 |
Проверка устойчивости спроектированной конструкции
|
|
|
|
1) для обшивки между шпангоутами:
По графику определяем значение числа полуволн потери устойчивости, используя соотношения 
Число полуволн 
.
Определяем теоретическое значение критического давления по формуле:
,
где 
,
Определяем коэффициент 
:
2) отсека в целом:
Значения числа полуволн для отсека выбираются из ряда: n=2,3..5.
, 
.
При n=2:
.
При n=3:
.
При n=4:
.
Значит, минимальное значение .
Таким образом, выполняется условие устойчивости:
Таблица 2.
| Расчетные значения напряжений и давлений | Допустимые значения | 
| Примечания | |
| Напряжения в обшивке по середине шпации, σ20 | 613 МПа | 640 МПа | 0,957 | Прочность обеспечена |
| Напряжения в обшивке у шпангоутов, σ1пр | 670,2 МПа | 760 МПа | 0,882 | |
| Напряжения в шпангоутах, σшп | 457,3 МПа | 480 МПа | 0,953 | |
| Давления для обшивки между шпаногутами: | 8,37 МПа | 7,5 МПа | 1,12 | Устойчивость обеспечена |
| Давления для отсека в целом Pкр: | 12,57 МПа | 9,75 МПа | 1,28 |
Можно сделать вывод: прочность и устойчивость спроектированной конструкции обеспечена, причем действующие напряжения близки к допускаемым, что говорит о рациональности конструкции.
3 Проектировочный расчет элементов плоской межотсечной переборки
3.1 Горизонтальная и вертикальная шпации
Предварительно принимаем (см. рис 4.)
- расстояние между горизонтальными ребрами.
- расстояние между вертикальными ребрами
Рис. 4. Расчётная схема плоской межотсечной переборки.
Оптимальное расстояние между стойками переборки (при установке на переборке также и горизонтальных ребер жесткости) определяем с помощью формулы:
|
|
|
, где
- коэффициент удельной площади профиля по моменту сопротивления Для сварного двутаврового профиля коэффициент равен соответственно 0.55;
- расчетный пролет стойки; 
P - расчетное давление на переборку принимаем в соответствии с номером варианта. P = 0,75 МПа.
Ki - коэффициент расчетного момента выбираем из диапазона 0,07...0,1
Принимаем Ki = 0,09
- предел текучести переборки. В соответствии с номером варианта назначаем 
- допускаемые напряжения в середине пролета пластины обшивки переборки в её сечении, параллельном длинным сторонам опорного контура. Обычно принимается 
.
a, b- коэффициенты, зависящие от соотношения сторон пластины обшивки переборки (см. табл. 3).
Коэффициенты для расчета гибких пластин плоской переборки.
Таблица 3
| a | b |
| 0,381 | ||
| 1,1 | 0,422 | |
| 1,2 | 0,468 | |
| 1,3 | 0,506 | |
| 1,4 | 0,539 | |
| 1,5 | 0,527 | |
| 0,617 | ||
| 0,81 | ||
| 0,898 | ||
| 0,905 | ||
| ∞ | 0,910 |
; 
; 
;
Из конструктивных соображений оставляем предварительно выбранные значения расстояний между рёбрами жесткости:
- расстояние между горизонтальными ребрами.
- расстояние между вертикальными ребрами.
3.2 Полотнище переборки
Минимальную толщину полотнища переборки t выбираем из условия прочности по приведенным напряжениям
Принимаем t = 1.1см.
3.3 Вертикальные стойки
Размеры профиля стойки переборки определяем по минимальному моменту сопротивления, с учетом присоединенного пояска обшивки, исходя из условия достижения в свободном пояске стойки предела текучести.
Момент сопротивления:
;
Схема профиля вертикальных стоек переборки.
Рис. 5.
Площадь сечения профиля:
, где
-коэффициент перерезывающей силы.
Вертикальные стойки переборки рассчитываем из условия прочности по минимальному моменту сопротивления.
1) Толщина стенки профиля
2) Высота стенки профиля
3) Площадь стенки профиля
|
|
|
Увеличиваем высоту и толщину стенки. Принимаем:
4) Условие устойчивости стенки профиля
, где
Условие устойчивости выполнено.
5) Площадь свободного пояска в первом приближении
, где коэффициент 
6) Толщина свободного пояска
7) Необходимо выполнить условие
Принимаем ширину свободного пояска b = 7.5 см.
8) Площадь присоединённого пояска
, где 
9) Уточняем коэффициент k
10) Уточняем площадь свободного пояска
11) По конструктивным соображениям 
оставляем ранее принятые значения
12) Условие обеспечения устойчивости свободного пояска
Условие выполнено
13) Формула Бубнова (проверочный расчёт прочности профиля)
Условие выполнено.
Результат проектирования профиля вертикальных стоек переборки.
Рис 6.
3.4 Горизонтальные ребра жесткости
Поскольку горизонтальные ребра жесткости выполняются разрезными, то для определения необходимого момента сопротивления этих ребер используем формулу
По найденному значению подбираем полособульбовый профиль.
Минимальная площадь сечения профиля:
, где 
Выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 10 ГОСТ 21937-76. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления
Расчётная схема профиля горизонтального р.ж. переборки.
Рис. 7.
Момент инерции выбранного полособульбового профиля с присоединённым пояском
, где
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска
- площадь сечения профиля
, где
h=10см. – высота профиля.
Результат проектирования профиля горизонтального р.ж. переборки.
Рис. 8.
- условие прочности выполнено.
4 Проектировочный расчёт элементов платформы
4.1 Настил
Рис. 9. Расчётная схема платформы.
Интенсивность давления плоской переборки на платформу Р0 может быть определена по формуле
,где
P - давление на переборку;
- наибольшее расстояние между платформами;
КR=1,143 - коэффициент реакции стоек. (значение для средней из трёх платформ)
Толщина первого от переборки листа платформы, располагающегося поперек судна, определяется по выражению
|
|
|
Толщину второго и последующих листов подбираем по соотношению
.
4.2 Продольная и поперечная шпация
Расстояние между продольными ребрами жесткости должно быть не более определенного по формуле
,
где sэ - напряжение, до которого должна быть доведена устойчивость листов настила платформы.
Увеличиваем толщину листов платформы.
Принимаем
Тогда 
Расстояние между продольными ребрами жесткости должно быть равным соответствующему расстоянию плоской переборки.
Шпацию между поперечными ребрами жесткости (бимсами) принимаем равной расстоянию между шпангоутами прочного корпуса.
|
|
|
