Проверка устойчивости спроектированной конструкции.




1) Для обшивки между шпангоутами:

По графику определяем значение числа полуволн потери устойчивости, используя соотношения

Число полуволн .

Определяем теоретическое значение критического давления по формуле:

,

Где:

,

 

;

Определяем коэффициент :

;

.

;

 

.

 

 

2) Отсека в целом:

;

Значения числа полуволн для отсека выбираются из ряда: n=2,3...5.

, .

При n=2:

.

При n=3:

.

При n=4:

.

Значит, минимальное значение .

; .

 

.

 

Таким образом, выполняется условие устойчивости:

Таблица 2.

  Расчётные значения напряжений и давлений Допустимые значения Примечания
Напряжения в обшивке по середине шпации, σ20 613 МПа 640 МПа 0,957 Прочность обеспечена  
Напряжения в обшивке у шпангоутов, σ1пр 670,2 МПа 760 МПа 0,882
Напряжения в шпангоутах, σшп 457,3 МПа 480 МПа 0,953
Давления для обшивки между шпангоутами: 8,37 МПа 7,5 МПа 1,12 Устойчивость обеспечена  
Давления для отсека в целом Pкр: 12,57 МПа 9,75 МПа 1,28

 

Можно сделать вывод: прочность и устойчивость спроектированной конструкции обеспечена, причем действующие напряжения близки к допускаемым, что говорит о рациональности конструкции - экономичном и целесообразном расходе металла и затрат на производство обечайки прочного корпуса подводной лодки.

 

 

3. Проектировочный расчёт элементов плоской межотсечной переборки.

 

3.1. Горизонтальная и вертикальная шпации.

 

Предварительно принимаем (см. рис 4.)

а = 0,4 м. - расстояние между горизонтальными рёбрами.

b = 0,5 м. - расстояние между вертикальными рёбрами.

 

 

 

Рис. 4. Расчётная схема плоской межотсечной переборки.

 

Оптимальное расстояние между стойками переборки (при установке на переборке также и горизонтальных рёбер жесткости) определяем с помощью формулы:

, Где:

- коэффициент удельной площади профиля по моменту сопротивления. Для сварного двутаврового профиля коэффициент равен соответственно 0,55;

- расчётный пролёт стойки;

P - расчётное давление на переборку. Принимаем, P = 0,75 МПа.

Ki - коэффициент расчётного момента выбираем из диапазона 0,07...0,1

Принимаем Ki = 0,09.

- предел текучести металла переборки. В соответствии с номером варианта назначаем

- допускаемые напряжения в середине пролёта пластины обшивки переборки в её сечении, параллельном длинным сторонам опорного контура. Обычно принимается,

a, b - коэффициенты, зависящие от соотношения сторон пластины обшивки переборки (см. табл. 3).

 

 

Коэффициенты для расчёта гибких пластин плоской переборки.

Таблица 3.

b/a a b
    0,381
1,1   0,422
1,2   0,468
1,3   0,506
1,4   0,539
1,5   0,527
    0,617
    0,81
    0,898
    0,905
  0,910

 

; ; ;

Из конструктивных соображений оставляем предварительно выбранные значения расстояний между рёбрами жесткости:

 

а = 0,4 м. - расстояние между горизонтальными рёбрами.

b = 0,5 м. - расстояние между вертикальными рёбрами.

 

 

3.2. Полотно переборки.

Минимальную толщину полотна переборки t, выбираем из условия прочности по приведенным напряжениям:

;

Принимаем t = 0,011 м. = 1,1 см.

 

 

3.3. Вертикальные стойки.

 

Размеры профиля стойки переборки определяем по минимальному моменту сопротивления, с учётом присоединенного пояска обшивки, исходя из условия достижения в свободном пояске стойки предела текучести.

 

Момент сопротивления:

;

 

На рисунке ниже приведены основные компоненты сил и напряжений в профиле вертикальных стоек прочной переборки ПЛ.

Рис. 5. Схема профиля вертикальных стоек переборки.

 

Площадь сечения профиля:

;

, Где:

- коэффициент перерезывающей силы.

Вертикальные стойки переборки рассчитываем из условия прочности по минимальному моменту сопротивления.

1) Толщина стенки профиля:

2) Высота стенки профиля:

3) Площадь стенки профиля:

Увеличиваем высоту и толщину стенки. Принимаем:

4) Условие устойчивости стенки профиля:

, Где:

Условие устойчивости выполнено.

5) Площадь свободного пояска в первом приближении:

, Где, коэффициент

6) Толщина свободного пояска:

7) Необходимо выполнить условие:

Принимаем ширину свободного пояска b = 7,5 см.

8) Площадь присоединённого пояска:

, где

9) Уточняем коэффициент k:

;

.

10) Уточняем площадь свободного пояска:

;

11) По конструктивным соображениям оставляем ранее принятые значения:

12) Условие обеспечения устойчивости свободного пояска:

;

.

Условие выполнено.

13) Формула Бубнова (проверочный расчёт прочности профиля)

;

.

Условие выполнено.

 

Рис. 6. Результат проектирования профиля вертикальных стоек переборки.

 

 

3.4. Горизонтальные рёбра жёсткости.

 

Поскольку горизонтальные рёбра жёсткости выполняются разрезными, то для определения необходимого момента сопротивления этих ребер используем формулу:

;

По найденному значению подбираем полособульбовый профиль.

Минимальная площадь сечения профиля:

, Где: .

.

Выбираем несимметричный полособульбовый профиль № 10 ГОСТ 21937-76. По условию прочности момент сопротивления выбранного профиля должен быть больше расчётного момента сопротивления:

;

 

Рис. 7. Расчётная схема профиля горизонтального ребра жёсткости переборки.

 

Момент инерции выбранного полособульбового профиля с присоединённым пояском:

, Где:

- собственный момент инерции профиля;

- ордината центра тяжести профиля;

- толщина присоединённого пояска;

- ширина присоединённого пояска.

- площадь сечения профиля.

, Где:

h=10см. - высота профиля.

 

 

Рис. 8. Результат проектирования профиля горизонтального ребра жёсткости переборки.

- условие прочности выполнено.

 

4. Проектировочный расчёт элементов платформы.

 

4.1. Настил.

 

Рис. 9. Расчётная схема платформы.

 

Интенсивность давления плоской переборки на платформу Р0 может быть определена по формуле:

Ро= КR• Р • l1, Где:

P - давление на переборку;

l1 - наибольшее расстояние между платформами;

КR=1,143 - коэффициент реакции стоек. (Значение берем для средней, из трёх платформ):

Толщина первого от переборки листа платформы, располагающегося поперек судна, определяется по выражению:

;

Толщину второго и последующих листов подбираем по соотношению:

.

 

4.2. Продольная и поперечная шпация.

Расстояние между продольными рёбрами жёсткости должно быть не более высчитанного, по формуле:

,

Где: sэ - напряжение, до которого должна быть доведена устойчивость листов настила платформы.

Увеличиваем толщину листов платформы.

Принимаем:

Тогда:

Расстояние между продольными рёбрами жёсткости должно быть равным, соответствующему расстоянию b плоской переборки.

 

b = 0,5 м.

 

Шпацию между поперечными рёбрами жёсткости (бимсами) принимаем равной расстоянию между шпангоутами прочного корпуса ПЛ.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: