6.3. Контроль общей прочности в судовых условиях

Для малых судов общая прочность практически всегда обеспечена. Для судов среднего тоннажа длиной 120-180 м прочность по перерезывающим силам считается обеспеченной, а наибольший изгибающий момент расположенным в районе миделя, поэтому для таких судов контроль общей прочности производится только по изгибающему моменту на миделе. Такой контроль особенно необходим при большой неравномерности загрузки по длине или для подтверждения возможности производства грузовых операций в намеченной последовательности.

Д

Рисунок 6. 3 – Расчетное сечение и эквивалентный брус

остаточность продольной прочности корпуса проверяется сравнением рассчитанного изгибающего момента на миделе с допустимым изгибающим моментом, определенным в соответствии с Правилами Регистра. Проверка производится по диаграмме контроля продольной прочности (рис.6.4) в следующей последовательности. По грузовому плану рассчитывается дедвейт , дифферент и сумма положительных моментов +

Рисунок 6. 4 – Диаграмма контроля общей прочности

части дедвейта, расположенного в нос от миделя. Если плоскость миделя проходит через грузовое помещение, то в сумму включают момент только той массы, которая расположена в нос от плоскости миделя и имеет плечо , равное расстоянию от миделя до центра тяжести этой части груза. На диаграмме контроля прочности на горизонтали, соответствующей дифференту судна, откладывается величина и проводится вертикаль. На вертикальной оси откладывается сумма моментов + части дедвейта, расположенного в нос от миделя и проводится горизонталь до пересечения с вертикалью в точке . Прочность корпуса считается достаточной, если точка лежит между линиями «Опасно – перегиб в рейсе» и «Опасно – прогиб в рейсе».

Если точка лежит за этими линиями, но между линиями «Опасно – перегиб на рейде» и «Опасно – прогиб на рейде», то прочность достаточна только для случаев, когда судно находится на рейде или в порту.

Допустимые значения суммы + могут быть определены по точке пересечения вертикали для заданных дедвейта и дифферента с соответствующими граничными линиями. На диаграмме имеется кривая, соответствующая моменту + , при котором изгибающий момент на миделе равен нулю, при меньших значениях + судно имеет деформацию прогиба, при больших – деформацию перегиба, а пунктирные кривые диаграммы дают значения деформации корпуса на миделе в сантиметрах. Знак >0 соответствует перегибу, знак <0 – прогибу.

Н

Рисунок 6. 5 – Упрощенная диаграмма контроля прочности

а некоторых судах диаграммы контроля прочности построены без учета дифферента (рис.6.5). Тогда на вертикальной оси откладывается арифметическая полусумма моментов масс, расположенных в нос и в корму от миделя, , т.е. полусуммы модулей моментов. Достаточность прочности корпуса определяется так же, как указано выше. Если контрольная точка вышла за пределы допустимых значений для условий плавания в рейсе, то для возможности выйти в плавание необходимо изменить грузовой план. Причем, если точка оказалась выше линии «Опасно – перегиб в рейсе», это означает, что перегружены трюмы в оконечностях судна и необходимо перенести грузы дедвейта ближе к миделю. Если же контрольная точка оказалась ниже линии «Опасно – прогиб в рейсе», то это означает перегрузку средних трюмов и грузы дедвейта необходимо разнести в оконечности, дальше от миделя.

Сложнее контролируется прочность корпусов крупнотоннажных судов длиной ориентировочно более 180 м. У таких судов величина и положение наибольших значений перерезывающих сил и изгибающих моментов значительно меняется в зависимости от расположения грузовых трюмов и порядка их загрузки. В качестве иллюстрации на рис.6.6 показано влияние способа загрузки трюмов на кривые изгибающих моментов и перерезывающих сил для навалочника дедвейтом 50000 т и длиной 223 м. Поэтому для крупнотоннажных судов контроль прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам в нескольких сечениях, обычно совпадающих с поперечными переборками.

П

Рисунок 6. 6 – Влияние способа загрузки трюмов на кривые изгибающих моментов и перерезывающих сил для навалочного судна дедвейтом 50 тыс.т:

а – все трюмы загружены, длина трюмов одинакова;

б – загружены трюмы 1, 3, 5, 7, длина всех трюмов одинакова; в – загруженные трюмы 1, 3, 5, 7 короче пустых; г – зпгруженные трюмы 1, 3, 5, 7, 9 короче пустых

__________ касательные напряжения, соответствующие перерезывающим силам, кг/см²;

_ _ _ _ _ _ нормальные напряжения, соответствующие изгибающим моментам, кг/см²;

роверка прочности таких судов производится аналогично сказанному выше, путем сравнения рассчитанных величин с допустимыми, ограниченными соответственными граничными кривыми на диаграмме контроля для рассматриваемого сечения, однако расчет перерезывающих сил и изгибающих моментов отличается тем, что суммируются только массы, расположенные в нос от рассматриваемого сечения, и их моменты, вычисленные относительно этого сечения. На рис.6.7 а и б представлены диаграммы контроля прочности соответственно по изгибающим моментам и перерезывающим силам в сечении по 57 и 96 шпангоутам для комбинированного судна (Oil-Bulk-Ore), прочность которого контролируется в шести сечениях. Последовательность построения точек, изображающих нагрузку судна, такая же, как описана выше. Исходя из дифферента, по горизонтали откладывается дедвейт судна и проводится вертикаль до значения, соответствующего сумме масс дедвейта, расположенных в нос от расчетного сечения (рис.6.7.а), или сумма моментов этой части дедвейта (рис.6.7.б). Прочность считается достаточной, если нанесенные точки лежат в допустимой зоне для соответствующих условий плавания (в порту, на рейде или в море). Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающей силе окажется недостаточной для заданного условия плавания, то необходимо перераспределить груз по длине судна.

Рисунок 6. 7 – Диаграммы контроля прочности по перерезывающим силам (а) и изгибающим моментам (б) в сечениях по 57 и 96 шпангоутам