1. Распределениестатическихнагрузок

2. Распределениеволновыхнагрузок

23,23 кПа

16,88 кПа

27,7 кПа

29,4 кПа

18,8 кПа

3. Распределениесуммарныхнагрузок

87,18 кПа

78,1 кПа

37 кПа

29,4 кПа

23,23 кПа

3.4 Нагрузка, вызванная перевозимым грузом.

Расчетное давление на второе дно от контейнеров определяется по формуле:

кПа,

где – расчетный вес груза, берем 0,5 т/м³;

– ускорение свободного падения, 9.81 м/c²;

– высота расположения груза, для второго дна 5 м, для нижней палубы – 3,5м;

– расчетное ускорение в вертикальном направлении, м/c²:

м/c²,

где – составляющие ускорений от вертикальной, килевой и бортовой качек:

1. м/с².

2. м/с²,

где период килевой качки c;

угол дифферента рад;

отстояние от центра тяжести судна до расчетной точки м.

3. м/с²,

где период бортовой качки с,

где с= 0.8;В– ширина судна, равная 16,4 м; h – начальная метацентрическая высота, равная м.

угол крена рад;

расстояние от ДП до борта м;

Поэтому, нагрузка от груза на второе дно:

кПа;

Нагрузка от груза на нижню палубу:

кПа.

4. Стандарт общей прочности

Определение необходимых характеристик: момента инерции, момента сопротивления корпуса судна.

4.1. Момент сопротивления корпуса судна

,

МПа,

где – коэффициент использования механических свойств, равен 1 для обычной углеродистой стали ;

– суммарный изгибающий момент

Расчетный изгибающий момент:

211307кНм;

Волновой изгибающий момент, вызывающий перегиб корпуса судна:

254958,4кНм;

Волновой изгибающий момент, вызывающий прогин судна:

-305839,1 кНм,

где – волновой коэффициент, а – коэффициент общей полноты.

кНм;

кНм;

За суммарный изгибающий момент принимаем его максимальное значение.

м³;

Момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна должен быть не менее:

м³;

За момент сопротивления корпуса принимаем большее его значение 3 м³.

4.2. Момент инерции поперечного сечения корпуса в средней части должен быть не менее:

м⁴.

Полученные величины W и I используются для сравнения с геометрическими характеристиками эквивалентного бруса, которые рассчитываются для миделевого сечения корпуса судна.

5. Набор корпуса судна по Правилам

Ширина горизонтального киля не более 2000мм. Толщина его должна быть на 2мм больше, чем толщина внешней обшивки дна. Ширина скулового пояса определяется положением верхней и нижней кромок. Нижняя кромка соответствует точке соединения плоской части обшивки дна с криволинейной. Верхняя кромка в расчетах должна быть выше второго дна не менее чем на 200мм. Толщину скулового листа выбираем большую из смежных поясьев.

5.1 Проектирование наружной обшивки корпуса.

5.1.1 Проектирование наружной обшивки днища.

Расчетная схема пластины внешней обшивки дна:

• Толщина внешней обшивки днища относительно условий прочности:

,

где m– коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a– шпация, равна 0.75 м;

, принимаем равным 1;

– расчетная суммарная нагрузка на обшивку днища, 87,18 кПа;

– для продольной системы набора равен 0.6;

– нормативный предел текучести, 235 МПа;

– надбавка на износ и коррозию, мм;

Т – средний срок службы судна, равен 24 года;

U – скорость коррозии борта, равна 0.17 мм/год;

Таким образом, 11,4 мм, принимаем 12 мм.

• Толщина наружной обшивки днища из условий устойчивости:

Сжимающие напряжения в днище от общего продольного изгиба МПа.

Момент инерции поперечного разреза корпуса , см⁴;

– момент сопротивления палубы в средней части судна, 3м³;

D – высота борта, 9,6м;

Отстояние нейтральной оси от ОП м;

м⁴

Принимаем м⁴.

МПа

Критические напряжения 109,5 МПа определяются из условий устойчивости пластин наружной обшивки, при этом k=1.0 – коэффициент запаса устойчивости для пластин.

Так как , то расчетная формула эйлеровых напряжений будет иметь вид:

МПа.

Толщина пластины внешней обшивки, котороя соответсвует условиям стойкости:

мм, принимаем 12мм,

где b– сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения, равна 0.75 м;

n– коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины, равен 4;

мм, принимаем 2 мм, так как мм.

• Толщина наружной обшивки днища относительно условий минимальной строительной толщины:

Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:

мм.

Прямая проверка устойчивости назначенной толщины днищевой обшивки. Для заведомого обеспечения устойчивости принимаем толщину наружной обшивки S=14мм;

; 109,5 МПа.

МПа;

При отношении расчетная формула для критических напряжений будет иметь вид:

МПа;

устойчивость обеспечена.

• Выбор толщины горизонтального киля:

мм.

5.1.2 Проектирование наружной обшивки борта.

Расчетная схема пластины внешней обшивки борта:

• Толщина внешней обшивки борта относительно условий прочности:

,

где m– коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a– шпация, равна 0.75 м;

, принимаем равным 1;

– расчетная суммарная нагрузка на обшивку борта, 78,1 кПа;

– для поперечной системы набора борта равен 0.6;

– нормативный предел текучести, 235 МПа;

– надбавка на износ и коррозию, мм;

Т – средний срок службы судна, равен 24 года;

U – скорость коррозии борта, равна 0.17 мм/год;

Таким образом, 10,9 мм, принимаем 12 мм.

• Толщина наружной обшивки борта из условий устойчивости:

k=1.0 – коэффициент запаса устойчивости для пластин.

Сжимающие напряжения в бортуна уровне второго днаот общего продольного изгиба МПа.

Отстояние нейтральной оси от ОП м;

Критические напряжения 79,2 МПа определяются из условий устойчивости пластин наружной обшивки.

Толщина пластины внешней обшивки, котороя соответсвует условиям стойкости:

,

где b=H_ТР=5 м – сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения (расстояние от 2го дна до нижней палубы);

n– коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины:

Так как, ;

=1.1 для пластины, которая подкреплена балками полособульбового профиля;

Для нахождения необходимо по отношению треугольников найти сжимающее напряжение в нижней палубе и взять как отношение меньших напряжений к большим (для 2 дна и нижней палубы).

МПа.

42,7;

79,2 МПа, т.к.

для одинарного борта в сухом трюме.

мм, принимаем 18 мм для заведомого обеспечения устойчивости.

• Толщина наружной обшивки борта относительно условий минимальной строительной толщины:

Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:

мм;

Выбираем толщину наружной обшивки борта S_БОР=20 мм;

Принимаем толщину скулового листа S_СКУЛ=S_ДН=20 мм.

5 .1.3 Проектирование настила верхней палубы.

Расчетная схема пластины верхней палубы:

• Толщина настила верхней палубы относительно условий прочности:

,

где m– коэффициент изгибающего момента, равен 15.8;

a– шпация, равна 0.75 м;

, принимаем равным 1;

– расчетная суммарная нагрузка на настил палубы:

МПа;

КПа;

– для продольной системы набора равен 0.6;

– нормативный предел текучести,235 Мпа;

– надбавка на износ и коррозию, мм;

Т – средний срок службы судна, равен 24 года;

U – скорость коррозии борта, равна 0.1 мм/год;

Таким образом, мм, принимаем 6 мм.

• Толщина настила верхней палубы из условий устойчивости:

Сжимающие напряжения в палубе от общего продольного изгиба при прогибе МПа.

Момент инерции поперечного разреза корпуса , см⁴;

– момент сопротивления палубы в средней части судна, 3 м³;

D – высота борта, 9,6 м;

Отстояние нейтральной оси от ОП м;

м⁴;

172,3МПа.

Критические напряжения 172,3МПа определяются из условий устойчивости пластин настила верхней палубы, при этом k=1.0 – коэффициент запаса устойчивости для пластин.

Так как , то расчетная формула эйлеровых напряжений будет иметь вид

МПа.

Т олщина пластины внешней обшивки, котороя соответсвует условиям стойкости:

мм, принимаем 14 мм,

где b– сторона пластины, принимающая нормальные сжимающие напряжения, равна 0.75 м;

n– коэффициент, учитывающий систему набора и распределение сжимающих нагрузок по высоте пластины, равен 4;

для верхней палубы.

• Толщина настила верхней палубы относительно условий минимальной строительной толщины:

Минимальная строительная толщина должна быть не меньше, чем:

мм.

• Прямая проверка устойчивости назначенной толщины настила палубы:

Принимаем толщину настила мм и .

172,3 МПа, при 172,3 МПа.

258.4 МПа.

При отношении расчетная формула для критических напряжений будет иметь вид:

МПа

5.1.4 Проектирование настила нижней палубы.

Нижняя палуба проверяется только по минимальной строительной толщине:

мм.

Принимаем S_НП=10 мм для заведомого обеспечения прочности.