Как видно из эпюр изгибающих моментов наибольшие нагрузки действуют на участке 4-5 шпангоутной рамы (между нижней палубой и днищем). Для того чтобы рассчитать действительные значения действующих нагрузок рассчитаем значение Q для заданных размерений судна.
Необходимые данные:
L=200 м - длина корпуса между кормовым и носовым перпендикуляром;
B=29 м - ширина судна;
d=11 м – осадка судна;
= 0.8 м – шпация среднего района судна;
Давление на днище со стороны воды:
- для пресной воды.
- для морской воды.
С учетом шпации и ширины судна нагрузка действующая на днище будет равна:
.
Так как нагрузка на днище со стороны воды равна нагрузке на днище со стороны трюма, то Q= .
Найдем значение максимального изгибающего момента:
Из эпюры видно, что максимальный изгибающий момент действует в узле 4 (в районе нижней палубы). Однако данное место в конструкции усиливается установкой книц, поэтому расчет будем вести для максимального момента средней части пролета. Такой момент равен . Так как , то максимальный изгибающий момент будет равен:
В качестве материала для набора рамного шпангоута выбираем Ст3. Это распространенная доступная дешевая сталь, обладающая хорошей свариваемостью, пластичностью и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Предел текучести такой стали равен 235 МПа. Допускаемое напряжение по Правилам Регистра вычисляется по формуле:
, где для трюмного шпангоута многопалубного судна.
Исходя из найденных максимального момента и допускаемого напряжения находим минимальный требуемый момент сопротивления:
Приведенный выше расчет относится к судну на тихой воде и не учитывает дополнительных нагрузок от волнения.
Приведем для сравнения упрощенный расчет:
, где m – коэффициент, применяемый для различных шпангоутных рам сухогрузных судов. В данном случае примем m= 16,
210
ð
Выводы
Оба метода показали, что наибольшие нормальные напряжения борта возникают между нижней палубой и днищем судна, поэтому в этом месте требуются дополнительные элементы, обеспечивающие прочность конструкции.
Наибольшие касательные напряжение возникают узле 5 – соединение борта с днищем, поэтому в этом месте должны присутствовать скуловые скругления.
В ходе этой курсовой работы мы явно увидели преимущество метода угловых перемещений с точки зрения точности, т.к. метод сил не учитывает влияние нагрузок действующих на палубы и днище. Но метод угловых перемещений. в отличие от метода сил, обладает большой расчетной частью, в этом его недостаток.
Для того обеспечения необходимой точности вычисения и запаса прочности, предпочтительней использовать метод угловых перемещений
Использованные программы:
AutoCAD – для построения схем и эпюр;
MathCAD – для расчета систем уравнений.
https://www.math.by/-онлайн программа вычисления крамера.
Использованная литература:
1) Ипатовцев Ю. Н., Короткин Я.И., Строительная мехнаника и прочность корабля: Учебник. – Л.: Судостроение, 1991. – 288 с.: ил.
2) Курнаев В.М., Методические указания к расчетно-графической работе, Расчет на изгиб сложной рамы с неподвижными узлами методом угловых деформаций, ЛКИ, 1985.
3) Справочник по строительной механике корабля, - В трех томах. Том 1, под редакцией О.М. Палий. –Л.: Судостроение, 1982, с. 376
4) https://www.math.by/