Архитектура : Курсовая работа: Проверочный расчёт местной прочности конструкции корпуса судна
Курсовая работа: Проверочный расчёт местной прочности конструкции корпуса судна
ПРОВЕРОЧНЫЙ
РАСЧЁТ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА СУДНА
1.
Схема
нагрузок на перекрытие
Гидростатическое
давление по ширине судна
·
на вершине волны
, где 
кПа
=0,595

= 17,1 кПа
86,4 кПа
·
на подошве волны

= =
89 кПа
65 кПа
Гидростатическое давление на элементы
набора днищевого перекрытия
·
на вершине волны
кПа, где = 4,9

= =49,2
кПа
= 32,4 кПа
81,6 кПа
·
на подошве волны
= 89 + 32,4 – 49,2 = 72,2 кПа
Гидростатическое
давление на настил второго дна
·
на вершине волны

43,2 кПа
 кПа, где =
= 4,3
кПа
·
на подошве волны
= 89 + 31,4 – 43,2 = 81,1 кПа
2.
Ширина
присоединенных поясков днища и настила второгодна
Для Т.К. и Стрингера С1=(1/6)Lп Lп=21,6 С1=3,6
Расстояние между
сплошными флорами С2=2,4
3.
Определение
элементов поперечного сечения балок
·
Вертикальный киль

|
|
Т.К т.3,1,2,3,3,1 |
|
|
|
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2*м
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
360 |
396 |
1,2 |
475,2 |
570,2 |
427,680 |
|
2 |
Ребро по ДП на 2-м дне |
┴ 16б
|
16 |
16 |
1,1 |
17,6 |
19,4 |
0,045 |
|
3 |
Вертикальные РЖ флора |
┌ 14а*2 |
14,05 |
28,1 |
0,8 |
22,5 |
18,0 |
0,082 |
|
4 |
Вертикальные РЖ флора |
┌ 14а*2 |
14,05 |
28,1 |
0,4 |
11,2 |
4,5 |
0,082 |
|
5 |
Ребро по ДП на 2-м дне |
┴ 16б
|
16 |
16 |
1,1 |
17,6 |
19,4 |
0,045 |
|
6 |
Т.К 2шт. |
1,1 |
120 |
264 |
0,6 |
158,4 |
95,0 |
15,840 |
|
7 |
Горизонтальный киль |
1,5 |
360 |
540 |
0 |
0,0 |
0,0 |
583,200 |
|
|
|
∑ |
1304 |
|
704,0 |
726,0 |
1027,000 |
|


м



·
Днищевой стрингер

|
|
Стрингер т.3,1,2,3,3,2 |
|
|
|
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2*м
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
360 |
396 |
1,2 |
475,2 |
570,2 |
427,680 |
|
2 |
Продольные балки второго дна |
┌ 16б*4 |
21,16 |
84,64 |
1,1 |
93,1 |
102,4 |
0,316 |
|
3 |
Стрингер |
0,9 |
120 |
108 |
0,6 |
64,8 |
38,9 |
12,960 |
|
4 |
Продольные балки днища |
┌ 18а*4 |
22,2 |
88,8 |
0,09 |
8,0 |
0,7 |
0,434 |
|
5 |
Листы НО днища |
1,1 |
360 |
396 |
0 |
0,0 |
0,0 |
427,680 |
|
|
|
∑ |
1073,44 |
|
641,1 |
712,3 |
869,071 |
|


м



·
Сплошной флор

|
|
Сплошной флор т.3,1,2,3,3,3 |
|
|
|
|
№ |
Связи корпуса (продольные) |
Размеры |
Площ.попер.сечения Fсм2
|
Отст.от оси срав. Z м |
Стат.момент F*Z |
Момент инерций перен. F*Z2
|
Собственый момент J см2*м
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Листы настила второго дна |
1,1 |
240 |
264 |
1,2 |
316,8 |
380,2 |
126,720 |
|
3 |
Стенка флора |
0,9 |
120 |
108 |
0,6 |
64,8 |
38,9 |
12,960 |
|
5 |
Листы НО днища |
1,1 |
240 |
264 |
0 |
0,0 |
0,0 |
126,720 |
|
|
|
∑ |
636 |
|
381,6 |
419,0 |
266,400 |
|


м



4.
Исходные
данные для определения коэффициентов по таблицам справочника СМК
·
Отношение сторон
перекрытия , где
- расстояние между поперечными
переборками 21,6 м
- расстояние между серединами ширины
скулового пояса 14,3 м
= 1,5 м
·
Отношение
истинной толщины обшивки к ее приведённой толщине

·
Отношение момента
инерции киля и стрингера

·
Отношение
величины присоединённого пояска к расчетной ширине перекрытия

Выписываем значение
необходимых коэффициентов:

5.
Определяем
коэффициент жесткости упругого основания для каждого главного изгиба
, где
Е – модуль Юнга 2,1 10
i =
a = 2,4 м


Вычисляем аргументы U для каждого главного изгиба


Находим
вспомогательные функции академика Бубнова

6.
Расчет
местной прочности днищевого стрингера
Расчет изгибающих
моментов
·
В среднем сечении
тунельного киля на вершине волны



·
В среднем сечении
вертикального киля на подошве волны



·
В среднем сечении
стрингера на вершине волны


кН∙м
·
В среднем сечении
стрингера на подошве волны

кН∙м
·
В опорном сечении
вертикального киля на вершине волны


кН∙м
·
В опорном сечении
вертикального киля на подошве волны

кН∙м
·
В опорном сечении
стрингера на вершине волны


кН∙м
·
В опорном сечении
первого стрингера на подошве волны

кН∙м
Расчёт перерезывающих
сил
·
В опорном сечении
вертикального киля на вершине волны



·
В опорном сечении
вертикального киля на подошве волны


·
В опорном сечении
стрингера на вершине волны



·
В опорном сечении
стрингера на подошве волны


Расчёт главных изгибов
и прогибов днищевого перекрытия посередине пролёта для перекрёстных связей,
жёстко заделанных на жестких опорах.
Рассчитываем изгиб
·
Рассчитываем
главный изгиб для вертикального киля на вершине волны



·
Рассчитываем
главный изгиб для тунельного киля на подошве волны


·
Рассчитываем
главный изгиб для стрингера на вершине волны



·
Рассчитываем
главный изгиб для стрингера на подошве волны

Рассчитываем прогиб
·
Рассчитываем
прогиб посередине пролёта тунельного киля на вершине волны
,
где 

= 0,00048м
·
Рассчитываем
прогиб посередине пролёта вертикального киля на подошве волны
= 0,00036м
·
Рассчитываем
прогиб посередине днищевого стрингера на вершине волны
= 0,0019м
·
Рассчитываем
прогиб посередине днищевого стрингера на подошве волны
= 0,0016м
Построение эпюр
изгибающих моментов и перерезывающих сил

Расчёт максимальных
значений нормальных и касательных напряжений
Определяем допускаемые
напряжения


·
Вертикальный киль
, где
- максимальное значение изгибающих
моментов в пролёте связи и в опорном сечении, а именно:


- момент сопротивления связей тулельного
киля






Прочность выполняется.
,
где
- максимальное значение
перерезывающих сил
= 1935 кН
= 1304 = 0,1304 м²

Прочность выполняется
·
Стрингер
,
где
- максимальное значение изгибающих
моментов в пролёте связи и в опорном сечении, а именно:


- момент сопротивления связей тунельного
киля






Прочность выполняется
,
где
- максимальное значение
перерезывающих сил
= 1828 кН
= 0,1172 м²

Прочность выполняется
7.
Расчет
местной прочности флора
Рассматриваемый средний
флор имеет симметрию относительно ДП, следовательно расчеты проводим для
половины схемы.


Определение нагрузок
на средний флор по пролётам
, где
81,6 кПа
72,2 кПа
а = 2,4


Расчет изгибающих
моментов
Для раскрытия статической
неопределимости воспользуемся теоремой трёх моментов, а именно составим
выражение углов поворота для все промежуточных опор, учитывая, что жесткость (EJ) балки постоянна по все её длине.
·
Опора 1

На вершине волны
 
На подошве волны

·
Опора 3

На вершине волны

На подошве волны

Решаем систему из
уравнений на вершине волны


(1)
(2)
Подставляем (2) в
уравнение (3) и получаем

В итоге 
Решаем систему из
уравнений на подошве волны


(1)
(2)
Подставляем (2) в
уравнение (1)


Расчет пролётных
изгибающих моментов
·
Пролёт 1-2 на
вершине волны


·
Пролёт 1-2 на
подошве волны


·
Пролёт 2-3 на
вершине волны


·
Пролёт 2-3 на
вершине волны


Строим эпюры
изгибающих моментов на вершине волны как наиболее экстремальных условиях

Расчет перерезывающих
сил среднего флора
·
Опора 1
На вершине волны

На подошве волны

·
Опора 2
На вершине волны




На подошве волны




·
Опора 3
На вершине волны

На подошве волны

Определяем правильность
расчетов
ΣR = -2500,14 кН
ΣQ = 2500 кН
ΣR = -2216,1 кН
ΣQ = 2216 кН
Определяем
максимальное значение перерезывающих сил
·
На вершине волны
Пролёт 1-2 
Пролёт 2-3 
·
На подошве волны
Пролёт 1-2 
Пролёт 2-3 
Строим эпюры
перерезывающих сил

Расчет нормальных и
касательных напряжений
Допускаемые напряжения



·
Пролёт 1-2


·
Пролёт 2-3


Прочность выполняется
·
Опора 2


·
Опора 3


Прочность обеспечивается
, где F = 0,0636м²
·
Опора 2

·
Опора 3

·
Пролёт 1-2

·
Пролёт 2-3

Прочность обеспечивается
Расчет пластин
наружной обшивки днища
,
где
S = 1,1 м
b = 240 см
= 0,5
Р = 86,4 = 0,864 Па
V = 3,8
Lg 3,163 = 0,579.
Значит пластина жестко
заделана и U = 4, 57





Прочность обеспечена
посередине, в закладке на длинной стороне опорного контура не обеспечена!
Проверка:
W=9.8<1/4Sдн
W>0.275- пластина конечной
жесткости.
Lg 3,163 = 0,579
U=5.41
Цепное напряжение:



Прочность обеспечена.
Расчет прочности
пластин второго дна
, где
S = 1,1 м
b = 240 см
= 0,5
Р = 0,74 Па
V = 3.09
Lg 3.09 = 0.49.
Значит пластина жестко
заделана и U = 7,4





Прочность обеспечена по
середине. В закладке на длинной стороне опорного контура не обеспечена.
Пластину 2-го дна считаем
упруго заделанной следовательно отсудствует σ2.
Прочность
обеспечена по середине.
|