курсовая. Курсовая работа состоит из введения, двух разделов (теоретической, специальной), заключения, списка использованных источников. Раздел 1 Общая часть

• Название: Курсовая работа состоит из введения, двух разделов (теоретической, специальной), заключения, списка использованных источников. Раздел 1 Общая часть
• Анкор: курсовая
• Дата: 17.10.2022
• Размер: 151.25 Kb.
• Имя файла: Paschenko (2).docx
• Тип: Курсовая; #737811
• страница: 2 из 4

2.2 Определение расчетной нагрузки на днищевое перекрытие

2.2.1 Определение расчётной нагрузки на наружную обшивку днища

Расчётное давление P, кПa, действующее на корпус судна со стороны

моря для точек приложения нагрузок, расположенных ниже летней грузовой ватерлинии, определяется по формуле [1.3.2.1-1],

Р = Рst + Рw,

(2.18)

где Р_st – расчетное статическое давление, кПа,

Р_w – расчетное волновое давление, кПа,

Рst = 10 ∙ zi,

(2.19)

где z_i – отстояние точки приложения нагрузки от летней грузовой ватерлинии, м,

zi = d,

(2.20)

Для наружной обшивки днища,

где d – осадка судна, м.

Принимаем осадку судна d = 4,5 м, следовательно z_i = 4,5 м.

Р_st = 10 ∙ 4,5 кПа

Принимаем расчетное статическое давление Р_st = 45 кПа.

Расчетное волновое давление P_w, кПа, обусловленное перемещениями

корпуса относительно профиля волны, для точек приложения нагрузок, расположенных ниже летней грузовой ватерлинии, определяется по формуле [1.3.2.2-1],

Рw = Pw0 - 1,5 ∙ Сw ∙ ,

(2.21)

где P_w0 – первоначальное волновое давление, кПа,

Pw0 = 5 ∙ Сw ∙ av ∙ ах,

(2.22)

С_w – волновой коэффициент, зависящий от длины судна.

Для судов неограниченного района плавания С_w определяется по формуле [1.3.1.4],

𝐶𝑤 = 10,75 − ,

(2.23)

𝐶_𝑤 = 10,75 − =8,205

𝑎_𝑣 и 𝑎_𝑥 − коэффициент, учитывающий влияние скорости, длины судна и положения рассматриваемого сечения.

Принимаем a_v ∙ a_x = 0,6,

𝑃_𝑤0 = 5 ∙ 8,205 ∙ 0,6 = 24,615 кПа

𝑃_𝑤 = 24,615 − 1,5 ∙ 8,205 ∙ = 12,308 кПа

𝑃 = 45 + 12,208 = 57,308 кПа

Принимаем нагрузку на наружную обшивку днища P = 57,308, кПа

2.2.2 Определение расчётной нагрузки на настил второго дна

Расчётное давление Р, кПa на конструкции двойного дна определяется по [1.3.2.1-1], (2.18),

При этом для настила второго дна ,

zi = d - hвк,

(2.24)

где h_вк – высота вертикального киля, м, определяемая по [2.4.4.1],

hвк = ( ) + 0,04 ∙ В + 3,5 ∙ ( ),

(2.25)

h_вк = ( ) + 0,04 ∙ 16 + 3,5 ∙ ( ) = 0,907 м

Принимаем h_вк = 0,9 м,

z_i = 4,55 - 0,9 = 3,6 м

Р_st = 10 ∙ 3,6 = 36 кПа
Р = 36 + 12,308 = 48,308 кПа

Принимаем нагрузку на настил второго дна Р = 48,308 кПа

2.3 Определение толщины наружной обшивки днища, настила второго дна и размеров утолщённых поясьев

2.3.1.Определение толщины наружной обшивки днища

Толщина листов наружной обшивки днища 𝑆_дн, мм, загруженных поперечной нагрузкой, должна быть не менее определенной по [1.6.4.4] ,

𝑆дн=𝑚𝑎𝑘 +△𝑆,

(2.26)

где m - коэффициент изгибающего момента,

m = 15,8, [2.2.4.1],

а = а₀–шпация, м,

а = 0,7 м,

k – коэффициент, зависящий от отношения сторон опорного контура пластины,

k = 1,

P - расчетная нагрузка на наружную обшивку днища, кПа, определённая по формуле (2.18),

Р = 57,308 кПа,

𝐾_𝜎 − коэффициент допускаемых напряжений,

𝐾_𝜎 = 0,6 в средней части судна при продольной и поперечной системах набора, согласно [1.1.4.3],

𝜎_𝑛- расчетный нормативный предел текучести по нормальным напряжениям, мПа, определяется по [1.1.4.3],

𝜎𝑛 = ,

(2.27)

где ƞ - коэффициент использования механических свойств стали, определяемый по таблице [1.1.4.3]

При 𝑅_𝑒ℎ = 315 мПа,

𝜂 = 0,78,

σ_n = = 301,282

△S - запас на износ, мм, определяемый по [1.1.5.2],

△S = U (T-12),

(2.28)

где U - среднегодовое уменьшение толщины связи, мм/год,

U = 0,2 [табл. 1.1.5.2, п. 3.2]

T - продолжительность эксплуатации судна, год,

T=24 года,

△ 𝑆 = 0,2 (24 − 12) = 2,4 мм

S_дн = 15,8 · 0,7 ∙ 1 + 2,4 = 8,627 мм

Проектная толщина наружной обшивки днища, определённая по

формуле [1.6.4.4], (2.26), должна быть не менее минимальной толщины 𝑆_𝑚𝑖𝑛, мм, определяемой по [2.2.4.8],

𝑆𝑚𝑖𝑛=(5,5 + 0,04 ∙ 𝐿) , при L ≥ 30 м

(2.29)

𝑆_𝑚𝑖𝑛=(5,5 + 0,04 ∙ 113,6) ∙ = 8,869 мм

Принимаем толщину листов наружной обшивки днища и подводной

части борта 𝑆_дн = 9 мм.

2.3.2 Определение толщины настила второго дна

Толщина настила второго дна 𝑆_2дн, мм, должна быть не менее определенной по [1.6.4.4] (2.26),

где m = 15,8 согласно [2.4.4.4-1],

P – расчетная нагрузка на настил второго дна, кПа, определённая по формуле (2.18),

𝐾_𝜎 = 0,8 – в средней части судна при продольной и поперечной системах набора, согласно [2.4.4.4-1],

𝑆_2дн = 15,8 ∙ 0,7 ∙ 1 + 2,4 = 7,346 мм

Толщина настила второго дна должна быть не менее минимальной толщины S_min, мм, определяемой по [2.4.4.4.2],

Smin=(5 + 0,035 ∙ L) ∙ √η при L≥ 80 м,

(2.30)

𝑆_𝑚𝑖𝑛=(5 + 0,035 ∙ 113,6) ∙ = 7,926 мм

Принимаем толщину настила второго дна 𝑆_2дн = 8 мм,

2.3.3 Определение размеров утолщенных поясьев наружной обшивки днища и настила второго дна

2.3.3.1 Определение размеров горизонтального киля

Ширина горизонтального киля b_гk, мм, должна быть не менее определяемой по [2.2.4.4],

bгk = 800 + 5 ∙ L ≤ 2000 мм,

(2.31)

b_гk = 800 + 5 ∙ 113,6 = 1368 мм

Принимаем ширину горизонтального киля, b_гk = 1800 мм, т.к. а₀ = 0,7 м.

Толщина горизонтального киля S_гk, мм, должна быть на 2 мм больше толщины обшивки днища,

Sгk = Sдн + 2,

(2.32)

S_гk = 9 + 2 = 11 мм

2.3.3.2 Определение размеров скулового пояса

Толщина скулового пояса S_ск.п, мм, должна быть на 1- 2 мм больше

толщины наружной обшивки днища,

Sск.п. = Sдн + 2,

(2.33)

S_{ск.п .}= 9 + 2 = 11 мм

Ширина скулового пояса b_ск.п., мм, должна выбираться стандартной, учитывая следующее: по борту паз должен располагаться на 200…400 мм выше настила второго дна, по днищу - паз не должен попадать на кривизну.

b_ск.п. = 2800 мм

2.3.3.3 Определение размеров среднего междудонного пояса

Ширина среднего междудонного пояса b_см.п, мм, должна быть не менее определяемой по формуле (2.30),

b_см.п = 800 + 5 ∙ 113,6 = 1368 мм

Принимаем ширину среднего междудонного пояса, b_см.п= 1800 мм.

Толщину среднего междудонного пояса S_см._п, мм, рекомендуется увеличивать на 1…2 мм по сравнению с настилом второго дна,

Sсм.п = S2дн + 2,

(2.34)

S_см.п= 8 + 2 = 10 мм

2.3.3.4 Определение размеров крайнего междудонного пояса

Ширину крайнего междудонного пояса, рекомендуется принимать

равной стандартной ширине листа, но на 200 мм больше ширины двойного борта.

Толщину крайнего междудонного пояса S_к.м.п, мм, рекомендуется увеличивать на 1…2 мм по сравнению с толщиной второго дна,

Sк.м.п. = S2дн + 2,

(2.35)

S_к._м.п = 8 + 2 = 10 мм

Принимаем толщину крайнего междудонного пояса, S_к.м.п = 10 мм.

2.4 Определение размеров связей днищевого перекрытия по «Правилам…» Регистра

2.4.1 Распределение продольных балок по ширине судна

Система набора днищевого перекрытия - продольная

Количество шпаций n, шпаций, на половине ширины судна, определяется по формуле,

n = a0,

(2.36)

n = : 0,7 = 11,42857 шпаций

Принимаем количество шпаций n = 11 шпаций,

△𝐵 = - 𝑎0 ∙ 𝑛, м

(2.37)

△𝐵 = − - 0,7 ∙ 11 = 0,3 м

2.4.2 Определение размеров связей днищевых конструкций

2.4.2.1 Определение минимальной толщины элементов конструкции внутри двойного дна

Внутри двойного дна элементы конструкции, включая балки основного набора, рёбра жёсткости, кницы и т.д. должны иметь толщину, не менее минимальной S_min, мм, определяемой по [2.4.4.9],

Smin = 0,025 · L + 5,5, при L ≥ 80 м

(2.38)

S_min = 0,025 ∙ 113,6 + 5,5 = 8,34 мм

Минимальна толщина вертикального киля должна быть увеличена на 1,5 мм, по [2.4.2.2],
S_min.в.к = 8,34 + 1,5 = 9,84 мм

Определение толщины вертикального киля

Толщина вертикального киля S_в.к, мм, должна быть не менее определённой по [2.4.4.2.1],

Sв.к.= 𝛼к ∙ ℎ ∙ √𝜂 + △𝑆,

(2.39)

где

𝛼к = 0,03 · L + 8,3, но не более 11,2 [2.4.4.2.1],

(2.40)

𝛼_к = 0,03 ∙ 113,6 + 8,3 = 11,708

Принимаем 𝛼_к = 11,2,

h – требуемая согласно [2.4.4.1] высота вертикального киля, м,

h = h_в.к = 0,907 м,

h_ф – фактическая (принятая) высота вертикального киля, м,

h_ф=0,9 м,

S_в.к = 11,2 ∙ 0,9 ∙ ∙ + 2,4 = 10,8 мм

Принимаем толщину вертикального киля, S_в.к = 11 мм.

2.4.3 Определение толщины флоров

2.4.3.1 Определение минимальной толщины сплошных флоров

Минимальная толщина сплошных флоров S_min, мм, определяется по [2.4.4.3.2-2], (при продольной системе набора),

Smin = 0,035 ∙ L + 6,

(2.41)

S_min = 0,035 ∙ 113,6 + 6 = 9,976 мм

2.4.3.2 Определение толщины сплошных проницаемых флоров

Толщина сплошных проницаемых флоров S_п._ф., мм, должна быть не менее определяемой по [2.4.4.3-2], (при продольной системе набора),

Sп.ф. = 𝛼 · k a · + ∆S,

(2.42)

Где

𝛼 = 0,023 ∙ 113,6 + 5,8 = 8,413

(2.43)

Принимаем 𝛼 = 8,413,

k–коэффициент, зависящий от системы набора, шпации и количества стрингеров,

k = k1 · k2,

(2.44)

k₁ и k₂ –коэффициенты, определяемые по[ табл. 2.4.4.3-1 и 2.4.4.3-2]

k₁ = 0,86,

k₂ = 1,45,

k = 0,86 · 1,45 = 1,247

а – расстояние между рёбрами жёсткости, м, но не более фактической высоты двойного дна,

а = а₀ = 0,7 м,

S_п.ф. = 8,413 · 1,247 · 0,7 · + 2,4 = 8,884 мм

Принимаем толщину сплошных проницаемых флоров, S_п.ф =10 мм,

Принимаем расстояние между сплошными флорами 3а₀ = 3∙ 0,7 = 2,1 м.

Толщина стрингеров должна быть не менее толщины сплошных флоров.

Принимаем толщину стрингеров, S_стр = 10 мм.

2.4.3.3 Определение толщины непроницаемых флоров

Толщина непроницаемых флоров должна быть не менее определяемой по [1.6.4.4], (2.25),

где Р– нагрузка на уровне середины высоты флора, кПа, согласно формуле [1.3.4.2-5],

Р = ρr · g · zi + Pк,

(2.45)

где ρ_r – плотность груза, балласта или топлива, т/м³,

ρ_r = 1,025 т/м ³ (балласт - морская вода),

g – ускорение свободного падения, м/с²,

g = 9,8 м/с²,

zi – отстояние рассматриваемой связи от уровня палубы, м,

zi = D - ,

(2.46)

z_i = 8,1- = 7,65 м

P_к – давление, кПа, для танков и наливных судов не менее 25 кПа,

P_к=25 кПа,
Р= 1,025 · 9,8 · 7,65 + 25 = 101,844 кПа

k_σ=0,85 согласно [2.4.4.3-3],

𝑆_н.ф. = 15,8 · 0,7 ∙ 1 + 2.4 = 9,377 мм

S_min ˂ S_н.ф.

Во всех случаях толщина непроницаемых флоров должна быть не менее требуемой для сплошных флоров в данном районе судна.

Принимаем толщину непроницаемых флоров, S_н.ф.=10 мм.

2.4.4 Определение размеров продольных балок основного набора по днищу и второму дну

При продольной системе набора двойного дна между вертикальным килем и днищевыми стрингерами по днищевой обшивке и настилу второго дна устанавливают в одной плоскости продольные балки на расстоянии одной шпации.

Момент сопротивления балок основного набора катаного профиля 𝑊, см³, должен быть не менее определяемого по [1.6.4.1],

𝑊 = 𝑊′∙𝜔к,

(2.47)

где 𝑊′ - момент сопротивления рассматриваемой балки без учета

запаса на износ, см³ ,определяемый по [1.6.4.2],

W΄= ,

(2.48)

где Q – поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН.

Q = p ∙ a ∙ l

(2.49)

где P – расчётное давление на конструкции двойного дна согласно [1.3.2.1-1] кПa, (2.18),

l – расчётная длина пролёта продольной балки, м, (расстояние между флорами)

l = 3 ∙ a0,

(2.50)

l = 3 ∙ 0,7 = 2,1 м
Q_дн = 57,308 ∙ 0,7 ∙ 2,1 = 84,243 кН
Q_2дн = 48,308 ∙ 0,7 ∙ 2,1 = 71,013 кН

m=12, [2.4.4.5],

k_σ≤0,65 – для продольных балок днища, [2.4.4.5],

k_σ≤0,75 – для продольных балок второго дна, [2.4.4.5],

Ԝʹ_дн = = 75,281 см³
Ԝʹ_2дн = = 54,997 см³

𝜔_к - множитель, учитывающий поправку на износ балок катанного профиля, определяемый по [1.1.5.3],

ωк = l + αk ∙ ΔS,

(2.51)

где α_k – согласно формуле,

αk = 0,07 + при Ԝʹ˂200 см3

(2.52)

α_kдн = 0,07 + = 0,15

α_k2дн = 0,07 + = 0,179

ω_кдн = 1 + 0,15 ∙ 2,4 = 1,36

ω_к2дн = 1 + 0,179 ∙ 2,4 = 1,43

W_дн = 75,281 ∙ 1,36 = 102,383 см³

W_2дн = ∙ 1,43 = 78,646 см³

Принимаем ребра жесткости днища 14б с 112 cм³.

Принимаем ребра жесткости второго дна 14а с W=100 см³.

2.4.5 Определение подкрепляющих рёбер жёсткости продольных рамных балок

Для обеспечения устойчивости вертикального киля и днищевых стрингеров при сжатии их напряжениями от общего изгиба, если их высота превышает 900 мм, посередине высоты стенки устанавливают горизонтальные рёбра жёсткости, размер поперечного сечения которых

определяют из условия устойчивости.

2.4.5.1 Определение площади поперечного сечения горизонтального

ребра жёсткости

При высоте вертикального 900 мм киля подкрепляющие ребра жесткости для него ставить не обязательно.

2.4.6 Определение подкрепляющих рёбер жёсткости сплошных флоров

При высоте вертикального 900 мм киля подкрепляющие ребра жесткости сплошных флоров ставить не обязательно.

2.4.7 Размеры бракет

Толщина бракет вертикального киля и междудонного листа 𝑆_бр, мм, а также бракет бракетных флоров и бракет, соединенных продольными балками по днищу и второму дну с непроницаемыми флорами, должна быть не менее толщины сплошных флоров, 𝑆_фл, мм , принятых в данном районе.

𝑆бр = 𝑆фл =10 мм

(2.57)

Длина бракет, соединяющих продольные балки днища и второго дна с непроницаемыми флорами l_бр, мм, должна быть не менее 2,5 высоты днищевой балки.

lбр = 2,5 ∙ hпр.д,

(2.58)

l_бр = 2,5 ∙ 0,22 = 0,55м

Принимаем длину бракет l_бр = 0,7 м.

2.4.8 Вырезы во флорах

Вырезы в непроницаемых флорах должны удовлетворять требованиям [2.4.2.7],

Вырезы во флорах должны иметь плавную закругленную форму.

Наименьшая допускаемая высота панели h_n, мм, примыкающей к
обшивке днища или второго дна - для сплошных флоров,

hn = 0,25 ∙ hвк,

(2.59)

h_n = 0,25 ∙ 900 = 225 мм

Принимаем вырезы в сплошных флорах ∅ - 450 мм.