4.2.2 Проверка по критерию эксплуатационной прочности
Проверка по критерию эксплуатационной прочности производится в соответствии с зависимостью:
где
-
часть момента сопротивления корпуса
судна, учитывающая запас на износ и
коррозию:
;
;
;
b=3,6 м-ширина палубного настила в районе люковых вырезов;
=0,6-
для сухогрузных судов;
=1,0-
для судов с одной палубой;
;
-
смотри п.3.1.
см3.
Определим обеспечена ли эксплуатационная прочность для комингсов, у которых
=0,7 и =1,18.
МПа – прочность обеспечена.
Определим обеспечена ли эксплуатационная прочность для настила палубы, у которой =0,7 и =1,18.
МПа – прочность обеспечена
Определим обеспечена ли эксплуатационная прочность для настила днища, у которого =0,5 и =1,05.
МПа – прочность обеспечена.
4.3 Проверка по предельному состоянию
Проверка общей прочности по предельному состоянию должна показать, что как при прогибе, так и перегибе корпуса судна на волне в грузу и балласте отношение предельного изгибающего момента корпуса к наибольшему расчётному суммарному изгибающему моменту удовлетворяет условию:
где
-
предельный изгибающий момент корпуса
судна кНм, определяется по формуле:
-предельный
момент сопротивления проверяемого
поперечного сечения корпуса, определяемый
для комингса с учётом редуцирования
гибких продольных связей под действием
сжимающих напряжений от общего изгиба,
а также износа продольных гибких связей
к середине срока эксплуатации судна,
:
где
-момент
сопротивления редуцированного поперечного
сечения нового корпуса,
;
-относительное
изменение предельного момента
сопротивления
,
вызванное снижением устойчивости гибких
связей вследствие их износа;
-изменение
в результате износа продольных гибких
связей,
.
Расчёт геометрических характеристик редуцированного эквивалентного бруса для нахождения удобно вести в таблице 4.1.
Ввиду симметрии конструкции корпуса относительно ДП в таблице приведены продольные связи, расположенные на полуширине судна. Условную линию совмещаем с основной плоскостью, проходящей по верхней поверхности горизонтального киля.
Эйлерово напряжение для пластин при продольной системе набора находим по формуле:
,
МПа
где t- толщина пластины, см;
b- меньшая из сторон пластины, см.
Критические напряжения
МПа
при продольной системе набора определяются
по формулам:
при
;
при
.
Редукционный коэффициент при продольной системе набора определяем :
.
Редукционный коэффициент при поперечной системе набора определяем по таблице 4.1 [3].
Фактическая площадь при продольной системе набора вычисляем по формуле:
,
Фактическая площадь при поперечной системе набора вычисляем по формуле:
,
где
=0,20-при
продольной системе;
=0,25-при поперечной системе.
В результате расчёта в таблице 4.1 получили, что отстояние нейтральной оси сечения редуцированного корпуса от условной оси:
,см
см.
Момент инерции полного поперечного сечения редуцированного корпуса относительно нейтральной оси:
,
.
Фактический момент сопротивления комингса:
,
.
Изменение
в результате износа связей к середине
срока службы было найдено в п.4.2 и
составляет
.
Величина
определяется согласно следующему
выражению:
где
=2,72
-теряемая в результате износа к середине
срока службы площадь связи, теряющей
устойчивость при действии предельного
изгибающего момента;
=3355,38
-полная
площадь рассматриваемого поперечного
сечения в исходном состоянии с учётом
редуцирования связей;
,
-отстояние
рассматриваемой I-ой
гибкой связи от нейтральной оси
поперечного сечения,см;
-момент
инерции площади сечения относительно
нейтральной оси
,
;
е=438,36 см- отстояние от комингса до нейтральной оси .
Расчёт
удобно вести в таблице 4.2.
.
Тогда:
.
Таблица 4.2-Вычисление коэффициента
-
Наименование гибкой связи
Отстояние от нейтральной оси , см
горизонтальный киль
256,42
0,62
листы обшивки днища
256,42
1,24
обшивка скулы
256,42
1,24
обшивка скулы
202,92
0,88
листы наружного борта
26,58
0,07
ширстрек
283,58
1,44
палуба
353,58
2,03
полка комингса
413,58
2,61
стенка комингса
334,58
1,86
листы второго борта
43,58
0,12
настил второго дна
176,42
0,72
платформа
83,58
0,27
Сумма
13,10
-нормативная
величина предела текучести материала
верхних крайних по высоте жёстких
продольных связей поперечного сечения
МПа:
=315
МПа- предел текучести материала корпуса;
=235
МПа;
МПа.
кНм.
При перегибе судна полагается:
кНм.
=1,25-
минимальный коэффициент запаса;
Общая прочность по предельному состоянию удовлетворительна.