Машиностроение \ Основы расчёта и конструирования элементов судовых машин и механизмов

Методичні вказівки до виконання контрольної (самостійної) роботи за темою “Оцінка ударостійкості суднового обладнання при дії підводної ударної хвилі”, страница 3

тут d_б– фактичний розмір різьби метричної (М ...)

Можна записати вираз для нормальних напружень розтягнення, які виникають у болтах одного ряду від інерційного навантаження.

(12)

Тут [s] – допустима величина напружень; можна приймати [s]=s_т – напруження плинності конкретної марки конструкційної сталі, а в цілому (12) - умова міцності кріплення при перекиданні.

Розглянемо другий можливий рух устаткування – зсув обладнання паралельно фундаменту.

Активне зусилля - F_ін. Сили опору: сила тертя F_т та можливе зусилля зрізу болтів F_зр. Сила тертя обумовлена зусиллям затяжки болтів F_зат , а також силою тиску устаткування на фундамент

(13)

f- коефіцієнт сухого тертя пари “сталь-сталь”; можна приймати f=0,2…0,25

У свою чергу і (14)

Тут - напруження в тілі болтів (шпильок) від затяжки стандартним або дінамометричним ключем; можна приймати =0,7

- вся кількість болтів кріплення до фундаменту.

Якщо F_ін>F_т, то після зсуву обладнання в межах шпарок почнеться процес зрізу болтів. Слід оцінити можливість часткового або повного зрізу вузлів кріплення. Для цього необхідно визначитись, яка частина F_інне буде скомпенсована зусиллям тертя F_т , бо вона ж і буде спричиняти зріз болтів F_зр = F_ін- F_т.

З другого боку

(15)

Слід записати рівняння умови міцності болтів при їхньому зрізі ( з припущенням, що усі вони деформуються одночасно).

(16)

Тут - допустиме напруження зрізу і його можна приймати (0,5…0,6). Якщо буде виконана умова міцності, то це буде означати, що устаткування не зрушить з місця.

Для більш конкретного уявлення про міцність вузлів кріплення слід обчислити запаси міцності болтів, по-перше, на розрив і , по-друге, на зріз . Їх співставлення дасть змогу визначити, яка з двох деформацій може відбутися першою і такий висновок зробити.

Приклад виконання розрахунків

І. Вихідні дані

Тип судна – буксир

Водотонажність: 740 т

Довжина між перпендикулярами – 31 м

Досліджуваний об’єкт на судні – головний двигун – дизель;

Маса двигуна m_дв= 6200 кг

Довжина l = 5,85 м

Ширина опорного фланця b = 1,4 м

Висота центра мас над опорним фланцем h_цм » 1,2 м

Болтів два ряди = 20

Болти М20, тобто d = 20 мм

Розмір між осями болтів у рядах b₁=1,28 м

Матеріал крепежу – сталь 40 з характеристиками s_в=500 МПа – межа тимчасової міцності; s_т=400 МПа – межа плинності.

Умовна маса заряду підводної зброї G =1,5 т

Відстань від борту R=550 м

2. Розрахунки

І. Визначення мінімального віддалення центру вибуху від борта судна, що гарантує збереження герметичності усієї підводної частини корпуса

Використаємо формулу (2)

де Р_ф – максимально допустимий тиск у фронті ПУХ; для буксиру можна використати рекомендації “Правил регістра” про р_max= р_випроб=1,5р_раб= 1,5х0,49 = 0,735 МПа, приймаємо р_ф=0,75 Мпа.

Тоді м

Оскільки задана відстань до центру вибуху R=550 м, то R>R_min що означає ударостійкість корпусу судна (герметичність після впливу ПУХ) зберігається.

Фактичний тиск у фронті біля борту визначаємо за формулою (1):

МПа