Проверка прочности корпуса судна, страница 9

Связи, располагающиеся в ДП, включили в таблицу 8 половинной площадью, с учетом последующего удвоения. После заполнения таблицы 8 определили суммы 5-го, 7-го, 8-го и 9-го столбцов. Расстояние нейтральной оси ЭБ от оси сравнения в 1-ом приближении рассчитали по формуле:

.

Величины  и  представляют собой площадь поперечного сечения и статический момент ЭБ для половины сечения, а  - МИЭБ относительно оси сравнения. Необходимый для определения напряжений МИЭБ относительно нейтральной оси определили по формуле:

.

Для нахождения наибольших нормальных напряжений можно вычислить момент сопротивления эквивалентного бруса (МСЭБ) в 1-ом приближении для днищевых и палубных поясков.

;

,

где высоту ЭБ  определяем как расстояние между нижней кромкой днищевой обшивки и крайним волокном палубного пояска с учетом погиби бимсов, комингсов, надстроек и других связей, принимающих участие в ЭБ.

            2.3 Вычисление элементов эквивалентного бруса во втором и последующих приближениях

Найденные МСЭБ не позволяют определить истинные напряжения общего изгиба. Это объясняется тем, что в состав ЭБ в 1-ом приближении вошли все связи, принимающие участие в общем изгибе корпуса, независимо от их жесткости. Известно, что вследствие влияния начальной погиби и поперечной нагрузки, а также вследствие возможной потери устойчивости в некоторых связях устанавливаются меньшие напряжения, чем это можно ожидать при определении напряжений по формуле  . Влияние начальной погиби, поперечной нагрузки и потери устойчивости связей учитываем при расчете МСЭБ во II-ом приближении.

Продольные связи корпуса при общем изгибе загружены сжимающими или растягивающими усилиями. Сжатые конструкции при недостаточной жесткости теряют устойчивость. Способность связей сопротивляться сжатию и растяжению зависит в основном от их жесткости. По этому свойству продольные связи корпуса можно разделить на две группы.

К группе жестких связей (ЖС) относятся продольные связи, которые при любых возможных при эксплуатации нагрузках не теряют устойчивости, не имеют начальной погиби и сопротивление которых сжатию и растяжению не зависит от поперечной нагрузки.

Отмеченные свойства ЖС позволяют включать их в состав ЭБ полным сечением независимо от знака и величины напряжений от общего изгиба.

К группе гибких связей (ГС) относятся такие продольные связи, в которых вследствие потери устойчивости, влияния начальной погиби или поперечной нагрузки устанавливаются напряжения, отличающиеся от напряжений, действующих в смежных ЖС, чаще всего в меньшую сторону. По этой причине ГС должны включаться в состав ЭБ не полным сечением. Степень участия ГС в общем изгибе корпуса зависит от знака и величины напряжений общего изгиба. В некоторых случаях одни и те же ГС,  в растянутой зоне ЭБ могут участвовать полным сечением, а в сжатой зоне - не полным. Необходимо заменить площадь соответствующей ГС эквивалентной по воспринимаемому усилию приведенной площадью , которая может рассматриваться как ЖС. Таким образом, напряжения в приведенной ЖС обозначим , а в гибкой - .

Тогда  (так как ). Отношение показывает степень участия гибкой связи в работе ЭБ по сравнению с ЖС. Это отношение  называют редукционным коэффициентом (РК) гибкой связи .

;

.

Для того чтобы можно было произвести редуцирование гибких связей, необходимо выделить их в составе ЭБ. Исследования П.Ф. Папковича показали, что при сжатии поперечной пластины часть ее вблизи продольных кромок продолжает работать как жесткая связь и после потери устойчивости. Это объясняется наличием жестких продольных связей, подкрепляющих эту кромку. Ширина нередуцируемой части оказалась равной 0,22а. В дальнейшем ширину нередуцируемой части пластины округлили до ¹/₄ меньшей стороны пластины.

Не подлежит редуцированию также скуловой лист на протяжении его криволинейной части и двух поясков шириной, равной ¹/₄ меньшей стороны пластины. Жесткими полагаются также аналогичные пояски ширстрека и палубного стрингера. Рамные продольные связи обычно не редуцируются. Каждой пластине присваиваем номер, который наносим на ЭБ. Допускается давать один номер группе одинаковых пластин.