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.
|