Ккс. ККСС вопросы. 1. Классификация пл и га 2 Конструктивные типы пл и га

• Название: 1. Классификация пл и га 2 Конструктивные типы пл и га
• Дата: 06.02.2022
• Размер: 2.67 Mb.
• Имя файла: ККСС вопросы.pdf
• Тип: Документы; #353419
• страница: 4 из 4

T
2 2
р a
]
[
h r
Р




;
(1.10) отсюда находим
T
2
р
)
1
(
a r
Р
h


(1.11)
Следует заметить, что определяемая по формуле (1.11) толщина обшивки h
1
получается примерно на 20% больше необходимой толщины h

29. Второе приближение
Во втором приближении учитывается влияние шпангоутов на прочность и устойчивость оболочки ГА, но при этом пренебрегается местным изгибом обшивки у шпангоутов и поперечных переборок. Этим условиям соответствует замена оболочки с ребрами жесткости приближенно эквивалентной ей оболочкой без ребер, когда жесткости каждого шпангоута на изгиб и на растяжение равномерно распределяются по всей ширине пролета, поддерживаемого ребром, и прибавляются к соответствующим жестокостям оболочки в кольцевом направлении.
Как известно, шпангоуты прочного корпуса выполняют ряд важных функций в обеспечении прочности и надежности ГА. Одной из таких функций является обеспечение достаточной прочности корпуса при действии на него различного рода случайных нагрузок.
При указанных выше условиях напряжения в шпангоутах от расчетной нагрузки могут быть вычислены по формуле
)
h(1
r
0,85Р
р шп




,
(1.12) где h
F




(1.13)
Здесь F представляет собой площадь сечения шпангоута, а h

- площадь сечения пояска обшивки. Заметим, что формула (1.12) дает завышенные по сравнению с действительными напряжения.
Параметр

, характеризующий относительную площадь шпангоута, можно определить по напряжениям в шпангоуте с использованием условия прочности (1.6) и формулы (1.12)
1
a
0,85a
3 2



(1.13а)
Полученное значение

полезно сопоставить со средними значениями этого параметра для современных ГА:

=
0,3  0,5 1.4.2 Определение толщины обшивки.
В рассматриваемом случае, когда жесткостные характеристики шпангоутов распределены в пределах прилегающих шпации, напряжения в продольных сечениях оболочки определяются зависимостью h
r
P
1 0,15 1
p
2







(1.14)

Отсюда приходим к следующей формуле для вычисления толщины обшивки
T
2
p
2
p
)
2
(
a r
P
1 0,15 1
]
[
r
P
1 0,15 1
h














(1.15)
1.4.3 Определение расстояния между шпангоутами.
Устойчивость круговой цилиндрической оболочки при действии внешнего давления весьма существенно зависит от её длины. Поэтому для повышения устойчивости оболочки прочного корпуса ГА промежуток между поперечными переборками разбирается на ряд коротких оболочек путем установки кольцевых ребер жесткости. Расстояние между соседними шпангоутами определяется из условия, чтобы устойчивость обшивки соответствовала бы заданной критической нагрузке. При использовании для определения верхней критической нагрузки формулы Саутсвелла-Папковича предельная шпация может быть найдена из следующего соотношения ст
3/2
p
2 1
пред
E
E
r
100h
P
183h












,
(1.16) где
1

=0,7 - коэффициент, учитывающий влияние геометрических и технологических факторов на устойчивость оболочки.
Коэффициент
2

, учитывающий влияние уровня напряжений на устойчивость, определяется по формуле
Т
'
кр
Т
кр
2
:
:






(1.17) в которой
 
2
кр



, а кр

может быть найдено при известном кр

либо из графика рис. 1.1, либо вычислено с помощью выражения (с учетом, что
Т
2
кр а




):


 
3 3
2 2
3 3
Т
кр
Т
кр
Т
кр а
1,0
а
:
1,0
:











(1.18)
В этом случае для определения коэффициента
2

получим зависимость
3 3
2 2
а
1,0 


(1.19)

При критических напряжениях весьма близких к
Т

, т. е.
Т
кр
0,01)
(1





, коэффициент
2

следует брать равным одной третьей
(
2

=0,33).
Отметим, что расстояние между шпангоутами, как это следует из формулы (1.16), существенно зависит от марки выбранного материала.
Поэтому, если шпация получается нетехнологичной, т. е. слишком маленькой или слишком большой (для большинства ГА = 50÷100 см), то это свидетельствует, что при заданных габаритных размерах отсека прочного корпуса и глубине погружения неудачно выбрана марка материала и при возможности её следует заменить.
Очевидно, что это замечание справедливо и в отношении выбираемой толщины обшивки прочного корпуса.
1.4.4 Определение геометрических характеристик профиля шпангоута.
Шпангоуты, являясь опорами для обшивки, должны иметь достаточную жесткость, чтобы сохранить свою круговую форму при нагрузке, соответствующей моменту потери устойчивости обшивки между шпангоутами, т. е. при нагрузке р
Р
. Считая оболочку в пределах отсека достаточно длинной, момент инерции шпангоута вместе с примыкающим к нему присоединенным пояском может быть определен из условия устойчивости шпангоута как изолированного кольца по формуле
2E
r
P
J
3
p


,
(1.20) где

- размер шпации, определенный в п. 1.3.3. Площадь шпангоута без присоединенного пояска
F
связана с моментом инерции
J
зависимостью
J
C
F
i

,
(1.21) где
С
i
- коэффициент "удельной площади" по моменту инерции (
С
i
=
0,420,45). С другой стороны, площадь шпангоута может быть определена по формуле h
F



(1.22)
В качестве действительной площади шпангоута должно быть выбрано наибольшее значение из вычисленных по формулам (1.21), (1.22).
Таким образом в результате расчета получены следующие элементы
(2)
(2)
(2)
(2)
F
,
J
,
,
h 

Найденные значения этих параметров мoгyт на 20-30% отличаться от действительных значений. Как отмечалось ранее, указанные параметры должны удовлетворять помимо прочностных, так и технологическим и конструктивным требованиям, поэтому для увязки этих требований необходимо выполнить третье приближение.

30. Третье приближение
Третье приближение – окончательный выбор элементов судна и уточнения его нагрузки.
1.5 Определение элементов прочного корпуса в третьем приближении.
Расчет элементов прочного корпуса в третьем приближении производится по уточненным зависимостям с учетом местного изгиба обшивки у шпангоутов и разгружающего влияния поперечных переборок на устойчивость шпангоутов.
Вычисление вспомогательных величин производится с учетом значений элементов оболочки, найденных во втором приближении.
1.5.1 Выбор толщины обшивки.
Для определения толщины обшивки используется формула
Т
2
p
2
(3)
a r
P
k h


,
(1.23) где
(u)
F
1
(u)
0,85 1
k
1 2








(1.24) rh
0,6425
u



(1.25)
Вспомогательные функции
(u)
(u),
1 1


для расчета элементов изгиба балок, лежащих на сплошном упругом основании обычно находят по таблицам в зависимости от аргумента
U
(см., например, [I], стр. 313). Для определения значений этих функций можно использовать также графики функций Папковича, представленные на рис. 1.2 с учетом следующих соотношений между ними:
0
)
(u,
F
(u)
0,85 4
1





(1.26)
0
)
(u,
F
(u)
1 1






Полученное по формуле (1.23) значение для толщины обшивки ПК следует округлить в большую сторону до ближайшей спецификационной толщины в соответствии с ГОСТом для принятого материала.
1.5.2 Выбор расстояния между шпангоутами.
Оптимальная в отношении веса конструкция оболочки прочного корпуса должна быть такой, чтобы средние сжимающие напряжения в продольных сечениях обшивки, при которых происходит потеря устойчивости обшивки, равнялась бы принимаемой норме допускаемого напряжения для материала обшивки, т. е. т
2
кр а 


Используя для определения верхней критической нагрузки формулу
Американского опытового бассейна, из условия (1.8) можно получить следующую зависимость
)
E
E
P
1,83
(0,062
r cт p
2 2
1








,
(1.27) где r
100h


(1.28)
Здесь
(3)
h представляет собой толщину обшивки ПК, найденную в п.
1.5.1, а коэффициенты
1

и
2

определяются так же, как и в п. 1.4.3.
Формула (1.27) дает предельное значение шпации. Практическое значение величины

должно быть принято меньше полученной предельной шпации с учетом предъявляемых к рассматриваемой конструкции технологических и конструктивных требований. (Так, например, оно должно укладываться целое число раз поперечными переборками, соответствовать
ГОСТ и т.д.).
1.5.3 Выбор размеров профиля шпангоутов.
Необходимый момент инерции площади поперечного сечения шпангоута (с присоединенным пояском обшивки) выбирается из условия обеспечения устойчивости отсека в целом, т. е. в рассматриваемом приближении учитывается влияние поперечных переборок на устойчивость шпангоутов. Уточненная формула для определения момента инерции имеет ряд



























2 2
2 6
4 6
2 1
2 2
p
2 2
6 3
)
(n
10
r h
10
E
)
0,5 1
(n
1,3P
1)
(n
10
r min
J






n
, (1.29) где
L
r



(1.30)
Целочисленный параметр n
= 2÷5, соответствующий числу волн потери устойчивости, образующихся по окружности оболочки, находится подбором из условия максимума выражения (1.29)
Коэффициент
1

= 0,7
Коэффициент
2

определяется по напряжению в шпангоутах ПК, соответствующих критическому давлению для отсека в целом, которое с учетом (1.9) равно P
кр.шп
=1,3Р
р
. Отсюда следует, что критическое напряжение а шпангоутах необходимо принять равным
 
шп кр.(шп)
1,3



. Используя для определения
2

рекомендации п. 1.4.3, получим
3 3
3
'
кр(шп)
кр(шп)
2
)
а
(1,3 1,0







(1.31)
После определения момента инерции шпангоута
J
находится площадь сечения шпангоута
F,
как наибольшая из величин, вычисляемых по формуле
(1.21) и по формуле
(u)
1
a h
r
0,85P
h
F
1
Т
3
p









 
(1.32)
Исходя из полученных значений
J
и
F
необходимо подобрать размеры профиля шпангоута и определить окончательные значения указанных параметров. Подбор элементов профиля осуществляется либо в табличной форме, либо аналитически.

31. Разработка чертежа секции ОК
31. Разработка чертежа ОК
Настоящим заданием предусматривается: а) анализ чертежа секции, ее конструктивных особенностей и сварных соединений; б) разработка рабочего чертежа секции корпуса с учетом ее технологических особенностей.
На основе анализа чертежа заданной секции изложить следующие вопросы:
– описание системы набора корпуса в районе секции;
– положение и характеристика набора в районе секции;
– размер практической шпации в районе секции;
– положение секционных и монтажных стыков и пазов секций;
– описание сварных соединений деталей секции и обоснование их выбора;
– выбор марки материала деталей секции с характеристикой его механических свойств;
– правила указания размеров деталей и секций на чертеже, условные обозначения набора, его стыков с набором смежных секций.
Разработку рабочего чертёжа секции надлежит выполнять в следующей последовательности.
1.
Выбрать габариты и форму секции с учётом конструктивнотехнологических показателей.
Определить район расположения секции в корпусе, выделить смежные конструкции.
2. Определить расположение основного вида и всех сечений и разрезов на поле чертежа
3. Учесть положение секции относительно плоскостей, определить габаритные размеры секции и их связь с технологическим оборудованием. В конструкцию должны быть введены жёсткие связи, чтобы подъем секции краном не вызывал остаточных деформаций.
Отношение длины секции к её ширине должно быть в пределах 1 - 1.5.
4. Выделить листовые детали, указать их размеры, положение стыков и пазов, связь с габаритными размерами секции.
Габариты секции должны быть согласованы с размерами применяемых листов, размером шпации и другими конструктивными элементами.
5. Положение и размеры набора секции согласовать с конструктивным мидель-шпангоутом и конструктивным чертежом набора.
6. С учетом принятой в судостроении классификацией сварки обозначить сварные швы, стыки и пазы. При выборе расположения монтажных стыков и пазов, ограничивающих данную секцию, следует ознакомиться с

принципами обозначения и разбивки на секции и блоки, сходных с проектируемым судном.
7. Оформить чертеж, в соответствии с требованиями ЕСКД.
8. Над основной надписью расположить спецификацию.

32. Разработка растяжки наружной обшивки
Чертеж растяжки наружной обшивки представляет собой развертку наружной обшивки одного борта, построенную по длине периметра шпангоутов. Шпангоуты в средней части корпуса имеют большую длину, чем в оконечностях, поэтому ширина наружной обшивки, а соответственно и ширина поясьев обшивки у миделя больше, чем в оконечностях. Сужающиеся поясья обрываются потерями — листами обшивки, заканчивающимися, не доходя до штевней корпуса.
По длине растяжка наружной обшивки строится по проекции шпангоутов на
ДП и равна длине судна, а не периметру его бортов, поэтому листы на растяжке не соответствуют истинной длине листов наружной обшивки.
Поясья, составляющие наружную обшивку днища и бортов, соответственно называются днищевыми и бортовыми.
Верхний пояс бортовой обшивки, притыкающийся к настилу верхней палубы, называется ширстреком , пояс, идущий по скуле корпуса, — скуловым , а пояс обшивки днища, расположенный на диаметральной плоскости,— горизонтальным килем

33. Разработка продольного разреза секции
Конструктивный чертёж набора (схему набора) следует выполнять в следующей последовательности. 1. По теоретическому чертежу прототипа с учетом погиби бимсов вычертить контуры продольного разреза (сечение по
ДП и линия борта). 2. Наметить положение непроницаемых поперечных переборок и практических шпангоутов, пронумеровать их. 3. Вычертить штевни, поперечные переборки, палубы, платформы, настил второго дна, шахты, люки, и другие конструкции, попадающие в разрез. 4. Вычертить набор бортов и продольных переборок условными обозначениями. 35 5. Проставить все необходимые размеры. Размеры шпаций и балок набора, одинаковых по длине отсека или нескольких отсеков показываются ниже основной линии.
Размеры других конструкций проставляются на чертеже. 6. Указать все толщины листов, размеры набора (основной и рамный) с указанием его расположения по длине судна под продольным разрезом. 7. Оформить чертёж в соответствии с требованиями ЕСКД.

34. Разработка сечений по шпангоутам
1. Ознакомиться с конструктивными мидель-шпангоутами, определить входящие в них связи и элементы (обшивка, балки), установив их тип и размеры, выбрать масштаб. 2. Пользуясь альбомом, вычертить обводы шпангоутов с нанесением линий палуб, платформ и второго дна, указать все основные плоскости. 3. Наметить положение и вычертить все продольные связи: днищевые и бортовые стрингеры, карлингсы комингсы люков и т.п. 4.
Вычертить шпангоугы, бимсы, флоры и прочие элементы набора корпуса. 5.
Показать пазы листов наружной обшивки, палуб, платформ, второго дна и межсекционные монтажные пазы. 6. Выполнить вес необходимые надписи чертежным шрифтом в соответсвии с требованиями ЕСКД. 7. Для сечений листов и профилей толщину линий принять в соответствии с масштабом, но во всех случаях толще контурных линий 8. На поле чертежа над основный надписью (штампом) составить перечень главных размерений судна.