Конструкция корпуса судна

Эскиз конструкции  переборки представлен на рис. 7.

 

9.2. Определение  размеров элементов перекрытия

 

Расчет толщин обшивки переборки.

Переборка разбивается  на поясья шириной 1600 мм (см. рис. 8)

Результаты  расчета толщин обшивки представлен в таблице 7.

Таблица 7. Расчет толщин обшивки переборки, исходя из общих требований правил.

Номер пояса	zп, м п. 2.7.3.1.	p, кПа п. 2.7.3.1.	kσ, п. 27.4.1.	Δs, мм п. 1.1.5.1.	s, мм п. 2.7.4.1.	Принятое значение толщины, мм
I	7,7	57,75	0.9	1.2	6,5	7
II	6	45	0.9	1.2	5,86	6
III	4,4	33	0.9	1.2	5,2	6
IV	2,4	15	0.9	1.2	4,15	6

 

п. 2.7.3.1.  Для остальных случаев:

α = 7.5

p_I = 7.5*7,7 = 57,75 кПа

p_II = 7.5*6 = 45 кПа

p_III = 7.5*4,4 = 33 кПа

p_IV = 7.5*2,4 = 18 кПа

 

Для форпиковой переборки:

α = 10

p_I = 10*7,7 = 77 кПа

p_II = 10*6 = 60 кПа

p_III = 10*4,4 = 44 кПа

p_IV = 10*2,4 = 24 кПа

п. 2.7.4.1.

Принимаю для всех поясьев k_σ = 0.9.

 

п. 1.1.5.1.

Δs_I-IV = 1.2

 

п. 2.7.4.1.

s = mak√(p/k_σσ)+Δs

m = 15.8

σ_n = 235 МПа

a = 0.64 м

k = 1

s_I = 15.8*0.64*1*√(57,75/(0.9*235))+1.2 = 6,5 (мм)

s_II = 15.8*0.64*1*√(45/(0.9*235))+1.2 = 5.86 (мм)

s_III = 15.8*0.64*1*√(33/(0.9*235))+1.2 = 5.2 (мм)

s_IV = 15.8*0.64*1*√(18/(0.9*235))+1.2 = 4.15 (мм)

s_min = 4+0.02L

s_min = 4+0.02*87,7 = 5,75 (мм)

Принимаю s_min = 6 мм.

 

Расчет основных характеристик конструктивных элементов  переборок.

 

п. 3.10.4.9.5.

Ледовые усиления обшивки переборки (II – IV поясья).

s_Л4 = s_Л0+Δs

s_Л0 = a{1.8p₂/R_eH-0.009[1+(a/k_g]²(s_Н0/10a)^3.5}

k_g = 0.4k₂b

b = 0.492 м

k₂ = k_T√k_p

k_T = 0.17Δ^1/6 ≥ 1

k_p = 1

Δ= 4347 (m)

k_T = 0.17*4347^1/6 = 0.69

Принимаю k_T = 1.

k₂ = 1√1 = 1

k_g = 0.4*1*0.492 = 0.197

p₂ = p₁/k₂

p₁ = k₁p

k₁ = 1.3

k₂ = 1

p = 1013.72 кПа

p₁ = 1.3*1013.72 = 1317.8 кПа

p₂ = 1317.8 /1 = 1317.8 кПа

a = 0.7 м

R_eH = 235 МПа

s_H0 = 15.8_a0√(p/R_eH)

a₀ = 0.41

s_H0 = 15.8*0.41*√(1013.72 /235) = 13.45 (мм)

Δs = 1.2 (мм)

s_Л0 = 0.7*{1.8*1317.8 /235-0.009*[1+(0.7/0.197)²]*[ 13.45 /(10*0.7)]^3.5} = 6.2 (мм)

s_Л4 = 6.2+1.2 = 7.4 (мм).

 

п. 2.7.4.2.

Момент сопротивления  стоек в трюме.

W = W’ω_k     W’ =(57,75*0,64*5*5*10³)/(18*0,75*235) = 291,3 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.2

a = 0.64 м    α_k = (0.01+1/W’)/0,15 = 0.896

l = 5 м     ω_k = 1+0.0896*1.2 = 1,1

m = 18     W = 291.3*1.1 = 320.43 (см³).

k_σ = 0.75

p – согласно 2.7.3.

p = αz_п

p = 57.75 кПа

 

Выбор профиля: несимметричный полособульб, №22а, h = 220 мм, b = 48 мм, s = 11.0 мм, f = 32,82 см², W_x = 330,3 см³.

 

п. 2.7.4.2.

Момент сопротивления  стоек в твиндеке.

W = W’ω_k     W’ =(18 *0,64*2,7*2,7*10³)/(18*0,75*235) = 28,3 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.2

a = 0.64 м    α_k = 0.07+6/W’ = 0,25

l = 2,7 м     ω_k = 1+0,25*1.2 = 1,336

m = 18     W = 28,3 *1,336= 37,8 (см³).

k_σ = 0.75

p – согласно 2.7.3.

p = αz_п

p = 18 кПа

 

Выбор профиля: несимметричный полособульб, №10, h = 100 мм, b = 26 мм, s = 6 мм, f = 8,63 см², W_x = 41,2 см³.

 

п. 3.7.2.5.4.

Размеры горизонтальных ребер жесткости и расстояния между ними.

Принимаю высоту горизонтальных ребер жесткости  равной 75% от высоты стойки. Расстояние между р.ж. принимаю равным 800 мм.

 

п. 2.7.2.3., 1.7.2.2.

Размеры книц для крепления стоек в трюме.

c = 5√W/s

s = 11 мм

W = 320,43 см3

с = 5*√(320,43/11) = 26,98 (см)

Принимаю c = 27 см.

 

10. Проектирование  оконечностей

10.1. Конструкция  носовой оконечности (пояснительная  записка)

 

Флоры в форпике  по высоте равны высоте второго дна. В смежном отсеке флоры должны иметь пояски и должны быть неразрезными. Флоры подкрепляются днищевыми стрингерами по ДП, которые разрезаются на флоры и в верхней части тоже должны иметь поясок. У форпика должны быть установлены бортовые стрингеры, расстояние между которыми не более 2 м. Бортовые стрингеры (платформы) должны быть продолжены в корму от таранной переборки до сечения 0.25L от Н.П., в виде интеркостельных стрингеров.

В днищевом перекрытии в корму от таранной переборки  до сечения 0.25L в корму от Н.П. должны быть предусмотрены дополнительные днищевые стрингеры и полустрингеры.

Пролеты карлингсов и рамных бимсов открытых палуб должны удовлетворять требованиям п. 2.8.2.8. Правил. Продольные подпалубные балки  в форпике должны продолжаться таким образом, чтобы на одном бимсе заканчивалось не более одной трети этих балок.

Распорные бимсы  должны быть установлены на каждой второй шпации.

Расстояние  между рамными шпангоутами в  форпике не более 3 м.

Эскиз носовой и кормовой оконечностей представлен на рис. 9-10.

Пример расположения ГД и линии вала показан на рис. 11.

 

10.2. Определение  размеров связей носовой оконечности

 

п. 2.8.4.1.1., 2.8.4.3.2.

Момент сопротивления  шпангоутов в форпике.

 

p = p_sl= 0.9*c₃*c₄²

C₃ = 2.2+1.5tgα_x

C₄ = v₀(0.6-20/L)(1.2-0.2β_x/60)*sinβ_x+0.6√L

v₀ = 13.4 уз

tgα_x = 0,26

β_x = 30

C₃ = 2.2+1.5*0,26 = 2,6

C₄ = 13.4*(0.6-20/87,7)(1.2-0.2*30/60)*sin30+0.6√87,7 = 8,36

p_SL = 0.9*2,6*8,36² = 164

 

W = W’ω_k     W’ = (164*0.6*1,63*1,63*10³)/(12*0.65*235) = 144,4 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.68

k_σ = 0.65                  α_k = 0.07+6/W’ = 0.07+6/144,4 = 0,11

p = p_SL = 164 кПа    ω_k = 1+0.11*1.68 = 1.18

l = 1,63 м     W = 118.65*1.18 = 163.72 (см³).

m = 12

a = 0.6 м

Выбор профиля: несимметричный полособульб, №18а , h = 180 мм, b = 40 мм, s = 9.0 мм, f = 22.18 см², W_x = 184,3 см³.

 

п. 2.8.4.3.3.

Площадь поперечного  сечения стенок шпангоутов в форпике.

f_c = f_c’ω_k

ω_k = 1.18

f_c’ = 10N_max/k_ττ_n

N_max = 0.5pal

p = p_SL = 164 кПа

a = 0.6 м

l = 1,63 м

τ_n = 134 МПа

k_τ = 0.65

f_c’ = (10*0.5*164*0.6*1.63)/(0.65*134) = 9,2 (см²)

ω_k = 1.18

f_c = 9,2 * 1.18 = 10,86 (см²).

Принимаю f_c = 11 см².

 

п. 2.8.4.1.3.

Момент сопротивления  рамных шпангоутов в форпике.

W = W’ω_k     W’ = (164*2,4*1,63*1,63*10³)/(12*0,65*235)=570,5 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.68

p = p_SL = 164 кПа   α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/570,5)/0.15 = 0,078

a = 2,4 м     ω_k = 1+0.078*1.68 = 1.09

l = 1,63 м     W = 570,5*1.09 = 624,1 (см³).

m = 12

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр сварной, №25б, h = 250 мм, b = 140 мм, s = 8 мм, f = 39,6 см², W_x = 655 см³.

 

п.2.8.4.3.1.

Площадь поперечного  сечения стенок рамных шпангоутов в  форпике.

f_c = f_c’ω_k

ω_k = 1.1

f_c’ = 10N_max/k_ττ_n

N_max = 0.5pal

p = p_SL = 164 кПа

a = 2,4 м

l = 1,63 м

τ_n = 134 МПа

k_τ = 0,65

f_c’ = (10*0,5*164*2,4 *1,63)/( 0,65*134) = 36,8 (см²)

ω_k = 1.09

f_c = 36,8*1.09= 40,14 (см²).

Принимаю f_c = 40 см².

 

п. 2.8.4.5., 3.10.2.5.6.

Размеры бортовых стрингеров в форпике.

-площадь сечения  стенки

f_c = 12+0.45L

f_c = 12+0.45*87,7 = 51,6 (см²)

-ширина бортового  стрингера

b = 0.4+0.003L

b = 0.4+0.003*87,7 = 0.66 (м)

-толщина стенки  бортового стрингера

s_min = (5+0.02L)√η ≥5 мм

s_min = (5+0.02*87,7)*√1 = 6.76 мм

Принимаю S = 7 мм

Бортовой стрингер в форпике должен иметь по свободной  кромке поясок толщиной не менее толщины  стенки и шириной не менее десяти толщин. Узлы пересечения шпангоутов со стрингерами должны соответствовать табл. 3.10.2.4.5. Правил РМРС, а концы должны доводиться до свободного пояска стрингера.

Выбор профиля: тавр сварной, №36б, h = 360 мм, b = 200 мм, s = 10 мм, f = 64 см², W_x = 1450 см³.

 

 

п. 2.8.4.2.1.

Толщина днищевой НО

s = mak√(p/k_σσ_n)+Δs

p = 0.4p_SL

p = 0,4*164= 65,5 кПа

m = 15,8

k_σ = 0.7

a = 0.7

s = 15.8*0.7*1*√(65.5/0.7*235)+1.68 = 8.66 мм

Принимаю S = 9 мм

 

п. 2.8.4.3.1.

Толщина бортовой НО

s = mak√(p/k_σσ_n)+Δs

p = 0.5p_SL

p = 0.5*164 = 82 (кПа).

m = 15,8

k_σ = 0.7

a = 0.7

S= 15.8*0.7*1*√(82/0.7*235)+1.68 = 9.5 мм

Принимаю S = 10 мм

 

п. 2.10.4.1.2., 3.10.4.10.1.

Толщина листов сварного форштевня

s = (0.085L+5.5)√η ≥ 7 мм

s = (0.085*87,7+5.5)*√1 = 13 (мм)

 

п. 3.10.4.10.1.

Площадь поперечного  сечения форштевня

s = k_kf(Δ)

k_k = 0.34

f(Δ) = Δ^2/3

Δ = 4397 т

s = 0.34*4397^2/3 = 91,25 (см²).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.3. Конструкция  кормовой оконечности (пояснительная  записка)

 

Система набора днища, борта и палубы ахтерпика  – поперечная. В ахтерпике должны быть предусмотрены дополнительные бортовые стрингеры и дополнительные их подкрепления рамными шпангоутами. Флоры в ахтерпике должны иметь высоту не менее чем на 0.8 м выше верхней кромки дейдвудной трубы, верхняя кромка и вырез под трубу подкрепляются поясками, флоры должны быть связаны продольными бракетами, могут быть подкреплены горизонтальными ребрами жесткости.

Поскольку высота флоров связана с размерами и  положением дейдвудной трубы трубы, для проработки конструкции флоров необходимо оценить положение линии  вала и диаметр дейдвудной трубы.

Предварительно  определяется мощность главного двигателя N, кВт:

N = K_N*0.043*Δ^0.5v₀^2.5

K_N = 1.5

Δ = 4397 m

v₀ = 13,4 уз

N = 1.5*0.043*4397^0.5*13.4^2.5 = 2811 (кВт)

По результатам  расчета мощности выбирается ДВС  в качестве ГД:

принимаю ГД 8R32LN, N = 3000 кВт.

Диаметр выреза во флорах под дейдвудную трубу, D_в, мм:

D_в = 438+0.097N

D_в = 438+0.097*2811= 710 (мм)

Принимаю D_в = 710 мм.

 

10.4. Определение  размеров связей кормовой оконечности.

 

Основные характеристики конструктивных элементов кормовой оконечности.