 |
Продольные рёбра жёсткости
|
|
|
|
Предварительно выбираем несимметричный полособульбовый профиль №6 ГОСТ 21937-76. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления
- момент инерции выбранного профиля вместе с присоединенным пояском настила.
, где
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска
, где:
- шпация О.К.
- горизонтальная шпация переборки
- площадь сечения профиля
Рис. 10. Результат проектирования профиля продольного р.ж. переборки.
Условие выполнено, устойчивость профиля обеспечена.
4.4 Бимсы
Рис 11. Расчётная схема бимсов платформы.
Размеры бимсов настила подбираем по моменту сопротивления, подсчитанному по формуле
где Р = 0,03 МПа. - интенсивность расчетной поперечной нагрузки на платформу.
- шпация ПК.
a1 = 837 см. - ширина платформы.
Высота стенки профиля
Для уменьшения высоты стенки бимса принимаем решение уменьшить его пролёт, установив пиллерс по центру бимса.
Момент сопротивления бимса
Полученная величина момента сопротивления позволяет использовать в качестве балки бимса профильный прокат. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления
Минимальная площадь сечения профиля:
, где 
Предварительно выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 18а ГОСТ 21937-76.
- момент инерции бимса вместе с присоединенным пояском настила.
, где
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
|
|
|
- ширина присоединённого пояска
- площадь сечения профиля
, где
– высота профиля.
- условие прочности выполнено.
Результат проектирования профиля бимса платформы.
Рис 12.
5 Проектировочный расчёт элементов междубортной прочной цистерны
Цистерна имеет набор, состоящий из продольных ребер жесткости, идущих по обшивке цистерны через 60 см, а также из сплошных бракет, устанавливаемых через 2 шпации (на каждом втором шпангоуте прочного корпуса). Ширина междубортного пространства составляет 120 см. Применение продольной системы набора позволяет уменьшить толщину наружной обшивки цистерны.
Рис. 13. Расчётная схема прочной междубортной цистерны.
5.1 Наружная обшивка
Толщина обшивки определяется как для жесткой пластины размером 
по формуле:
,
где a, b- коэффициенты, определяемые по табл. 2, зависящие от соотношения сторон 
и 
пластины.
Расстояния 
, 
определяем из конструктивных соображений;
- расстояние между бракетами;
- расстояние между продольными ребрами жесткости.
Принимаем толщину наружной обшивки: 
5.2 Продольные рёбра жёсткости
Подбор профиля ребра жесткости производится по минимальному моменту сопротивления, определяемому из условия прочности ребра как балки, жесткозаделанной на опорах и загруженной равномерной нагрузкой
с учетом того, чтобы касательные напряжения в опорных сечениях не превышали допускаемых
,
где 
- площадь стенки ребра жесткости.
Расчётная схема продольного р.ж. цистерны..
Рис. 14.
Продольные рёбра жёсткости рассчитываем из условия прочности по минимальному моменту сопротивления.
14) Толщина стенки профиля
Принимаем 
15) Высота стенки профиля
16) Площадь стенки профиля
Увеличиваем высоту стенки. Принимаем:
17) Условие устойчивости стенки профиля
, где 
Условие устойчивости выполнено.
|
|
|
18) Площадь свободного пояска в первом приближении
, где коэффициент 
19) Толщина свободного пояска
20) Необходимо выполнить условие
Условие выполнено.
Принимаем ширину свободного пояска b = 7,0 см.
21) Площадь присоединённого пояска
,
где 
22) Уточняем коэффициент k
23) Уточняем площадь свободного пояска
24) Уточняем ранее принятые значения
Принимаем 
25) Условие обеспечения устойчивости свободного пояска
Условие выполнено
26) Формула Бубнова (проверочный расчёт прочности профиля)
Условие выполнено.
Рис. 15. Результат проектирования профиля горизонтальных р.ж. прочной цистерны.
5.3 Поперечные рёбра жёсткости на бракетах
Толщину бракет принимаем равной толщине обшивки цистерны. В бракетах предусматриваем круглые вырезы (см. рис. 13), радиус которых (с = 500мм.) выбираем из обычных для данных конструкций соображений. Ослабленные бракеты подкрепляем ребрами жесткости (на каждом втором продольном ребре жесткости).
Профиль ребра жесткости подкрепляющего бракету подбираем по необходимому моменту инерции определяемому из условия устойчивости
,
где a1 - длина ребра жесткости (см. рис.).
При определении размеров ребра жесткости учитываем присоединенный поясок обшивки
Минимальная площадь сечения профиля:
, где 
Выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 12 ГОСТ 21937-76.
По условию прочности момент инерции выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления
Момент инерции выбранного полособульбового профиля с присоединённым пояском
, где
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска
Профиль устойчив.
Результат проектирования профиля поперечного р.ж. прочной цистерны.
Рис 16.
Заключение.
В ходе выполнения данной курсовой работы должны быть получены базовые навыки проектирования корпуса подводной лодки. Целью проведённых расчётов являлось изучение принципов обеспечения прочности и устойчивости корпусных конструкций подводной лодки под действием внешних гидростатических нагрузок на заданной глубине погружения. В результате проделанной работы магистрантами должны быть спроектированы корпусные конструкции подводной лодки в соответствии с параметрами, указанными в задании.
|
|
|
7 Рекомендуемая литература
Основные источники
- Александров В.Л. и др. Проектирование конструкций основного корпуса подводных аппаратов. СПб., С-ПГМТУ, 1994. с.435
- Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1976, 340 стр.
- Короткин Я.И. и др. Прочность корабля. Л., Судостроение, 1976 265 стр.
- Соломенко Н.С., Румянцев Ю.Н. Строительная механика подводных лодок.Л., изд. ВВНИОЛУ им. Дзержинского 220 стр.
Дополнительные источники
- Даценко В.Г., Черенков Н.И. Методическое пособие к практическим занятиям по дисциплине "Конструкция корпуса спецсудов". Северодвинск, Севмашвтуз, 2009. 85 стр
- Даценко В.Г., Черенков Н.И. Методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине "Конструкция корпуса спецсудов". Северодвинск, Севмашвтуз, 2010. 85 стр
- Даценко В.Г., Альбом корпусных конструкций. Ч 1, 2,3. Изд. Севмашвтуз., 2011, 180 стр.
3. Даценко В.Г., Альбом продольных и поперечных сечений корпуса подводной лодки.. Изд. Севмашвтуз, 2011, 24 стр.
Справочные источники
- Справочник по строительной механике корабля под ред. акад. Шиманского, т.1, 2, 3. Л., "Судостроение", 2005 г.
Интернет-ресурсы
1. sakai.pomorsu.ru/portal;
2. Электронно-библиотечная система (ЭБС) ZNANIUM.COM http://znanium.com/
3. Издательство "Лань" Электронно-библиотечная система (ЭБС) http://e.lanbook.com/
4. Архив научных журналов, созданный "Национальным электронно-информационным консорциумом" http://archive.neicon.ru/xmlui/
5. Электронные ресурсы издательства Springer http://www.springer.com
6. Всероссийский институт научной и технической информации http://www2.viniti.ru/
7. Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU http://elibrary.ru/
8. Электронная библиотека диссертаций РГБ http://diss.rsl.ru/
9. Электронная библиотека Гумер http://www.gumer.info
10. Публичная электронная библиотека «Прометей» http://lib.prometey.org/?cat_id=8.
Приложения
8.1Чертёж конструктивного поперечного сечения ПЛ.
|
|
|
8.2 Чертёж секции ОК ПЛ.
Значение функции Папковича П.Ф.
| F1(u,h) | F2(u,h) | |||||||||
| u / h | 0,00 | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 0,00 | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 |
| 0,51 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,27 | 0,27 | 0,27 | 0,28 | 1,27 |
| 0,60 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,37 | 0,37 | 0,38 | 0,39 | 0,89 |
| 0,70 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,49 | 0,50 | 0,51 | 0,53 | 0,82 |
| 0,80 | 0,97 | 0.96 | 0,96 | 0,96 | 0,96 | 0,63 | 0.65 | 0,66 | 0,68 | 0,86 |
| 0,90 | 0,95 | 0,94 | 0,94 | 0,94 | 0,94 | 0,78 | 0.80 | 0,82 | 0,85 | 0,96 |
| 1,00 | 0,92 | 0,92 | 0,91 | 0,91 | 0,90 | 0.92 | 0,95 | 0,98 | 1,01 | 1,10 |
| 1,10 | 0,89 | 0,89 | 0,88 | 0,87 | 0,87 | 1,07 | 1,10 | 1,14 | 1,18 | 1,24 |
| 1,20 | 0.85 | 0,85 | 0,84 | 0,83 | 0,83 | 1,20 | 1,24 | 1,28 | 1, 32 | 1,37 |
| 1,30 | 0,81 | 0,80 | 0,80 | 0,78 | 0,77 | 1,32 | 1,36 | 1,40 | 1,45 | 1,50 |
| 1,40 | 0,77 | 0,76 | 0,75 | 0,73 | 0,72 | 1,42 | 1,46 | 1,50 | 1,55 | 1,60 |
| 1,50 | 0,73 | 0,71 | 0,70 | 0,68 | 0,67 | 1,50 | 1,54 | 1,58 | 1,62 | 1,67 |
| 1,60 | 0,68 | 0,67 | 0,65 | 0,64 | 0,62 | 1,56 | 1,59 | 1,63 | 1,67 | 1,71 |
| 1,70 | 0,64 | 0,62 | 0,61 | 0,59 | 0,57 | 1,60 | 1,63 | 1,66 | 1,69 | 1,73 |
| 1,80 | 0,60 | 0,58 | 0,57 | 0,55 | 0,53 | 1,62 | 1.,64 | 1,67 | 1,70 | 1,73 |
| 1,90 | 0,56 | 0,55 | 0,53 | 0,51 | 0,49 | 1,63 | 1,65 | 1,67 | 1,69 | 1,72 |
| 2,00 | 0,53 | 0,51 | 0,50 | 0,48 | 0,46 | 1,63 | 1,65 | 1,66 | 1,68 | 1,70 |
| 2,50 | 0,40 | 0,39 | 0,38 | 0,37 | 0,36 | 1,58 | 1,59 | 1,59 | 1,59 | 1,59 |
| 3,00 | 0,33 | 0,32 | 0,32 | 0,31 | 0,30 | 1,55 | 1,55 | 1,54 | 1,54 | 1,54 |
| 3,50 | 0,28 | 0,28 | 0,27 | 0,27 | 0,26 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 |
| 4,00 | 0,25 | 0,25 | 0,24 | 0,24 | 0,23 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 |
| 4,50 | 0,22 | 0,22 | 0,22 | 0,21 | 0,21 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 | 1,54 |
Значение функции Папковича П.Ф.
| F3(u,h) | F4(u,h) | |||||||||
| u/h | 0,00 | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 0,00 | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 |
| 0,51 | 0,13 | 0,14 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,84 | 0,84 | 0,84 | 0,84 | 0.84 |
| 0,60 | 0,18 | 0,19 | 0,20 | 0,20 | 0,21 | 0,83 | 0,83 | 0,83 | 0,83 | 0,83 |
| 0,70 | 0,24 | 0,25 | 0,26 | 0,28 | 0,29 | 0,82 | 0,82 | 0,81 | 0,81 | 0,81 |
| 0,80 | 0,31 | 0.33 | 0,34 | 0,36 | 0,38 | 0,79 | 0.79 | 0,79 | 0,79 | 0,78 |
| 0,90 | 0,38 | 0,40 | 0,42 | 0,45 | 0,47 | 0,76 | 0.76 | 0,76 | 0,75 | 0,75 |
| 1,00 | 0,45 | 0,48 | 0,50 | 0,53 | 0,57 | 0.72 | 0,72 | 0,71 | 0,71 | 0,70 |
| 1,10 | 0,52 | 0,55 | 0,58 | 0,62 | 0,66 | 0,68 | 0,67 | 0,66 | 0,65 | 0,64 |
| 1,20 | 0.57 | 0,61 | 0,65 | 0,69 | 0,74 | 0,62 | 0,61 | 0,59 | 0,58 | 0,56 |
| 1,30 | 0,62 | 0,66 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,55 | 0,54 | 0,52 | 0,51 | 0,48 |
| 1,40 | 0,65 | 0,69 | 0,73 | 0,78 | 0,84 | 0,49 | 0,47 | 0,45 | 0,43 | 0,40 |
| 1,50 | 0,67 | 0,71 | 0,75 | 0,80 | 0,86 | 0,42 | 0,40 | 0,37 | 0,35 | 0,32 |
| 1,60 | 0,67 | 0,71 | 0,75 | 0,80 | 0,86 | 0,35 | 0,33 | 0,30 | 0,27 | 0,24 |
| 1,70 | 0,66 | 0,70 | 0,74 | 0,79 | 0,84 | 0,28 | 0,26 | 0,23 | 0,20 | 0,17 |
| 1,80 | 0,64 | 0,67 | 0,71 | 0,76 | 0,80 | 0,22 | 0.,20 | 0,17 | 0,14 | 0,11 |
| 1,90 | 0,61 | 0,64 | 0,68 | 0,71 | 0,76 | 0,17 | 0,14 | 0,12 | 0,09 | 0,05 |
| 2,00 | 0,57 | 0,60 | 0,63 | 0,67 | 0,70 | 0,12 | 0,10 | 0,07 | 0,04 | 0,01 |
| 2,50 | 0,36 | 0,37 | 0,38 | 0,40 | 0,41 | -0,03 | -0,05 | -0,07 | -0,09 | -0,11 |
| 3,00 | 0,17 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | -0,07 | -0,08 | -0,09 | -0,11 | -0,12 |
| 3,50 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,04 | -0,07 | -0,07 | -0,08 | -0,08 | -0,09 |
| 4,00 | 0,01 | -0,01 | -0,01 | -0,02 | -0,02 | -0,4 | -0,05 | -0,05 | -0,05 | -0,05 |
| 4,50 | 0,03 | -0,03 | -0,03 | -0,04 | -0,04 | -0,2 | -0,02 | -0,02 | -0,02 | -0,02 |
|
|
|
