Проектирование конструкции корпуса многоцелевого сухогрузного судна для перевозки тяжеловесного груза DW 7000 т

Одной из таких характеристик является момент сопротивления поперечного сечения (стандарт общей прочности). Величины момента сопротивления и момента инерции поперечного сечения корпуса относительно горизонтальной и нейтральной оси определяются для сечения, где действуют максимальные суммарные моменты, т.е. для мидель-шпангоута.Момент сопротивления поперечного сечения корпуса для палубы и днища вычисляется по формуле 1.4.6.7-1, с.63 т.1 ч.II, [7].Wmin = cw ×В ×L2 × (Cb + 0,7) × ηсw = 8,6B =22,0 мL = 125,8 мCb – коэффициент общей полноты, принят по прототипуCb = 0,71 η = 0,78Wmin = 2233537 (см2 × м) Момент инерции поперечного сечения корпуса вычисляется по формуле 1.4.6.9-1, с.63 т.1 ч.II, [7].Imin = 3 × cw × B× L3× (Cb + 0,7) сw = 8,6 B =22,0 мL = 125,8 мCb = 0,71Imin = 1019887712 (см2 ×м2)Фактический момент сопротивления поперечного сечения должен быть не менее стандарта, и в этом случае безопасная эксплуатация судна с точки зрения общей прочности считается обеспеченной, т.е. необходимо выполнить условие:Wф ≥ WminIф ≥ IminОпределение геометрических характеристик эквивалентного бруса приведены в таблице 2.3).Таблица 2.3 Расчет эквивалентного бруса№ связиНаименование связиПлощади сечения связей Fi, см2Отстояние от оси сравнения Zi, мСтатический момент площади Fi. Zi, см2 . мПереносный момент Инерции Fi. Zi2, см2 . м2Собственный момент инерции связи JC, см2 . м21234567Палубный стрингер22410,082243,322466,00,0Лист обшивки борта802,087,56022,245216,01679,7Лист обшивки скулы3200,28390,625,62756,1Днищевой стрингер2640,55145,279,913,3Вертикальный киль71,50,5539,321,67,2Лист обшивки внутреннего борта675,44,83277,715905,23170,5РЖ верхней палубы55,659,93553,15497,60,0Карлингс849,86828,88177,60,2РЖ платформы17,944,7585,3405,20РЖ скулы25,780,5514,27,80РЖ второго дна206,240,7025144,9101,80РЖ днища206,240,097520,12,00Лист верхней палубы288,4561730,810384,60,0Лист платформы903,4306,01040,40,0Лист настила второго дна760,5100,8608,4486,70,0Лист обшивки днища750,51000,00,00,0Лист горизонтального киля12600,00,00,0Сумма4972,371611580,8109824952776350446,4При заполнении таблицы продольные одноименные связи, имеющие одинаковые размеры и расположенные на одном уровне объединены в группы. Основные элементы эквивалентного бруса показаны на рисунке 8 (Приложение И).При определении собственного момента инерции связи IiC используют характеристики в сортаменте (для профилей) или формулу:σ – толщина связиh – высота связиОтстояние нейтральной оси от оси сравнения, м, определяется по формуле согласно т.2,[8]. =3,24 м Iф =2 ( ∑ Fi ×zi2 + ∑ IC – l2 × ∑ Fi) Iф = = 103,4 ×103 (см2 . м2)Фактический момент сопротивления:-для днища (см2 × м)-для палубы (см2 м)W ≥Wmin, 40,25 х103 (см2·м) > 22,36х103 (см2·м)W≥Wmin, 29,25х103 (см2·м) > 22,23 х103 (см2·м)Iф ≥ Imin, 130,45 ×103 (см2·м2) > 102.0х103 (см2·м2)После произведенного расчета фактического момента сопротивления корпуса, значение kσ для вычисления момента сопротивления продольных балок днища, второго дна и палубы не требуетсяУсловие Wф ≥ Wmin и Iф ≥ Imin выполняется, следовательно, безопасная эксплуатация судна с точки зрения общей прочности считается обеспеченной.2.4.2 Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой водеИзгиб корпуса судна на тихой воде вызывается тем, что силы тяжести и силы поддержания распределены по длине судна неодинаково, вызывая в некоторых районах корпуса по длине переизбыток сил тяжести, в других районах - сил поддержания.Определим изгибающие моменты и перерезывающие силы для случая равномерной загрузки судна при максимальной осадке.Максимальное значение изгибающего момента, действующего в районе мидель- шпангоута определяются по формуле:к - коэффициент, определённый по таблице 10.1 [5]к=100 (кН·м),Максимальное значение перерезывающей силы определяется по формуле 10.2, с.93 [5]. (кН)2.4.3 Изгиб судна на волненииИзменение сил поддержания при движении судна по взволнованной поверхности вызывает дополнительный изгиб корпуса в вертикальной, горизонтальной плоскостях и кручение. Одновременно проявляется влияние инерционных сил при вертикальной качке на величину волнового момента.Волновой изгибающий момент, действующий в вертикальной плоскости в районе мидель- шпангоута определяется по формулам 1.4.4.1-1, 1.4.4.1-2 с.61 т.1 ч.II, [7].- при перегибе суднаМw=190 cw ВL2 Cb 10-3 Мw = 314986,0 (кН·м) - при прогибе суднаМw=-110 cw ВL2 (Cb +0,7)10-3 Мw = - 275985 (кН·м)Волновая перерезывающая сила в районе мидель - шпангоута определяется по формулам 1.4.4.2-1, 1.4.4.2-2 с.61 т.1 ч.II, [7].- положительнаяNw = 21 cwВL (Cb +0,7)10-2 Nw = 5065 (кН)- отрицательнаяNw = -21 cwВL (Cb +0,7)10-2 Nw = -5065 (кН)Момент сопротивления рассматриваемого поперечного сечения корпуса (для палубы и днища) должен быть не менее определяемого по формуле 1.4.6.2 с.63 т.1 ч.II, [7].МТ – расчетный изгибающий момент, в рассматриваемом сечении, равный максимуму абсолютной величины алгебраической суммы составляющих моментов Мsw и Мw в данном сечении.МТ=׀Мsw+Мw׀МТ= 329358 (кН·м) (см2 ×м), что меньше, чем может выдержать судно с моментом сопротивления Wmin=2233537 (см2 ×м) Wmin>W, следовательно, общая продольная прочность судна в миделевом сечении обеспечена. Заключение.По итогам проектирования конструкции мидель-шпангоута сухогрузного судна был произведен проверочный расчет по методу эквивалентного бруса для определения условий прочности в виде. Определяющими параметрами для проверки стало отношение напряжений сжатия в продольных связях корпуса σc на вершине и подошве волны к критическим σcr. общая продольная прочность судна в миделевом сечении обеспечена; В данном курсовом проекте спроектировано поперечное сечение нефтеналивного судна в районе грузовых танков в соответствии с требованиями Правил Российского Морского Регистра Судоходства. В пояснительной записке представлена компоновка конструктивных схем перекрытий, формирующих отсек в средней части, произведен выбор марки материала – для данного судна подобрана сталь повышенной прочности с пределом текучести 315 МПа. Также определены расчетные нагрузки, действующие на конструкции корпуса судна: внешние нагрузки со стороны моря, нагрузки от перевозимого груза, аварийные нагрузки на переборки, испытательные нагрузки на конструкцию второго дна. Спроектирована наружная обшивка, конструкция днища, наружного и внутреннего борта, палубы, поперечной переборки, продольной переборки. Произведен расчет характеристик поперечного сечения корпуса судна с оценкой выполнения условий устойчивости продольный связей корпуса при общем изгибе.Литература.ГайковичА.И. "Проектирование контейнерных судов"А.Л. Кузнецов, Я.Я. Эглит "суда, используемые для перевозки контейнерного груза. Характеристики контейнеров"Е.Г. Фрид "устройство судна"БукшевА.В., ОдеговаО.В. Проектирование морских транспортных судов: учеб.-метод. пособие по курсовому проектированию / СПбГМТУ; СПб., 2008.ЖинкинВ.Б., ТовстыхИ.Е. Ходкость судна: учеб. пособие. СПбГМТУ, СПб., 2006.АшикВ.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение, 1985.Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. 2018 г. ТряскинВ.Н. Проектирование конструктивного мидель-шпангоута морских транспортных судов. Л., изд. Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, 1986. ТряскинВ.Н., Лазарев В.Н., Смирнов Ю.А., КурдюмовВ.А. Проектирование корпусных конструкций морских судов. Л., изд. Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, 1987. Барабанов Н.В., ТурмовГ.П. Конструкция корпуса морских судов. С.-Петербург, изд. Судостроение, 2002. ШиманскийЮ.А. Справочник по строительной механике. Л.: Судпромгиз, 1960.