Рациональность СВП-С в относительно мелководных районах. Выбор главных размерений, страница 23

Определение напряжений в межоконных перемычках (кн. Н.В. Маттес «Прочность судов на подводных крыльях»)

Для каждого замкнутого контура имеем :

μ_кр=2 ∑ giSi

gi – cдвигающие усилия на единицу длинны i-го замкнутого контура

Si – площадь ограничения i-м замкнутым контуром

h_i – толщина соответствующего пояса обшивки i-го контура

G – модуль сдвига

Расчетная схема

Размеры поясков обшивки:

h₁=4 мм                                    l₁=4000 мм

h₂=4 мм                                    l₂=2540 мм

h₃=4 мм                                    l₃=1500 мм       S₁=11.6 мм²

h₄=4 мм                                    l₄=2700 мм

h₅=3 мм                                    l₅=6000 мм        S₂=12.7 мм²

h₆=3 мм                                    l₆=1000 мм

h_кр=0,07 мм                              l₇=800 мм

h₈=2 мм                                    l₈=210 мм

h₉=2 мм                                    l₉=5300 мм

Пояс, включающий вырезы окон, заменяется сплошным поясом с некоторой приведенной толщиной h_кр . Значение h_кр находится из условия, что фактически пояс борта с вырезом работает на сдвиг так же как и заменяющий его сплошной пояс такой же ширины, но имеющий другую толщину.

h=4 – толщина перемычки

a=1000 – расстояние между шпангоутами надстройки

d=200 – ширина меж оконной перемычки с=l₇ высота оконного выреза с=800 мм

μ=0,3

i=h*d³/12=0.4*20³/12=266

момент инерции межоконной перемычки

Система уравнений для схемы поперечного сечения

2(g₁S₁+g₂S₂)=M_кр

решаем систему уравнений

Таблица 16

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9
hn	4	4	4	4	3	3	0.1	2	2
ln	4000	2540	1500	2700	6000	1000	800	210	5300
l/n	1000	635	375	675	1500	333	8000	105	2650

                                                                ∑_1-5=4158                              ∑_5-9=12588

(g₁*4185-g₂*1500)/11.6=(g₂*12588-g₁1500)

2(g₁*11.6+g₂*12.7)=120

g₁*11.6+g₂*12.7=60

360g₁-130g₂=990g₂-120g₁

48g₁-112g₂=0

11.6g₁+12.7g₂=60     g₁=112/48 g₂=2.34g₂

g₁=3.52 т/м

g₂=15 т/м

Величина сдвигающих усилий действующих на перемычку

V=g₂*a=1.5*1=1500 кг

Расчетное значение изгибающего момента

m=V(0.5c-0.8r)=1500(0.5*0.8-0.8*0.15)=405 кг*м

Расчетные напряжения

σ=⁺-md/2i=⁺-405*20/2*266=155 кг/см² <σ_доп=720 кг/см²

τ=1.5 V/dn=1.5*1500/20*0.4=270 < τ_доп=410 кг/см²

Местная прочность корпуса.

Расчет нагрузки и величины допускаемых напряжений приняты в соответствии Российскому Морскому Регистру Судоходства

1)  Наружная обшивка днища и скегов

Рассмотрим пластину скега, которая наиболее нагружена и ближе расположена к основной. Местную прочность проверяем по наибольшей из двух нагрузок

I – гидростатическое давление на обшивку скега с учетом волнения

P_ст=0,24 кг/см²

II – гидродинамическое воздействие массы воды при ударе в носовую оконечность.

h₁=T+h_e/2-z=1.4+2.4/2-0.2=2.4 м

Нагрузка от удара волны в носовую оконечность распределена на 3 теоретические шпации.

Общая длинна ударов l_y=4.35 м

Сила удара для одного скега Р=18,1 т

Сила удара на единицу длины

Р_е=Р/l_g=18100/4.35=40 кг/см²

ширина удара b_y=1.2 м

Сила удара на единицу площади

Р=40/120=0,333 кг/см²

Следовательно за расчетную нагрузкупримем давление на обшивкупри ударе волны в носовую оконечность.

Допускаемые напряжения в опорных сечениях пластин в средней части судна

σ=0,6*0,9σ_т=0,6*0,9*1800=970 кг/см²

Схема пластины.

Значение изгибающего момента:

μ=kpb²=0.0729*0.333*40²=390 кг*см

k=0.0729 при a:b=2.5

Нормальные напряжения в опорном сечении пластин

σ=σμ/t=6*39/0.4=585 кг/см² < σ_доп=970 кг/см²

Р. Ж скегов

Продольные ребра жесткости скегов считаются как балки, жестко заделанные по контуру. Расчетная нагрузка Р_д=0,333 кг/см²