 |
Нагрузки на основной корпус (ОК)
|
|
|
|
Hраб – глубина, на которую ПЛ может опускаться неограниченное количество раз, маневрировать, выполняя различные задачи.
Hпред. – глубина, на которую ПЛ погружается ограниченное число раз, после чего необходимо обеспечить осмотр и ремонт конструкции при необходимости.
Hрасч. – расчетная глубина погружения ПЛ, с учетом возможности аварийного провала.
1) 
Принимаем 
.
.
2) 
.
3) Рассчитываем нагрузку на корпус на расчетной глубине погружения:
.
Нормы допускаемых напряжений и предел текучести материала ОК
a1 - коэффициент для сечения обшивки у шпангоутов;
a2 – коэффициент для сечения в обшивке между шпангоутами;
a3 – напряжения в самих шпангоутах.
;
;
.
Значения коэффициентов в предельных величинах:
Выбираем следующие значения коэффициентов:
Предел текучести материала:
Оболочка ОК
Расчет производим тремя приближениями:
1) используется формула для идеальной оболочки без шпангоутов;
2) учитывается наличие шпангоутов на оболочке;
3) учитываются поперечные переборки, т.е. конечность оболочки.
Расчет приближениями позволяет сбалансировать параметры ОК, и полученные в проверочных расчетах напряжения будут близки к допускаемым при соблюдении условий прочности. Т.о. конструкция будет рациональна, т.е. будут отсутствовать чрезмерные запасы прочности и устойчивости.
Предельная величина шпации, при которой обеспечивается устойчивость:
Принимаем конструктивную шпацию: 
.
Рассчитываем элементы сечения шпангоутов:
, где 
- модуль нормальной упругости стали.
-момент инерции поперечного сечения шпангоута.
Площадь поперечного сечения шпангоута:
а) 
, где 
.
|
|
|
.
б) 
.
.
Выбираем наибольшее значение из двух:
Третье приближение:
-функции Бубного-Папковича, определяемые по графикам справочника СМК.
, 
, 
, 
функции Папковича, представлены в виде графиков и таблиц.
Значения вспомогательных функций:
, где 
.
.
Принимаем 
Обшивка в третьем приближении рассматривается как балка, лежащая на сплошном упругом основании, образованном шпангоутами.
Условие устойчивости наружной обшивки: 
, где
- предельная длина шпации, для которой обеспечивается устойчивость.
.
.
Момент инерции шпангоутов определяем из условий обеспечения его устойчивости. Рассматриваем различные варианты формы потери устойчивости, где n – число полуволн потери устойчивости. Определяется момент инерции при n=2,3,4,5 и из полученных значений выбирается максимум. Т.о., выбирая максимум в качестве момента инерции шпангоута, не допускаем никакой формы потери устойчивости.
Как только последующее значение будет меньше предыдущего, значит что предыдущее – максимум.
Формула для момента инерции:
где 
, , 
.
, 
.
При n=2:
При n=3:
При n=4:
При n=5:
Максимальное значение момента инерции при n=2,
.
Шпангоут ОК
Рассчитываем площадь поперечного сечения шпангоута:
.
- высота профиля, где 
.
.
, где 
- коэффициент высоты профиля.
.
Коэффициент γ принимаемв пределах 
.
Расчет ведем до тех пор, пока 
.
;
.;
;
;
.
;
Принимаем значение высоты стенки профиля шпангоута 
.
Схема шпангоута:
Рис.1. Схема шпангоута
Задача проектирования шпангоута – создание рационального профиля, т.е. профиля с обеспеченной устойчивостью и прочностью и минимальными массовыми характеристиками.
.
Округляем до стандартного значения:
.
Толщина свободного пояска всегда должна быть больше толщины стенки.
на 4..6 мм.
|
|
|
Принимаем толщину 
.
Высота полки: 
.
. Принимаем H1=0.331м.
Площадь сечения стенки шпангоута:
Площадь сечения свободного пояска:
Ширина свободного пояска:
Площадь шпангоута:
Для обеспечения устойчивости должны выполняться следующие условия:
Условие не выполняется.
Для обеспечения выполнения этого условия увеличиваем размеры профиля:
Примем ширину свободного пояска:
Увеличим высоту стенки, исходя из ориентировочного соотношения 
(0.22..0.33)H1
Уточняем площадь сечения свободного пояска:
Площадь сечения стенки шпангоута:
Площадь шпангоута, с учётом внесённых изменений:
Условие обеспечения устойчивости -выполнено
Результат проектирования профиля:
Рис.2. Результат проектирования профиля шпангоута.
Расчет элементов профиля производим в табличной форме:
Вычисление элементов сечения проектируемого шпангоута Таблица 1
 Схема профиля
| №связи | Наименование и размеры связей, см | Площадь поперечного сечения F, см2 | Отстояние от оси сравнения z, см | Статический момент F•z, см3 | Моменты инерции, см4 | |
| переносный F•z2 | собственный i | ||||||
| свободный поясок, 2,4х14 | 33,6 | 43,2 | 16,13 | |||
| стенка 2х40 | 22,0 | 10667,0 | |||||
| присоединенный поясок, 4х65 | 346,67 | ||||||
| А=373,6 см2 | B= 3211.5 см3 | C=112460 см4 |
Вычисляем момент инерции поперечного сечения профиля:
- условие выполнено.
|
|
|
