- •Министерство образования и науки украины.
- •Мореходные качества судна
- •Глава 3. Качка судов…………………………………………………………20
- •Глава 4. Сопротивление воды движению судна………………………..38
- •Глава 5. Судовые движители………………………………………………52
- •Глава 6. Прочность корпуса судна…………………………………………71
- •Глава 1. Условные обозначения
- •Глава 2. Непотопляемость судна
- •2.1. Основные понятия непотопляемости судна.
- •2.2. Методы расчета аварийной посадки судна
- •2.3 Требование к элементам аварийной посадки и остойчивости
- •2.4 Информация об аварийной посадке и остойчивости
- •2.5 Обеспечение непотопляемости судна.
- •2.6.Типовые случаи спрямление поврежденного судна.
- •Глава 3. Качка судов
- •3.2 Качка судна на тихой воде
- •3.3 Качка судна на волнении
- •3.4 Влияние курса и скорости хода на качку судна.
- •3.5 Успокоители качки
- •Пассивные успокоители.
- •Глава 4 сопротивление воды движению судна
- •4.1 Понятие ходкости судна
- •4.2 Сопротивление воды и его составляющие
- •4.3 Расчет полного сопротивления
- •4.4 Приближенные способы определения буксировочной мощности.
- •4. 5.Методы снижения сопротивления воды.
- •Глава 5. Судовые движители
- •5.1 Классификация судовых движителей
- •5.1.1.Гидрореактивные движители.
- •5.2. Элементы гребного винта.
- •5.3.Характеристики гребного винта.
- •1.Геометрическими характеристиками гребного винта являются:
- •2.Кинематические характеристики гребных винтов.
- •3.Динамические характеристики гребного винта.
- •5.4. Режимы работы гребного винта.
- •5.5. Диаграммы для расчета гребного винта.
- •5.6. Взаимодействие гребного винта и корпуса судна
- •5.7. Кавитация гребных винтов
- •5.8.Совместная работа винта, двигателя и корпуса судна.
- •5.9.1. Взаимодействие винта , двигателя и корпуса.
- •5. 9.2. Ходовые характеристики и паспортные диаграммы.
- •Глава 6. Прочность корпуса судна
- •6.1 Силы и моменты, действующие на корпус судна.
- •6.1.2. Дополнительные силы и моменты на волнении.
- •6.2. Нормирование общей прочности по Правила рс.
- •6.3. Контроль общей прочности в рейсе.
- •6.3.1. Контроль прочности по приближенным формулам
- •6.3.2. Контроль прочности по диаграммам.
- •6.3.3. Контроль прочности по судовой компьютерной программе.
- •6.4. Контроль местной прочности судна
- •6.5. Судостроительные материалы
- •6.6.Дефекты корпуса судна.
- •6.7. Электрохимическая защита
- •.Катодная защита от коррозии
- •6.8. Защита судов от коррозии лакокрасочными покрытиями.
- •6.9.Защита корпусов судов от обрастания .
6.4. Контроль местной прочности судна
Под местной прочностью судна понимают прочность отдельных частей корпуса: днищевых и палубных перекрытий, переборок и платформ, крышек грузовых люков и других конструкций. Местная прочность также должна быть обеспечена, её нарушение может привести к аварийным последствиям – нарушению непроницаемости корпуса, смещению грузов и другим опасным ситуациям. Прочность отдельных конструкций корпуса судна регламентируется Правилами Регистра судоходства.
В судовой документации оговариваются предельные допустимые нагрузки на отдельные конструкции в виде наибольших нагрузок на 1 площади днищевых и палубных перекрытий, люковых крышек и т.д. Контроль местной прочности состоит в недопущении перегрузок конструкций по сравнению с установленными для них предельными значениями.
В процессе эксплуатации судна при перевозке так называемых крупногабаритных тяжеловесных грузов (автомобилей, контейнеров и др.), возникает ситуация когда вес Р этих грузов распределяется между опорами с малой опорной поверхностью и тогда для предотвращения разрушения судовой конструкции определяют удельную нагрузку по формуле
Где n- количество опор груза ;
F- площадь опорной поверхности м2
Если же вес Р такого груза неизвестен, а известны такие его характеристики: объем V, и удельный погрузочный объем тогда фактическую удельную нагрузку определяют по формуле
На судне, предназначенном для перевозки навалочных грузов, в судовой документации вместо удельной нагрузки оговаривают допустимый вес Р груза, который можно погрузить в грузовые отсеки.
6.5. Судостроительные материалы
При постройке и ремонте судов применяют различные материалы: металлы, дерево, пластмассы и др., обладающие определенными химическими, физико- механическими и технологическими свойствами, которые учитывают при постройке и ремонте судовых конструкций. Каждая поставляемая на судостроительный и судоремонтный заводы партия материала обязательно сопровождается документом – сертификатом, в котором указаны все его качества; в лабораториях заводов материал проходит химические, механические и технологические испытания.
При назначении марок материала для изготовления какого-либо судового изделия (деталей корпусов, механизмов, оборудования) руководствуются действующими правилами Регистра и Государственными стандартами . Основным материалом для постройки и ремонта судов служит углеродистая сталь, а для ряда морских и смешанного плавания (река-море) судов – низколегированные стали, обладающие повышенной прочностью и облегчающие массу корпуса. При изготовлении и ремонте корпусных конструкций судов используют только стали по ГОСТ 5521-67.
Судостроительные стали в зависимости от их основных характеристик и назначения изготовляют следующих марок :
Углеродистая – С, - ВМСтЗсп (по ГОСТ 380-71)
Низколегированная – 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД (по ГОСТ 5521-67).
Углеродистую сталь С применяют для постройки и ремонта морских судов; углеродистую сталь ВКСт3сп обыкновенного качества – судов внутреннего и смешанного (река – море) плавания.
Судостроительная сталь должна:
обладать некоторой устойчивостью против коррозии (в воде и на воздухе); выдерживать обработку в горячем и холодном состояниях; хорошо
свариваться дуговой сваркой ; выдерживать загиб на 180 градусов в холодном состоянии по оправке.
Углеродистые стали отличаются малым содержанием углерода (0,14 – 0,22 %), серы и фосфора (не более 0,05% каждого). Сера придает металлу красноломкость, а фосфор – хладноломкость. При красноломкости металл трескается и ломается в нагретом состоянии; хладноломкость – способность металла снижать вязкость при пониженных температурах. Низколегированные стали (выше перечисленных марок) отличаются низким содержанием углерода (не более 0,12% ); в стали
добавляют легирующие элементы : кремний, марганец, хром, никель, медь.
и профильного проката; различают: толстолистовую сталь (толщина листов 4-56 мм ); тонколистовую сталь ( толщина листов 0,9 – 3,9 мм );, фасонную ( или профильную ) сталь (рис. 6.9. ): равнобокий угольник, неравнобокий угольник, швеллер (корытный профиль), двутвар, углобульб, полособульб, симметричный полособульб, люковый сегментный (полукруглый), круглые профили.
Рис. 6.9. Профильный прокат:
1 – равнобокий угольник, 2 – неравнобокий угольник, 3 – швеллер, 4 – двутавр, 5 – углобульб, 6 – тавр, 7 – полособульб, 8 – симметричный полособульб, 9 –люковый профиль, 10 – сегментный профиль, 11 – прутковая сталь, 12 – труба
В зависимости от назначения низкоуглеродистые стали подразделяются на группы: А – стали, контролируемые по механическим свойствам используемые для изделий, которые при изготовлении не подвергаются горячей обработке (сварке, ковке и т.д.), т.е. материал сохраняет механические свойства, которые сталь получила после горячей прокатки; Б – стали контролируемые по химическому составу. Структура и механические свойства металла изменяются лишь в зоне термического влияния сварки, а за пределами сохраняются в исходном состоянии. Стали группы В, контролируемые по механическим свойствам и химическому составу применяют в качестве судокорпусных. В обозначение стали входят буквы Ст и номер 0, 1, 2, 3.4. По мере повышения содержания углерода (от 0,06-0,12 до 0,23) повышается прочность, но снижается пластичность стали и номер в обозначении возрастает от 1 до 4 . Буквы «сп», «пс» и «кп» являются сокращением «спокойная», «полуспокойная» и «кипящая». Они обозначают степень раскисления стали. Буквы Б и В перед обозначением марки указывают группу стали (буква А не указывается). При повышенном содержании марганца в обозначение вводится буква Г, например, Ст3Гпс. Количество нормируемых показателей стали зависит от категории, указываемой в конце марочного обозначения. В судостроении применяют пять категорий сталей А, В, D, Е, F.... Прокат из сталей А, В, D, Е и F относят к высшей категории качества. Повышенное сопротивление хрупкому разрушению сталей достигнуто увеличением содержания марганца до 1,5% и существенным совершенствованием технологии металлургического производства. По согласованию , применяющийся для раскисления стали алюминий может быть частично заменён титаном или ниобием, измельчающими зерно. Стали категорий А, В, D, Е с гарантированным пределом текучести 235 Мпа должны обеспечивать работу удара не ниже 31 Дж, а стали категорий А32,D32,Е32.F32 с пределом текучести 315Мпа, стали А36, D36 ,Е36,F36 пределом текучести 355 Мпа и стали А40,D40,Е40,F40 с гарантированным от 390 Мпа пределом текучести работу удара не ниже 36 Дж. Значение работы удара для стали категории А определяют при 0°С, для стали категории D при -20°С и для стали категории Е при -40°С,а для категории
F при-60° С.. Столь высоких значений механических свойств достигают благодаря рациональному выбору состава сталей и совершенствованию технологий их выплавки и раскисления, Регистр регламентирует районы целесообразного применения сталей повышенной прочности по длине и высоте корпуса судна
Выбор стали для элементов корпуса,подверженных воздействию низких температур производится по таблицам» Правил» для 1.2.3 групп связей,исходя из фактически принятой категории и толщины элемента(от0до50мм) и расчетной температуры конструкции в пределах от 0° до -60° С.