2. Расчётные общие изгибающие моменты и срезывающие силы

2.1 Расчётные случаи нагрузки

В процессе эксплуатации корпуса судов испытывают общий изгиб при разных состояниях нагрузки. Для проектирования корпуса необходимо знать два наибольших по модулю значения общих изгибающих моментов:

-при прогибе судна. (со знаком минус);

-при перегибе судна, (со знаком плюс),

Необходимо также знать наибольшее абсолютное значение общей срезывающей силы, (знак значения не имеет).

Поскольку заранее неизвестно, при каких состояниях нагрузки общие изгибающие моменты получат экстремальные значения, их выбирают из нескольких характерных случаев, которые могут иметь место при эксплуатации судна.

К таким характерным случаям для рассматриваемых типов судов относятся:

-ход судна на волнении в полном грузу (с учётом наиболее неблагоприятного неравномерного распределении груза по длине судна);

-ход судна на волнении порожнём с балластом;

-погрузка и выгрузка судна;

-посадка судна на мель.

При проектировании судов общие изгибающие моменты на тихой воде определяются, как правило, путём численного интегрирования кривой нагрузки судна. Методика этого расчёта изучается в курсе «Строительная механика и прочность корабля». В данной работе изгибающие моменты на тихой воде рекомендуется определять по приближённым формулам, основанным на статистической обработке результатов подробных расчётов, выполненной доцентом, к.т.н Свечниковым О.И.

Дополнительные волновые изгибающие моменты для судна в полном грузу и для судна порожнём с балластом рекомендуется определять по Правилам Российского Речного Регистра с использованием компьютерной программы MDW.EXE.

Определение общих изгибающих моментов рекомендуется выполнять с точностью не выше 10 кНм.

Общую срезывающую силу рекомендуется определить с точностью не выше 10 кН.

2.2 Изгибающий момент на волнении для судна в полном грузу.

Наибольшее значение общего изгибающего момента на волнении для судна в полном грузу

,кНм,

(2.2.1)

где - наибольший общий изгибающий момент на тихой воде для судна в полном грузу при равномерном размещении груза, кНм;

- наибольший общий изгибающий момент на тихой воде от неблагоприятного неравномерного размещения груза по длине грузового трюма, кНм;

-дополнительный волновой изгибающий момент для судна в полном грузу, кНм.

Наибольший общий изгибающий момент на тихой воде для судна в полном грузу при равномерном размещении груза определяется по формуле

,кНм,

(2.2.2)

в которой безразмерный коэффициент момента определяется по табл. 2.2.1

Наибольший общий изгибающий момент на тихой воде от неблагоприятного неравномерного размещения груза по длине грузового трюма ( рис. 2.2.1) вычисляется по формуле

, кНм,

(2.2.3)

где - коэффициент общей неравномерности укладки груза по длине судна, принимаемый равным: =0,3 –для судна категории «И»; =0,2 –для судна категории «У»; = 0,1 – для судна категории «Н»; =0,1- для судна категории «С»;

- относительная длина грузовой площадки (грузового трюма), определяемая по табл. 2.2.2.

Таблица 2.2.1

Тип судна	Коэффициент при длине судна, L, м
	50	80	110	140
Теплоход-площадка	-0,013	-0,010	-0,008	-0,007
Теплоход бункерного типа	-0,014	-0,011	-0,009	-0,008
Нефтеналивной танкер	-0,011	-0,009	-0,008	-0,007

В соответствии с Правилами Российского Речного Регистра дополнительный волновой изгибающий момент на миделе судна определяется по формуле

, кНм,

(2.2.4)

где - изгибающий момент для судна в полном грузу, вызванный непосредственным действием волнения (волновой изгибающий момент), кНм;

Таблица 2.2.2

Тип судна	Значение при г/п , МН
	<6	6÷10		10÷20	20÷30	>30
Теплоход-площадка	0,60	0,63		0,66	0,68	0,70
Теплоход бункерного типа	0,64	0,66		0,68	0,70	0,72
Нефтеналивной танкер	0,64	0,66		0,68	0,70	0,70

- коэффициент влияния волновой вибрации для судна в полном грузу;

- изгибающий момент для судна в полном грузу , вызванный ударом волн в носовую оконечность (ударный изгибающий момент), кНм.

Рис. 2.2.1

Вычисление производится по компьютерной программе MDW.EXE, в которой исходными данными для судна в полном грузу являются:

-класс судна («М», «О», или «Р») ;

-высота расчётной волны, h, м;

-тип судна – грузовое;

-длина судна по КВЛ, L, м;

-ширина корпуса судна,B, м;

-средняя осадка судна в полном грузу, T, м;

-осадка носом судна в полном грузу , м;

-водоизмещение судна в полном грузу (в тоннах) ;

- коэффициент общей полноты судна в полном грузу , ;

- момент инерции эквивалентного бруса на миделе. ;

-скорость хода судна на тихой воде, , км/ч.

Рис. 2.2.2

Судно в полном грузу на тихой воде испытывает прогиб (момент M является отрицательным). А компоненты и могут быть, как положительными, так и отрицательными. В расчёт принимается наиболее опасная комбинация, когда все три компонента формулы 2.2.1 являются отрицательными. На тихой воде (рис. 2.2.1) изгибающий момент является отрицательным, поскольку перегружена середина трюма. А дополнительный волновой изгибающий, как известно, является отрицательным для судна на подошве волны. (рис. 2.2.2).