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 :

μкр=2 ∑ giSi

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

Si – площадь ограничения i-м замкнутым контуром

hi – 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

hкр=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 hкр . Значение hкр 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)=Mкр

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 доп=720 кг/см2

τ=1.5 V/dn=1.5*1500/20*0.4=270 < τдоп=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

Pст=0,24 кг/см2

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

h1=T+he/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 ly=4.35 м

Сила удара для одного скега Р=18,1 т

Сила удара на единицу длины

Ре=Р/lg=18100/4.35=40 кг/см2

ширина удара by=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*0,9σт=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 < σдоп=970 кг/см2

Р. Ж скегов

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