Диаграммы допускаемых изгибающих моментов и перерезывающих сил.

Понятие прочности судна

Прочностью судна называется способность его корпуса не разрушаться и не изменять своей формы под действием постоянных и временных сил. Различают общую и местную прочность судна.

Общей продольной прочностью корпуса судна называется его способность выдерживать действие внешних сил, приложенных по длине.

Общая прочность судна обеспечивается водонепроницаемой оболочкой, которой служит обшивка и верхняя палуба, настил других палуб, продольные переборки с подкрепляющими их конструкциями и всеми конструктивными связями, имеющими длину больше высоты борта.

Местной прочностью корпуса называется способность его отдельных конструкций противостоять дополнительному воздействию сил: главным образом давлению забортной воды и сосредоточенным нагрузкам. Местная прочность в первую очередь характеризует прочность палуб судна и крышек трюмов, на которые оказывает давление установленный груз. Местная прочность выражается допустимыми давлениями тонн деленных на метр (т/м) и необходимо, чтобы давление от размещенного груза не превосходило величину допустимого.

Для обеспечения местной прочности отдельных конструкций предусматривают их специальное местное подкрепление.

Расчет общей прочности судна сводится к определению размеров его прочных связей и вычислению внутренних напряжений, возникающих в них под действием приложенных сил. Если возникающие напряжения не превосходят допускаемых для данного материала, то прочность судна обеспечена; если же —наоборот, то следует увеличить размеры связей и вновь произвести расчет прочности. Для такого расчета необходимо знать момент сопротивления поперечного сечения посредине длины корпуса судна.

При типовых случаях нагрузки транспортных судов длиной L ≥ 80 м, приводимых в Информации об остойчивости и прочности судна для капитана, общую прочность его корпуса можно считать обеспеченной. Поэтому необходимость проверки общей прочности упомянутых транспортных судов в эксплуатации может возникнуть при загрузке трюмов, отличной от типовых случаев, с большой нерав­номерностью распределения груза по длине судна (например, при загрузке концевых трюмов и отсутствии груза в средних или, наобо­рот, при загрузке средних трюмов и отсутствии груза в концевых трю­мах), а также для выяснения возможности выполнения грузовых операций в порту или на рейде в требуемой последовательности.

Напряженное состояние корпуса судна определяется изгибающим моментом и перерезывающей силой, действующими на судно в раз­личных его поперечных сечениях. Для сухогрузных судов, перевозящих генеральные, лесные и легкие сыпучие грузы, обычно ограничиваются проверкой общей прочности по изгибающему моменту, действующему в миделевом сечении судна..

Полные изгибающий момент и перерезывающая сила при данном состоянии нагрузки судна складываются из изгибающего момента и перерезывающей силы на тихой воде и дополнительных изгибаю­щего момента и перерезывающей силы от морского волнения, которые практически одинаковы при различных осадках судна. Поэтому без большой погрешности допустимо оценивать и проверять напряженное состояние корпуса судна по значению изгибающего момента M_T.B и перерезывающей силы Q_T.B на тихой воде.

Типовая информация об остойчивости и прочности грузового морского судна содержит специальные диаграммы контроля проч­ности, по которым общая прочность судна может быть проверена для любого состояния его нагрузки и в любых условиях его эксплуатации (в рейсе, на рейде, в порту). Каждую такую диаграмму (рис. 11.5) строят в конструкторском бюро на основе формул, приводимых в Правилах Регистра. Поскольку значения моментов сопротив­ления и площади поперечного сечения продольных связей для каждого конкретного судна известны, эти формулы дают возможность вычислить максимальные допустимые значения М_т.в и Q_T.B.

При наличии диаграммы контроля общей продольной прочности судна по изгибающему моменту или перерезывающей силе проверку прочности в данном поперечном сечении осуществляют в следующем порядке:

1. Определяют дифферент судна d_н – d_к.

2. В табличной форме рассчитывают дедвейт судна Δ_w и сумму +М_Х положительных моментов части дедвейта, расположенной в нос от данного поперечного сечения (табл. 11.2).

Рис. 11.5. Диаграмма контро­ля общей продольной проч­ности

 

3. На диаграмме контроля общей продольной прочности (см. рис. 11.5) откладывают значение дедвейта Δ_w (на рисунке Δ_w = 7000 т). От полученной точки переходят по наклонной прямой к го­ризонтали, отвечающей найденному ранее дифференту судна (в дан­ном примере d_н- d_K = -2м). Через найденную точку проводят вертикаль, на которой откладывают сумму моментов +М_Х и ставят точку А.

Таблица 11.2. Расчет изгибающего момента от грузов, входящих в дедвейт

Дифферент......... м	Р,т	+ Мх, кН·м
Судовые запасы
Перевозимый груз
Балласт
Суммы
Расчет н ая
Допусти м ая от
(в рейсе) до

Прочность корпуса считается достаточной, если точка А находит­ся в безопасной зоне, т. е. для плавания в рейсе, когда она лежит между линиями «Опасно-перегиб в рейсе» и «Опасно-прогиб в рейсе». Если точка А лежит за этими линиями, но между линиями «Опасно- перегиб на рейде» и «Опасно-прогиб на рейде», то прочность достаточна только для погрузки-разгрузки на рейде и т. д.

Допустимые значения суммы +М_Х определяют по точкам пересе­чения вертикали для заданного дедвейта и дифферента с соответ­ствующими границами и заносят в табл. 11.2.

Сложнее контролируется прочность корпусов крупнотоннажных судов длиной ориентировочно более 180 м. У таких судов величина и положение наибольших значений перерезывающих сил и изгибающих моментов значительно меняется в зависимости от расположения грузовых трюмов и порядка их загрузки. В качестве иллюстрации показано влияние способа загрузки трюмов на кривые изгибающих моментов и перерезывающих сил для навалочника дедвейтом 50000 т и длиной 223 м. Поэтому для крупнотоннажных судов контроль прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам в нескольких сечениях, обычно совпадающих с поперечными переборками.

Проверка прочности таких судов производится аналогично сказанному выше, путем сравнения рассчитанных величин с допустимыми, ограниченными соответственными граничными кривыми на диаграмме контроля для рассматриваемого сечения, однако расчет перерезывающих сил и изгибающих моментов отличается тем, что суммируются только массы, расположенные в нос от рассматриваемого сечения, и их моменты, вычисленные относительно этого сечения. Должны быть представлены диаграммы контроля прочности соответственно по изгибающим моментам и перерезывающим силам в сечении по 57 и 96 шпангоутам для комбинированного судна (Oil-Bulk-Ore), прочность которого контролируется в шести сечениях. Последовательность построения точек, изображающих нагрузку судна, такая же, как описана выше. Исходя из дифферента, по горизонтали откладывается дедвейт судна и проводится вертикаль до значения, соответствующего сумме масс дедвейта, расположенных в нос от расчетного сечения или сумма моментов этой части дедвейта. Прочность считается достаточной, если нанесенные точки лежат в допустимой зоне для соответствующих условий плавания (в порту, на рейде или в море). Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающей силе окажется недостаточной для заданного условия плавания, то необходимо перераспределить груз по длине судна.

Для оценки допустимости продольной прочности судна используются диаграммы допустимых изгибающих моментов и перерезывающих сил, которые рассчитаны индивидуально для каждого судна. Они представляют собой графические зависимости допустимых значений перерезывающих сил и изгибающих моментов по длине судна

 

 

Диаграмма допустимых изгибающих моментов

Диаграмма допустимых перерезывающих сил

Для современных крупных судов длиной более 300 м и шириной порядка 50 м характерно возникновение торсионных моментов – скручивающих моментов относительно продольно оси судна. Для их минимизации необходимо учитывать распределение груза по ширине судна.

 

ГРУЗОВОЙ ПЛАН СУДНА. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПОРЯДОК СОСТАВЛЕНИЯ ГРУЗОВОГО ПЛАНА СУДНА.

Грузовой план судна - графическое изображение на чертеже судна расположения каждой партии груза в судовых грузовых помещениях и на палубе на данный рейс. Грузовой план судна составляется на основе общих требований к оптимальному размещению грузов с учетом условий предстоящего рейса. Для выполнения данных требований необходимо обеспечить:
- сохранение необходимой остойчивости, прочности и дифферента судна;
- наиболее выгодное использование грузовместимости и грузоподъемности судна; - возможность обеспечения погрузки и выгрузки груза в минимальные сроки;
- безопасное плавание судна;
- сохранную и своевременную доставку груза;
- соблюдение очередности погрузки груза с расчетом выгрузки судна в промежуточных портах без дополнительных перевалок;
- соблюдение норм техники безопасности и охраны труда экипажа судна и работников порта.
Помимо технических и организационных требований при составлении грузового плана учитывают необходимость достижения наиболее высокой экономической эффективности работы судна.
Для составления грузового плана надо знать подробные данные о судне, грузе и условиях плавания. Грузовой план только тогда может быть принят к исполнению, когда он обеспечивает безопасность плавания, т.е. судно имеет достаточную остойчивость продольную прочность допустимый крен и дифферент. Это обеспечивается нормальным распределением весовых нагрузок по длине, ширине и высоте судна.
Следующий наиболее важный этап составления грузового плана заключается в распределении грузов между различными грузовыми помещениями судна, для чего изучают и учитывают все физико-механические, химические и прочие свойства грузов. Правильное распределение грузов по трюмам влияет не только на их сохранность, но и на безопасность плавания судна. Размещение на судне грузов, которые выделяют влагу, запахи или представляют пожароопасность и взрывоопасность, должно происходить с особой осторожностью. Жидкие грузы в таре, тяжеловесы и грузы в непрочной таре требуют также принятия особых мер при погрузке. Совместная перевозка несовместимых грузов в одном помещении может привести к их порче вследствие вредного воздействия друг на друга. При составлении грузового плана следует решить вопрос максимального использования грузовместимости и грузоподъемности. Это достигается методом подбора соответствующей комбинации легких и тяжелых грузов. Количество груза, которое может принять судно к перевозке, определяют его удельным погрузочным объемом.
В практике работы флота различают два вида грузовых планов - предварительный и исполнительный.
Предварительный грузовой план может быть составлен службой порта, агентом судна или грузовым помощником капитана на самом судне. При составлении грузового плана необходимо знать эксплуатационно-технические характеристики судна, а также транспортные характеристики груза и его физико-химические свойства.
К эксплуатационно-техническим характеристикам судна относятся:
1. Линейные характеристики - длина, ширина, высота борта судна и его осадка; 2. Весовые характеристики - водоизмещение судна порожнем, водоизмещение судна к грузу, грузоподъемность (дедвейт);
3. Объемные характеристики судна.
Основными транспортными характеристиками груза являются его масса, объем, линейные характеристики и удельный погрузочный объем. Навалочные грузы также характеризуются углом естественного откоса, причем груз опасный в отношении смещения, если угол естественного откоса меньше 30 градусов. Для решения задач связанных с возможностью перевозки различных грузов в одном грузовом помещении важное значение имеют такие свойства как огнеопасность, ядовитость, радиоактивность и его агрессивные свойства: пыль, запахи, гигроскопичность, возможность карантинного заражения и целый ряд других свойств.
После размещения грузов по трюмам рассчитываются следующие параметры судна:
- остойчивость;
- посадка судна (крен и дифферент);
- нагрузки на судовые конструкции;
- элементы качки судна.
Разработанный предварительный грузовой план должен быть утвержден капитаном. В процессе погрузки составляется исполнительный грузовой план. При составлении грузового плана для судна Ро-Ро предварительный грузовой план должен быть увязан с планом графиком обработки судна.

Форма грузового плана для контейнеровоза показана на (рис.1).

 

 

Грузовой план универсального судна

Грузовой план балкера.

 

Грузовой план танкера

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: