ТУС_Конспекс для 1го курса_Сиряченко. Учебное пособие под редакцией В. Ф. Сиряченко Издание четвертое, переработанное и дополненное Одесса "Фенікс" 2012

• Название: Учебное пособие под редакцией В. Ф. Сиряченко Издание четвертое, переработанное и дополненное Одесса "Фенікс" 2012
• Анкор: ТУС_Конспекс для 1го курса_Сиряченко.doc
• Дата: 18.12.2017
• Размер: 28.12 Mb.
• Имя файла: ТУС_Конспекс для 1го курса_Сиряченко.doc
• Тип: Учебное пособие; #12000
• страница: 15 из 28

5. КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА

5.1. Понятие о прочности судна

Прочностью называется способность судна воспринимать действующие нагрузки без разрушений и остаточных деформаций.

Нагрузками для корпуса судна являются силы тяжести корпуса, оборудования, устройств, запасов, грузов и снабжения, силы гидростатического давления воды, инерционные силы при качке, удары волн о корпус и т.д.

Корпус судна, с точки зрения прочности, рассматривают как мощную пустотелую коробчатую балку переменного сечения, образованную бортами, днищем и верхней палубой и подкрепленную поперечными и продольными переборками, платформами и палубами.

Постоянные силы, действующие на судно, в целом взаимно уравновешиваются (силы тяжести и силы поддержания), но они распределены неодинаково по длине судна. Поэтому в пределах каждого ограниченного участка длины преобладают те или иные силы. Из-за этого в корпусе развиваются перерезывающие силы (стремящиеся сместить одну часть корпуса относительно другой) и изгибающие моменты, корпус судна деформируется как балка, получая прогиб (палуба сжата) или перегиб (палуба растянута) в вертикальной плоскости. Прочность этой балки-корпуса называется общей или продольной прочностью. При изгибе в сечениях корпуса появляются нормальные и касательные напряжения, которые уравновешивают внешние силы. Величины напряжений зависят от положения элемента корпуса по длине и высоте судна, достигая наибольших значения в районе миделя на палубе и на днище судна – нормальные напряжения и на четвертях длины судна примерно на середине высоты борта – касательные напряжения. Нормальные напряжения воспринимают балки, идущие вдоль судна, например: вертикальный киль, днищевые стрингера, карлингсы, продольные балки днища, двойного дна, палубы и обшивка корпуса. Указанные силы действуют как при отсутствии волнения, на так называемой «тихой воде» так и на волнении. Для каждого судна наиболее опасной является волна, длина которой примерно равна длине судна.

При этом, наиболее неблагоприятными являются положения судна, когда его мидель-шпангоут располагается на вершине либо на подошве волны (рис.5 1).

Дополнительные напряжения, возникающие на волнении добавляются к напряжениям на «тихой воде».

Местная прочность – это прочность отдельных конструкций (палубы, двойного дна, люковых крышек, переборок и т.д.), воспринимающих различные местные нагрузки. Например, набор, настил палубы и люковые закрытия воспринимают вес расположенных на палубе и на крышках грузов, днище и борта — давление забортной воды. Наибольшие нагрузки, на которые рассчитаны конструкции, называются допустимыми. Они соответствуют допускаемым напряжениям, которые может воспринимать конструкция без ущерба для своей работоспособности и целостности в течении длительного времени. В документах судна всегда задаются допустимые нагрузки на те перекрытия, которые предназначены для перевозки груза.


Рис.5.1. Изгиб судна на волнении: а – на вершине волны; б – на подошве волны.

1 – вышедший из воды объем; 2 – вошедший в воду объем; f – стрелка прогиба корпуса от действующих на него сил.

5.2. Элементы перекрытия. Перекрытия в составе корпуса, системы набора перекрытий

Перекрытием называется система балок, перекрытых настилом или обшивкой. Элементами перекрытия являются балки различного профиля (полосы, угольники, полособульбы, т-образные и другие профили) и стальные листы.

Р

ис.5.2. Профильный прокат.

1 – равнобокий угольник; 2 - неравнобокий угольник; 3 – швеллер; 4 – двутавр; 5 – углобульб; 6 – тавр; 7 – полособульб; 8 – симметричный полособульб; 9 – люковый профиль; 10 – сегментный профиль; 11 – прутковая сталь; 12 – труба.


Преобладающим типом соединений стальных конструкций в судостроении являются сварные соединения. Сварка обеспечивает равнопрочность соединения свариваемых листов, балок и других деталей (даже таких массивных как детали ахтерштевня и форштевня). Широко применяется и даёт отличные результаты при высокой производительности труда автоматическая и полуавтоматическая электросварка под слоем флюса. Достаточно широко применяется ручная сварка и полуавтоматическая сварка в среде защитных газов.

Листы свариваются между собой, образуя полотнища. Балки привариваются к полотнищам, образуя перекрытия.





Рис.5.3.Типы сварных швов: а-встык без разделки кромок; б-встык с разделкой кромок и подваркой; в-угловой с разделкой кромок и подваркой; г-угловой без разделки кромок; д-тавровый односторонний без разделки; е-тавровый двусторонний с разделкой кромок.


Наиболее часто расположенные балки перекрытий называют балками главного направления. Балки перекрытия, сравнительно редко расположенные и перпендикулярные балкам главного направления, называют перекрестными связями. Перекрестные связи поддерживают балки главного направления, поэтому они выше и через них проходят балки главного направления.

В


Рис5.4. Судовые перекрытия.

1 – балки главного направления; 2 – днищевое перекрытие; 3 – перекрестные связи; 4 – переборка; 5 – пластина.



Рис.5.5. Системы набора перекрытий: а – поперечная; б – продольная; в - клетчатая.
зависимости от положения в корпусе судна разли-чают перекрытия: палубы, бортов, днища, переборок. Перекрытия на судне взаимонесущие, так как опираются друг на друга. В зависимости от ориентации основных балок различают систему набора судовых перекрытий. Если на перекрытии основные балки, т.н.балки«главного направления» расположены вдоль судна, то такое перекрытие апроектировано по продольной систе-ме набора. Если балки главного направления идут поперек судна, то это перекрытие - по поперечной системе набора. Говорить о системе набора перекрытий поперечных переборок нет смысла. При вертикальном расположении балок главного направления на поперечных переборках - переборки с (вертикальными) стойками, а при горизонтальном - с горизонтальными ребрами жесткости. В некоторых случаях расстояние между взаимно перпендикулярными балками перекрытия может быть примерно равным. В этом случае говорят, что перекрытие имеет клетчатую систему набора (например: двойное дно в районе МО...).