 2 |
для |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
09Г2; |
a/AF |
= 7,6 с м 2 |
для 10ХСНД . |
||||||||||
0 |
h |
г, |
f i |
|
|
F, |
F |
|||||||||||||
|
|
|
|
Поскольку |
|
рассматривается |
||||||||||||||
Рис. 19. |
Плотность |
распределения |
общеотраслевой |
|
сортамент, в рас |
|||||||||||||||
чете |
необходимо |
учитывать |
тот |
|||||||||||||||||
сварных тавровых профилей по мас |
||||||||||||||||||||
вариант, который приводит к на |
||||||||||||||||||||
се в |
пределах построения |
сорта |
||||||||||||||||||
|
|
мента. |
|
|
|
|
иболее полному сортаменту, т. е. |
|||||||||||||
/, |
2, |
3 — участки |
сортамента. |
|
учитывать |
|
минимальное |
значе |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
а/AF. |
Изменение |
параметров |
|||||||||
унификации в связи с изменением |
величины |
а/АР |
|
.следует |
прини |
|||||||||||||||
мать во внимание при ограничении |
сортамента |
для конкретного |
||||||||||||||||||
завода-строителя |
или проектируемого |
судна. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
З н а я соотношение |
a/AF |
можно |
|
определить |
знаменатель |
q и |
||||||||||||||
число |
интервалов |
п, |
которое |
находится |
из |
выражения |
Fmax=< |
|||||||||||||
= |
Fminqn: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
П = |
1§ |
max/^min) |
|
|
|
|
|
|
^ j |
|||||
66
Соответственно общее число типоразмеров профилей на еди ницу больше.
Результаты числового расчета и их сопоставление с разрабо
танными |
стандартами |
1966 |
и |
1968 гг. приведены в табл . |
5. За |
|||||||||||
кономерность |
распределения |
профилей |
в |
пределах |
сортамента, |
|||||||||||
^особенно |
вблизи его границ, |
заметно |
влияет |
на параметры |
унифи |
|||||||||||
кации. В частности, для сортамента |
1968 г. целесообразно |
умень |
||||||||||||||
шить количество типоразмеров малых профилей W<500 |
см 3 и уве |
|||||||||||||||
личить количество больших |
(W>3500 см 3 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
|
Сопоставление |
теоретических |
и фактических |
параметров |
|
|
||||||||||
|
унификации сварных тавровых профилей в судостроении |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
СЗ |
|
|
|
|
|
|
|
Параметры у н и ф и к а ц и и |
|||||
|
|
|
н |
Границы по |
теоретические |
принятые |
||||||||||
|
|
|
tfi |
|||||||||||||
|
Принятый вид |
|
строения |
сорта |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Норма |
о. |
мента |
(участка), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
теоретического |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
||||||||
|
|
с м |
3 |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|||||
тивный |
распределения |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
CJ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с * |
|
|
|
|||
документ |
профилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ и |
|
|
*8 |
||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н о |
|
|
|
|
по |
сортаменту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
н о, |
|
|
н |
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
CJ |
|
|
|
|
|
|
|
|
О CJ |
|
|
О ш |
|
|
|
|
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч Е |
|
|
5 сч |
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
S г] |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О СП |
|
|
з* о. |
||
|
|
|
>. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Стандарт |
Равномерное |
IS |
212 |
|
|
' 3 500 |
< |
1,58 |
> |
75" D. |
1,15—1,69 |
11 |
||||
Неравномер |
212 |
|
|
|
500 |
< |
2,12 |
> |
2 |
1,27—1,33 |
4 |
|||||
1966 г. |
|
ное |
500 |
|
|
3 500 |
< |
1,525 |
> |
6 |
1,15-1,69 |
7 |
||||
|
Равномерное |
{S |
22,6 |
|
11500 |
< |
1,34 |
> |
22 (38) |
1,10—2,02 |
35 |
|||||
Стандарт |
Неравномер |
22,6 |
|
|
500 |
< |
2,75 |
> 4 ( 6 ) |
1,10—2,02 |
13 |
||||||
1968 г. |
|
500 |
|
|
3 500 |
< |
1,525 |
> |
6 (12) |
1,17—1,43 |
15 |
|||||
|
ное |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
3500 |
|
|
11 500 |
< |
1,28 |
>- 6 (12) |
1,19—1,49 |
7 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
* В скобках |
приведено |
количество |
|
типоразмеров |
с |
|
учетом |
разных |
толщин |
стенок |
||||||
при одинаковой |
высоте профиля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При построении сортамента необходимо учитывать, что Пра вила классификационных обществ неодинаково подходят к назна
чению толщин стенок профилей |
разных балок д а ж е |
при |
равном |
моменте сопротивления. Это обстоятельство привело |
к тому, что |
||
в сортаменте 1968 г. в диапазоне |
100 см 3 при равной |
высоте |
|
оказались два профиля с разной толщиной стенок, т. е. число фактических параметров унификации сварных тавровых профилей удвоилось по сравнению с числом теоретических, что т а к ж е от- р а ж е н о в табл . 5. В целом теоретические параметры унификации достаточно близко совпадают с разработанными стандартами .
Таким образом, принятый подход при соответствующей детали зации и уточнении исходных данных может быть достаточно эф фективно использован при анализе существующих стандартов и при дальнейшей унификации корпусных конструкций.
67
Ограничение |
действующих |
нормативов. |
В |
пределах |
области |
||
изменения проектной переменной для |
рассматриваемой |
группы |
|||||
конструкций допускается по действующим нормативам |
ограничен |
||||||
ное |
количество |
различных |
типоразмеров |
(п+\), |
т. е. |
сортамент |
|
у ж е |
разработан |
и используется. Необходимо |
определить |
целесо |
|||
образность дальнейшего ограничения числа возможных типораз меров для конкретного проекта.
При выборе решений в р а м к а х нормативной унификации сум
марный |
комплексный критерий в соответствии с |
(1.30) |
равен |
|||||
|
|
Co = |
S |
(Co i + C w / t f P f ) t f P , , |
|
|
|
(1.48) |
|
|
|
(=1 |
|
|
|
|
|
где |
/V — общее число |
унифицированных |
деталей |
или |
конструкций |
|||
|
|
в принятых для конкретного расчета |
единицах; |
|||||
|
Pi — относительная повторяемость каждого |
унифицированного |
||||||
|
|
типоразмера |
конструкции. |
|
|
|
|
|
|
При |
укрупнении |
интервалов унификации |
комплексный крите |
||||
рий |
будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С = |
v |
(Cai + CbjmPi) NPf, |
k<n |
|
|
(1.49) |
Экономическая эффективность ограничения действующих стан
дартов |
составляет |
|
|
|
|
|
||
^ |
= ^ |
- |
С = ^ |
(Ч, с |
£ с \ |
+ | C a , P i - i |
CaiP, |
(1.50) |
Как |
и |
в |
предыдущих |
случаях, |
целесообразность |
проведения |
||
унификации |
определяется |
условием |
6 С > 0 , а ее |
оптимальный уро |
||||
вень соответствует |
максимуму величины бС(/е). |
|
|
|||||
В работе [25] рассмотрен пример оптимизации сортамента по лосовой стали при заданной годовой потребности и при одинако вой ширине полос для всех толщин. Несмотря на некоторую ус ловность, этот пример показывает возможность использования ком плексных экономических критериев. В частности, для решаемой
задачи — ограничение сортамента полосового проката при |
приня |
тых предпосылках — целесообразным оказалось сокращение |
числа |
толщин с одиннадцати до девяти, а количества длин полос с четы рех до одного. Это позволило получить общую годовую экономию около 6,3 тыс. руб.
Таким образом, проведение унификации — заключительный этап комплексной оптимизации конструкций. Рекомендации по вы
бору |
оптимального варианта |
конструктивной схемы и типоразме |
ров |
конструкций в заданных |
конкретных условиях являются осно- |
68
вой для разработки проектной и рабочей документации |
и могут' |
||
быть |
оформлены как нормативные документы с |
обязательным |
|
уточнением в них границ эффективного применения |
каждого ре |
||
шения. |
|
|
|
|
ГЛАВА II |
|
|
|
Технико-экономический анализ в расчетах |
||
|
прочности корпусных |
конструкций |
|
Одной из основных задач проектирования корпуса |
является |
||
выбор |
таких размеров связей конструкций, которые соответствовали |
||
бы условиям достаточной прочности. Несмотря на |
многообразие |
||
методов определения действующих в конструкции напряжений, ре зультаты проектирования всегда зависят от принятого порядка, определения внешних сил и допускаемых напряжений . Все э т а п ы любого расчета прочности тесно связаны между собой, и всякое изменение в характере определения внешних сил, методах н а х о ж дения действующих напряжений или назначения норм допускаемых напряжений неизбежно требует соответствующих поправок на дру
гих этапах расчета. |
|
|
|
|
В а ж н е й ш и м моментом |
решения |
задачи |
является обоснование |
|
и назначение допустимых |
параметров поведения |
конструкции (на |
||
пряжений, деформаций, амплитуд |
колебаний |
и |
т. д . ) . Д о настоя |
|
щего времени используются опыт эксплуатации судов и общие соображения о необходимых коэффициентах запаса, которые в ко
нечном итоге о т р а ж а ю т |
степень условности принятых |
методов р а с |
||||||
чета и их возможные погрешности. Только большой |
статистиче |
|||||||
ский |
материал, основанный |
на натурном обследовании повреж |
||||||
дений |
и |
разрушений |
на |
однотипных |
судах, |
эксплуатируемых |
||
в близких |
условиях, |
может |
служить объективным критерием пра |
|||||
вильности |
принятых |
методов |
расчета. Но |
д а ж е |
при таком подходе |
|||
л ю б а я система нормативов прочности корпусных конструкций не
позволяет |
в полной мере гарантировать |
исключение повреждений |
|||||||
или |
разрушений |
при |
эксплуатации судна. |
Увеличение ж е |
коэф |
||||
фициента |
запаса |
прочности |
по отношению |
к действующим |
нормам |
||||
приводит |
к повышению затрат на постройку судна. Таким |
обра |
|||||||
зом, |
принципиально |
задача |
разработки |
норм прочности, |
т а к ж е |
||||
как и соответствующих методик расчета, относится к одной из раз новидностей задач оптимального проектирования.
69>