Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кузьминов С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
10.12 Mб
Скачать

В частности, установлено, что деформации днищевых секций с настилом второго дна зависят главным образом от высоты междудонного пространства и последовательности сборки и сварки. Сле­ довательно, зная высоту междудонного пространства и принципиаль­ ный технологический процесс сборки и сварки, можно приближенно определить деформацию секций, если будут заранее известны пара­ метры деформаций подобных секций. То же самое можно сказать в отношении бортовых и палубных секций, для которых основным конструктивным параметром, влияющим на общие деформации, яв­ ляется толщина обшивки.

Для определения зависимости деформаций секций от основных конструктивных параметров проводились расчеты ожидаемых общих сварочных деформаций для нескольких типовых секций судов, спро­ ектированных и строящихся по Правилам Регистра СССР. Чтобы исключить влияние длины и ширины секций, при расчетах опреде­ лялись относительные продольные и поперечные укорочения и из­ менение продольной и поперечной кривизны секций.

Расчеты производились для секций, параметры которых приведены

в табл. 7,

8, 10, 11, 12,

и

для технологических вариантов их сборки

и сварки,

приведенных

в

табл. 9 и 13.

По данным расчетов построены графики зависимости относитель­

ных

деформаций от основного конструктивного фактора для раз­

личных технологических

вариантов сборки и сварки секций

(рис.

93— 102).

 

Зная размеры секций, системы набора и вариант технологического

процесса сборки и сварки,

можно с помощью рис. 93— 102 прибли­

женно определить ожидаемые общие деформации этой секции по сле­ дующим формулам:

 

AL — e,L;

АВ

= ebB;

 

ф, =

QL;

срь =

СЬВ\

 

 

г _

фiL_

CiL2

_

,

_

фЬВ _

С„В2

 

(229)

 

' 1 ~

8 ~

8

< ь ~

8

~

8

 

 

 

где

— относительное укорочение секции в продольном направле­

 

нии (в плоскости стрингеров);

 

 

 

 

 

 

 

гь — относительное укорочение секции в поперечном направле­

 

нии (в плоскости шпангоутов и флоров);

 

1/см;

 

 

С{ — изменение продольной кривизны секции,

 

 

Сь — изменение

поперечной

кривизны секции,

1/см;

 

 

L — длина секции,

см;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В — ширина секции, см;

 

 

 

 

по

центральной оси, см;

 

AL — продольное

укорочение секции

 

АВ — поперечное

укорочение

 

секции

по

центральной оси, см;

 

ф/ — угол

поворота

носового

конца

секции

относительно

кор ­

 

м ового,

рад;

правого

борта

секции

относительно

ле­

 

ф4 — угол

поворота

 

вого,

рад;

стрелка прогиба секции,

см;

 

 

 

fi — продольная

 

 

 

fb — поперечная

стрелка

прогиба секции,

см.

 

 

151

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

К о н стр у к ти в н ы е

элем ен ты

д н и щ е в ы х секц и й

с поп еречной

систем ой н абора

Конструктивные элементы секции

 

 

Конструкция

 

 

 

л

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Высота вертикального киля Н, мм

 

1200

1080

 

880

Шпация а, мм

 

 

 

 

840

 

780

 

680

Расстояние между стрингерами /с, мм

3000

3000

 

3000

Толщина наружной обшивки

бн. 0, мм

 

22

 

18

 

14

Толщина настила второго дна (пояска)

 

14

 

12

 

10

бв. д, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина стрингеров 6С, мм

 

 

14

 

13

 

12

Толщина флор бф, мм

 

 

 

12

 

10

 

10

Швы приварки

набора*

К у - , мм

5 +

5 _ Z L

5 +

5 ^ -

5 +

5 - ^ -

 

 

 

 

5 +

5 200

°

й 200 ,

b +

b 200

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

Конструктивные элементы днищевых секций

с продольной системой набора

Конструктивные элементы секций

 

 

Конструкция

 

 

1

2

3

 

4

 

 

 

 

 

Высота вертикального киля Н, мм

1400

1200

1000

 

800

Шпация а, мм

 

 

 

1500

1500

1500

 

1500

Расстояние между стрингерами /с, мм

1500

1500

1500

 

1500

Толщина наружной обшивки

бн 0, мм

 

16

14

12

 

10

Толщина настила второго дна

бв. д, мм

 

12

8

6

 

5

Толщина стрингеров 6С, мм

 

 

12

8

6

 

6

Толщина флор бф, мм

 

 

 

12

6

5

 

4

Ребра жесткости по наружной обшивке,

 

18

12

10

 

8

полособульбовая сталь №

 

 

 

 

 

 

 

 

Число ребер жесткости по наружной

 

3

3

3

 

3

обшивке между стрингерами

 

 

 

 

 

 

 

 

Ребра жесткости по второму дну, по­

 

18

10

8

 

8

лособульбовая сталь №

 

 

 

 

 

 

 

 

Число ребер жесткости по настилу вто­

 

3

3

3

 

3

рого дна между стрингерами

 

 

 

 

 

 

 

 

Швы приварки набора * К, мм

 

5

5

5

 

4

* Обозначение размеров тавровых швов сделано в соответствии с «Правилами клас­ сификации и постройки морских судов», ч. II, Регистра СССР,

1 5 2

Таблица 9

Варианты технологических Процессов сборки и сварки Днищевых секций с настилом второго дна

Содержание и очередность техпроцесса сборки и сварки

техпроцесса

 

Сборка и сварка на наружной обшивке (Н. 0.)

1

Сборка полотнища наружной обшивки и сварка его с внутренней

 

стороны

 

Сборка настила второго дна на наборе и сварка его со стороны,

 

обратной набору

 

Установка на электроприхватках набора на наружной обшивке

 

и сварка набора между собой

 

Приварка набора к наружной обшивке

 

Прихватка настила второго дна к набору

 

Кантовка секции и подварка настила второго дна со стороны

 

набора

 

Приварка набора к настилу второго дна

 

Подварка наружной обшивки с наружной стороны

2То же, что и техпроцесс № 1, но сварка набора между собой производится при эластичном креплении его к наружной обшивке

3То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке (раздельный способ приварки набора к наружной обшивке)

4То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке и настилу второго дна

5То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой настила второго дна с двух сторон

6То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой наружной обшивки и настила второго дна с двух сторон

7То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой

настила второго дна с двух сторон и предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке

8 То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой настила второго дна с двух сторон и предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке и к настилу второго дна

9То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой наружной обшивки и настила второго дна с двух сторон и свар­ кой набора между собой при эластичном его креплении к наруж­ ной обшивке

10То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой настила второго дна с двух сторон и сваркой набора между собой при эластичном креплении набора к наружной обшивке

11То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой настила второго дна с двух сторон, предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке и сварка набора между собой при эластичном его креплении к наружной обшивке

12То же, что и техпроцесс № 1, но с предварительной сваркой

настила второго дна с двух сторон, предварительной приваркой ребер жесткости к наружной обшивке и к настилу второго дна и сваркой набора между собой при эластичном креплении его к на­ ружной обшивке

Сборка и сварка на настиле второго дна

13 Сборка и сварка настила второго дна с двух сторон Установка набора на настил второго дна, закрепление его элек­

троприхватками и сварка набора между собой

153

 

Продолжение табл. 9

Содержание и очередность техпроцесса сборки и сварки

техпроцесса

13Приварка набора к настилу второго дна Приварка ребер жесткости по наружной обшивке к высокому

набору Установка и прихватка листов наружной обшивки

Кантовка секции и св ipi<a листов наружной обшивки с внутрен­ ней стороны

Приварка набора к наружной обшивке Кантовка и подварка наружной обшивки с наружной стороны ’

14То же, что и техпроцесс № 13, но с предварительной приваркой ребер жесткости к настилу второго дна

15То же, что и техпроцесс № 13, но с предварительной приваркой ребер жесткости к настилу второго дна и к листам наружной об­ шивки

16То же, что и техпроцесс № 13, но сварка набора между собой производится при эластичном креплении его к настилу второго дна

17То же, что и техпроцесс № 13, но сварка набора между собой производится при эластичном креплении его к настилу второго дна,

анаружная обшивка устанавливается после предварительной сварки ее в полотнище

18То же, что и техпроцесс № 13 при предварительной приварке ребер жесткости к настилу и сварке набора между собой при эла­ стичном креплении его к настилу

19То же, что и техпроцесс № 13 при предварительной сварке на­

20

ружной обшивки с двух сторон

предварительной

приварке

 

То же, что и техпроцесс № 13 при

 

ребер жесткости к настилу второго дна и предварительной сварке

21

наружной обшивки с двух сторон

 

 

 

То же, что и техпроцесс № 13 при

предварительной

приварке

 

ребер жесткости к настилу второго дна и предварительной сварке

 

наружной обшивки с внутренней стороны

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

Конструктивные элементы бортовых секций с продольной системой набора

 

 

 

 

 

 

Конструкция

 

Конструктивные элементы

1

2

3

 

 

 

 

 

Толщина обшивки бн 0, мм

12

8

5

Шпация а, мм

 

 

 

2 8 0 0

1500

1500

Расстояние между продольными ребра-

4 5 0

4 2 0

3 7 0

ми жесткости 1,

мм

 

6 X 2 4 0

5 X 2 3 0

5 X 1 8 0

Шпангоуты

 

1

стенка’

мм

J

 

\

ПОЯСОК,

мм

1 0 X 1 1 0

8 X 9 0

6 X 6 0

Продольные ребра жесткости, полосо-

12

10

8

бульбовая сталь

I

шпангоутов К, мм

АД4

ДЗ

А04

Швы приварки

 

набора

 

1 жесткости К, мм

5 — 5 0 ; 100

АД4

А04

Габариты секции (ZXH),

м

1 6 X 5

1 4 X 5 X 3 , 5

8 , 2 X 5 , 0

Количество стыков обшивки

1

1

1

Количество пазов обшивки

2

2

2

154'

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 11

К о н стр у к ти в н ы е эл ем ен ты

б о р то в ы х с ек ц и й с п оп еречной

си стем ой

н аб о р а

 

 

 

 

 

 

Конструкция Ns

 

Конструктивные элементы секции

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

Толщина обшивки 6Н. 0, мм

 

 

16

12

8

6

Шпация а,

мм

 

 

 

740

650

570

530

Шпангоуты,

полособульбовая сталь

22а

166

14а

10

Швы приварки набора К, мм

 

АД7

АД6

АД6

АД5

Бортовой стрин- | стенка,

мм

 

10X500

8X400

6X300

5X250

геР

\

поясок,

мм

 

14X200

12X180

10X120

8X100

Габариты секции (HXZ), м

 

 

6X12

6X12

6X12

4,5X12

Количество стыков обшивки

 

 

1

1

1

1

Количество обшивки

 

 

3

3

3

3

 

Конструктивные элементы поперечных переборок

Таблица 12

 

 

Конструктивные элементы

 

 

Конструкция

 

 

 

 

 

 

 

переборок

 

1

2

3

4

5

6

 

 

 

Толщина переборки 6, мм

14

12

10

8

6

4

Расстояние

между

стой­

750

750

750

600

600

500

ками а, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние

между

шель­

2200

2200

2200

2200

фами 1, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Стойки, полособульбовая

22а

20а

16а

14а

12

8

сталь №

 

 

 

 

 

 

 

 

тт( стенка, мм 12X400 10X400 10X300 8X300 — —

Шельфы \

поясок,

мм

14Х 180

12X180

12X150

12X150

(

Габариты

секции

(ВХ

16X7,5

16X7,5

12X6

12X6

10X6

8X4,5

Х Н ) , м

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество стоек

 

20

20

15

19

16

15

Количество шельфов

3

3

2

2

Швы приварки стоек К,

(4+3)

(4+3)

04

04

04

03

мм

 

 

Д4

Д4

Д4

ДЗ

 

Швы приварки шельфов

 

 

 

 

 

 

 

 

К, мм

 

 

6

6

5

5

 

Швы сварки набора между

 

 

 

 

 

 

 

 

собой К, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество стыков

 

1

1

1

1

1

1

Количество пазов

 

4

4

3

3

3

2

155

Если конструктивные элементы рассчитываемых (проектируемых) плоскостных секций (бортовых, палубных и т. п.) значительно от­ личаются от соответствующих элементов секций, приведенных в табл. 7, 8 и 9, необходимо про­ изводить расчет ожидаемых общих деформаций по общей методике.

СуЮ6,1/ом

Рис. 93. График зависимости параметров продольных деформаций днищевых сек­ ций с продольной системой набора от высоты междудонного набора Я.

 

— кривизна

(Cj-10*) секции

при

сборке и

сварке на

Н О );.......................

 

кри­

визна

секции

при

сборке и сварке

на настиле второго дна;

..................

— относи­

тельное

укорочение

секции

(е^-104);

1, 2,

3, . . . — Ns техпроцесса.

Рис. 94. График зависимости парамет­ ров поперечных деформаций днище­ вых секций с продольной системой набора от высоты междудонного на­ бора Я.

—— ——

— кривизна

секции

при сборке

и сварке на

Н О ;--------------

— кривизна

секции при сборке

исварке на настиле второго дна;

................... — относительное укорочение секции (8^-10*); 1, 2, 3, . . . — № техпро­

цесса.

Для днищевых секций с настилом второго дна влияние на дефор­ мацию отклонения некоторых конструктивных элементов от таблич­ ных значений можно учесть.

Наиболее существенное влияние на деформацию, кроме основных конструктивных факторов и технологии, оказывают изменения раз­ меров швов приварки набора и изменение толщин листов наружной обшивки и настила второго дна.

Известно, что деформации прямо пропорциональны квадрату ка­ тетов швов и обратно пропорциональны площади поперечного сече­ ния. Поэтому для учета влияния изменения конструктивных эле-

156

Таблица 13

Варианты технологических процессов сборки и сварки бортовых и плоскостных секций

№ техпро­

Содержание техпроцесса и последовательность

цесса

сборки и сварки

1Сборка полотнища и сварка его с внутренней стороны Установка набора, прихватка и сварка его между собой Приварка набора к наружной обшивке

Кантовка секции и подварка наружной обшивки

2Сборка полотнища и сварка его с внутренней стороны Установка и приварка набора главного направления (ребер

жесткости)

Установка перекрестного набора на прихватках и приварка его

кнабору главного направления и к наружной обшивке Кантовка секции и подварка наружной обшивки

3Сборка полотнища наружной обшивки и сварка его с двух сторон Установка набора на прихватках и сварка его между собой Приварка набора к наружной обшивке

4Сборка полотнища наружной обшивки и сварка его с двух сторон Установка и приварка набора главного направления

Установка перекрестного набора и приварка его к набору глав­ ного направления и к наружной обшивке

ментов секции на параметры этих деформаций предлагаются следую­ щие приближенные эмпирические формулы:

п,+га2

ятаблетабл е ин. о ив. д

^граф 8„.06оив;. д

1

с = 'граф

*табл&табл ин. о ив .д

^н. о^в. д

К2 ^прпр

/п

(230)

' пР /т а б л .

(231)

где

г, С — относительное укорочение и изменение

 

кривизны рассчитываемой секции;

еграф»

Сграф — укорочение и кривизна, определяемые

 

по графикам для принятого технологи­

 

ческого процесса;

набора к полот­

 

пх — число

швов приварки

 

нищу, на котором производится сборка;

 

п2 — число

швов приварки

набора к полот­

 

нищу,

установленному

на набор;

157

 

 

 

 

 

 

1 2 -----------------------------------------------

 

700

800

300-------------------------------

1000

----------------—

 

 

 

 

 

 

 

600

1100 1200

 

 

 

 

Н, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н,мм

Рис. 95. График зависимости параметров

Рис. 96. График зависимости пара­

продольных деформаций днищевых сек­

метров

поперечных

деформаций дни­

ций с поперечной системой набора от

щевых секций с поперечной системой

высоты междудонного набора Я.

набора

от

высоты междудонного на­

— кривизна (С^-10в)

секции при

 

 

 

 

 

бора

Я.

 

 

 

сборке и сварке на НО',-------------- — кривиз­

-

 

 

 

— кривизна

(С^'109)

секции

на (С^-10е)

секции, при сборке

и сварке на

при

сборке

и

сварке

на

Н О ,-----------—

настиле

второго

дна; ..................

— относи­

— кривизна

(Cj-10e) секции

при

сборке

тельное

укорочение

секции

'О1) ;'/, 2, 3,

и

сварке

 

на

настиле

второго

дна;

 

".

. . —

№ техпроцесса.

..................

— относительное

укорочение

 

 

 

 

 

секции

(gj-104);,

1, 2,

3,

. . .

— N° тех­

процесса.

Рис. 97. График

зависимости пара­

Рис. 98. График зависимости параметров

метров продольной деформации борто­

поперечной деформации бортовых секций

вых секций с продольной системой

с продольной системой набора от толщи­

набора от толщины обшивки.

ны обшивки.

 

' — кривизна секции (СГ 10»);

—— —— — кривизна

секции

(С^-106);

................. — относительное

укорочение

.................. — относительное укорочение сек­

секции (е^-Ю4); 1,

2, 3, . . .

— № тех­

ции (е^-104); 1, 2, 3, . . .

Ns

техпроцесса.

процесса.

Ct 70-f 1/см

Cg 1 0 1/см

Рис. 99. График зависимости параметров продольной деформации бортовых сек­ ций с поперечной системой набора от толщины обшивки.

— — кривизна (Cj-10B); ..................

относительное укорочение секции (е^*104);

Л2, Зу . . . — № техпроцесса.

Рис. 101. График зависимости парамет­ ров продольных деформаций плоскост­ ных секций (палуб, переборок и т. п. конструкций, имеющих набор главного направления, перпендикулярный пазам)

от толщины полотнища.

-— кривизна секции (Cj-lO5);

■'................

— относительное укорочение сек­

ции

10*); /, 2, 3, . . . — ЛЬ техпроцесса

Рис. 100. График зависимости пара­ метров поперечной деформации бор­ товых секций с поперечной системой набора от толщины обшивки.

— кривизна секции

(С^-Ю6);

.................. — относительное

укорочение

секции (Ejj-10*); 1, 2, 3, . . .

— № тех­

процесса.

 

Рис. 102. График зависимости пара­ метров поперечных деформаций пло­ скостных секций (палуб, переборок и т. п. конструкций, имеющих набор главного направления, перпендику­ лярный пазам) от толщины полот­

нища.

— кривизна

секции

(С^Ю 5);

................. — относительное

укорочение

секции (Ej-lO1); 1, 2,

3, . . .

— We тех­

процесса.

159

 

 

6Н. о,

бГбоЛ— толщина наружной обшивки рассчиты­

 

 

 

 

ваемой секции и

секции,

приведенной

 

 

 

 

в таблице, для которой построены

 

 

бв. д,

етабл

графики;

 

 

 

 

 

— толщины настила

второго

дна рассчи­

 

 

бв. д

 

 

 

 

тываемой секции и секции, приведенной

 

 

 

 

в

таблице;

 

 

 

К2-г—,

( К,2 ~г~~ )

— размеры швов приварки

набора рассчи-

гпр

\

?пр

/ табл

тываемой секции и секции, приведенной

 

 

 

 

 

 

 

 

в

таблице, для

которой

построены

 

 

 

 

графики;

 

 

 

 

 

 

К — катет шва;

 

 

 

 

 

 

I,,р — длина одной приварки прерывистого шва;

Определив

е и

tnp — шаг прерывистого

шва.

 

производят

С, дальнейший расчет деформаций

по формулам (229),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I / Г№в

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

Ц*ь-

 

 

 

 

 

 

:

I

 

 

 

 

 

 

 

;

I

 

 

 

Рис. 103.

Секция поперечной переборки.

 

 

Предлагаемый метод дает хорошее совпадение с действительными деформациями для секций, не имеющих большого количества привари­ ваемого насыщения. Приварка насыщения, особенно большого коли­ чества фундаментов, изменяет деформацию секций (особенно де­ формацию изгиба). Если к настилу второго дна привариваются фун­ даменты, то кривизна, определяемая по графикам и формуле (229), должна быть увеличена при изготовлении секции на наружной об­ шивке (и уменьшена — при изготовлении на настиле второго дна) на 102 0 % в зависимости от насыщенности секции фунда­ ментами. При этом предполагается, что фундаменты привариваются к настилу второго дна после приварки настила к секции. Если мелкие фундаменты приваривать к настилу второго дна до его установки в секции, то в этом случае приварка фундаментов не повлияет на изгиб секции. Большие фундаменты — балки (простирающиеся бо­ лее чем на половину длины секции) будут увеличивать жесткость секции, и их необходимо учитывать при определении параметров жесткости.

160

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ