Предварительно выбираем несимметричный полособульбовый профиль №6 ГОСТ 21937-76. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления:
;
I - момент инерции выбранного профиля вместе с присоединёным пояском настила:
, Где:
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска.
, Где:
- шпация О.К.;
- горизонтальная шпация переборки;
- площадь сечения профиля;
;
;
.
Рис. 10. Результат проектирования профиля продольного ребра жёсткости прочной переборки подводной лодки.
;
Условие выполнено, устойчивость профиля обеспечена.
4.4. Бимсы.
Рис. 11. Расчётная схема бимсов платформы.
Размеры бимсов настила подбираем по моменту сопротивления, подсчитанному по формуле:
;
Где: Р = 0,03 МПа - интенсивность расчетной поперечной нагрузки на платформу.
- шпация О.К.;
a1 = 837 см. - ширина платформы.
Высота стенки профиля:
Для уменьшения высоты стенки бимса принимаем решение - уменьшить его пролёт, установив пиллерс по центру бимса.
Момент сопротивления бимса:
Полученная величина момента сопротивления позволяет использовать в качестве балки бимса профильный прокат. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть не менее расчётного момента сопротивления:
;
Минимальная площадь сечения профиля:
, Где: 
;
Предварительно выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 18а ГОСТ 21937-76.
I - момент инерции бимса вместе с присоединенным пояском настила:
, Где:
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска.
- площадь сечения профиля.
, Где:
– высота профиля.
- условие прочности выполнено.
Рис. 12. Результат проектирования профиля бимса платформы.
5. Проектировочный расчёт элементов междубортной прочной цистерны.
Цистерна имеет набор, состоящий из продольных ребер жесткости, идущих по обшивке цистерны через 60 см., а также из сплошных бракет, устанавливаемых через 2 шпации (на каждом втором шпангоуте прочного корпуса). Ширина междубортного пространства составляет 120 см. Применение продольной системы набора позволяет уменьшить толщину наружной обшивки цистерны.
Рис. 13. Расчётная схема прочной междубортной цистерны.
5.1. Наружная обшивка.
Толщина обшивки определяется как для жёсткой пластины размером: l1 x b по формуле:
,
Где: a, b - коэффициенты, определяемые по табл. 2, зависящие от соотношения сторон l1 и b пластины.
Расстояния l1, b определяем из конструктивных соображений;
l1=130 см. - расстояние между бракетами;
b = 60 см. - расстояние между продольными рёбрами жёсткости.
Принимаем толщину наружной обшивки: h1= 3,2 см.
5.2. Продольные рёбра жёсткости.
Подбор профиля ребра жёсткости производится по минимальному моменту сопротивления, определяемому из условия прочности ребра как балки, жесткозаделанной на опорах и загруженной равномерной нагрузкой:
;
С учётом того, чтобы касательные напряжения в опорных сечениях не превышали допускаемых:
,
Где: ω - площадь стенки ребра жёсткости.
;
Рис. 14. Расчётная схема продольного ребра жёсткости прочной цистерны.
Продольные рёбра жёсткости рассчитываем из условия прочности по минимальному моменту сопротивления.
14) Толщина стенки профиля:
Принимаем: 
15) Высота стенки профиля:
16) Площадь стенки профиля:
Увеличиваем высоту стенки. Принимаем:
17) Условие устойчивости стенки профиля:
, Где: 
Условие устойчивости выполнено.
18) Площадь свободного пояска в первом приближении:
, Где: коэффициент 
19) Толщина свободного пояска:
20) Необходимо выполнить условие:
Условие выполнено.
Принимаем ширину свободного пояска b = 7,0 см.
21) Площадь присоединённого пояска:
,
Где: 
22) Уточняем коэффициент k:
;
.
23) Уточняем площадь свободного пояска:
;
.
24) Уточняем ранее принятые значения:
Принимаем 
.
25) Условие обеспечения устойчивости свободного пояска:
;
Условие выполнено.
26) Формула Бубнова (проверочный расчёт прочности профиля):
;
.
Условие выполнено.
Рис. 15. Результат проектирования профиля проката горизонтальных рёбер жёсткости прочной цистерны ПЛ.
5.3. Поперечные рёбра жёсткости на бракетах.
Толщину бракет принимаем равной толщине обшивки цистерны. В бракетах предусматриваем круглые вырезы (см. рис. 13), радиус которых (с = 500мм.) выбираем из обычных для данных конструкций соображений. Ослабленные бракеты подкрепляем рёбрами жёсткости (на каждом втором продольном ребре жёсткости).
Профиль ребра жёсткости, подкрепляющего бракету, подбираем по необходимому моменту инерции, определяемому из условия устойчивости:
,
Где: a1 - длина ребра жесткости (см. рис. 13).
При определении размеров ребра жесткости учитываем присоединенный поясок обшивки:
Минимальная площадь сечения профиля:
, Где: 
Выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 12 ГОСТ 21937-76.
По условию прочности момент инерции выбранного профиля должен быть не меньше расчётного момента сопротивления:
;
Момент инерции выбранного полособульбового профиля с присоединённым пояском:
, Где:
- собственный момент инерции профиля;
- ордината центра тяжести профиля;
- толщина присоединённого пояска;
- ширина присоединённого пояска.
Профиль устойчив.
Рис. 16. Результат проектирования профиля поперечного ребра жёсткости прочной цистерны подводной лодки.
График СКМ, для формулы Бубнова-Папковича №1:
График СКМ, для формулы Бубнова-Папковича №2:
График СКМ, для формулы Бубнова-Папковича №3:
График СКМ, для формулы Бубнова-Папковича №4:
Заключение.
В ходе выполнения данного курсового проекта мной были получены базовые навыки проектирования корпуса подводной лодки. Целью проведённых расчётов являлось обеспечение прочности и устойчивости корпусных конструкций глубоководного аппарата под действием внешних гидростатических нагрузок на заданной глубине погружения. В результате проделанной работы мной был спроектирован корпус подводной лодки, полностью удовлетворяющий параметрам, указанным в исходном задании.
Список литературы.
1. Методическое пособие «Методика проектирования конструкций
и расчет прочности глубоководных аппаратов». Северодвинск, СЕВМАШВТУЗ, 1999 г. https://vk.com/korablestroenie_ru
2. Даценко В.Г. Лекции по дисциплине «Конструкция корпуса спецсудов». Северодвинск, 2008 г.
3. https://vk.com/korablestroenie_ru
4. Альбом корпусных конструкций подводных лодок (в трёх частях). Северодвинск, СЕВМАШВТУЗ, 1987 г.