Расчет элементов наружной обшивки

Корпус судна представляет собой коробчатую металлическую конструкцию, состоящую из наружной обшивки, переборок, настилов палуб и платформ судна, обеспечивающую создание силы плавучести, прочность и возможность размещения людей, грузов, оборудования и вооружения, обусловленных назначением судна.

Наружная обшивка – непроницаемая оболочка корпуса, которая вместе с поддерживающим ее набором образует борта, днище и оконечности судна.

Наружная обшивка, палубный настил и настил второго дна являются основными прочными связями, обеспечивающими общую продольную прочность судна.

Наружная обшивка состоит из поясьев, расположенных длинной стороной вдоль судна. Ширина поясьев от 1,5 до 3,2 метров, а длина до 16 метров. Разбивка наружной обшивки на поясья производиться на чертеже, называемом растяжкой наружной обшивки и представляющим собой развертку наружной обшивки одного борта на плоскость.

Согласно Правилам Регистра расчетная нагрузка определяется по формуле:

 

Р = Р + Р , кПа, где

 

Р - расчетное статическое давление кПа.

Р = 10 z , кПа, где

z - отстояние приложения нагрузки от поверхности воды до рассматриваемого элемента. z = d

Р - расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса судна относительно профиля волны (волновая нагрузка). Она рассчитывается для подводной и надводной части корпуса судна.

 

Р = Р - 1,5 С , кПа (ниже КВЛ)

Р =Р  - 7,5 , кПа (выше КВЛ), где

 

Р  - волновая нагрузка на уровне поверхности воды.

 

Р  = 5 С , кПа, где

 

С - волновой коэффициент, определяемый профилем волны, который согласно Правилам Регистра принимается.

 

С = 10,75 –

С = 10,75 – =8,76 м.

k_w=1;

 

Согласно Правилам Регистра  можно принять в упрощенном виде, исходя из смещения мидель-шпангоута: в нос – 0,8

в корму – 0,5

по центру – 0,6

Для проектируемого судна определяем нагрузки на наружную обшивку в пяти точках

 

· Р = Р + Р , где

z = d = 4,8м

Р = 10 * 4,8 = 48 кПа

Р  = 5*8,76 *0,6 = 26,28 кПА

Р = 26,28 – 1,5 * 8,76 = 13,14 кПа

Р _дн = 48 + 13,14 = 61,14 кПа

· Р = Р + Р , где

z =  = 2,4 м

Р = 10 * 2,4 = 24 кПа

Р = 26,28 – 8,76 * 1,5  = 19,71 кПа

Р = 24 + 19,71 = 43,71 кПа

· Р = Р , где

z =  = =1,2 м

Р_w = 26,28 – 7,5 * 1*1,2 = 17,28 кПа

Р = 17,28 кПа

· Р = Р , где

Р =

a₃ (Для ЛУ4)= 0,33

С_b = 0,78

 м³

Р = кПа

· Р = Р , где

z =  = 2,4 м

Р_w = 26,28 – 1,5 * 8,76 = 19,71 кПа

 

· Определение элементов набора наружной обшивки проектируемого судна.

Толщина наружной обшивки днища должна быть не менее определяемой по формуле согласно Правилам Регистра.

 

S = m a k  мм, где

m = 22,4

a = a = 0,7 м

k = 0,6

Р = 61,14 кПа

 =  =  =301,3 мПа

 

 - приращение к толщине элемента набора, учитывающий коррозионный износ на планируемый срок службы конструкции.

 

 = U(T -12) = 2,4 мм, где

 

U – среднегодовое уменьшение толщины элемента набора, принимаемое по Правилам Регистра.

U = 0,2 мм/год

Т – планируемый срок службы конструкции.

Т = 24 года

k – коэффициент используемый для определения центра тяжести конструкции.

 

k =

 

 

 

Вид сверху.

b – расстояние между флорами

а – расстояние между стрингером и вертикальным килем. b = 2,8, a = 4

 

k =

S = 22,4* 0,7* 1*  = 9,5 мм.

 

Принимаем S = 10 мм.

Толщина наружной обшивки борта должна быть не менее определяемой по формуле согласно Правилам Регистра.

 

S = m a k  мм, где

m = 22,4

a = a = 0,7 м

k = 0,6

Р = 61,14 кПа

 =  =  =301,3 мПа

 = U (T-12), где U = 0,1 выше КВЛ

U = 0,18 ниже КВЛ

`             T = 24 года

· P_выше квл = 17,28 кПа

мм

мм, Принимаем S = 13 мм.

· P_{ниже КВЛ} = 43,71 кПа

мм

S = 22,4* 0,7* 1*  = 9,9 мм. Принимаем S = 10 мм

 

Толщина скулового пояса должна быть равна либо толщине обшивки днища, либо толщине обшивки борта, зависимости что больше.

Принимаем S_ск.п=13 мм

Толщина горизонтального киля должна быть увеличена по отношению к толщине обшивки днища.

 

S_г.к = S +  мм, где

 = 0,03L+ 0,6 = 0.03*72 +0.6 = 3 мм

S_г.к = 13 мм

 

Принимаем S_г.к = 15 мм.

Толщина наружной обшивки во всех случаях согласно Правилам Регистра должна быть не менее:

 

S = (0,04L + 5,5) мм, где

для 09Г2  = 0,78

S = (0,04 *72 + 5,5)  = 8 мм