Материал: Курсовая

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОЛВАТЕЛДЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗРОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРТТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» НГТУ

Кафедра «Кораблестроение и авиационная техника»

Курсовая работа

По дисциплине «Конструкция корпуса корабля»

Выполнил Угулава Р.Г.

Группа 17-КС-1

Проверил Зуев В.А.

Нижний Новгород, 2020

Содержание

Y

Введение 3

1 Определение Элементов конструкции по правилам РМРС 4

1.1 Выбор материала корпуса судна 4

1.2 Выбор системы набора в средней части корпуса судна 4

1.3 Выбор схемы набора 5

1.4 давление от забортной воды 6

2 Проектирование элементов судовых конструкций 9

2.1 Определение толщин обшивки и настилов в средней части корпуса судна 9

2.1.1 Толщины обшивки днища 9

2.1.2 Толщина настила второго дна 10

2.1.3 Толщина настила палубы 11

2.1.4 Толщина обшивки борта 11

2.2 Ледовые нагрузки и толщины листов ледовых подкреплений 12

2.3 Толщина рамных листовых конструкций 14

2.3.1 Толщина вертикального и горизонтального киля 14

2.3.2 Толщина сплошных флоров и днищевых стрингеров 15

2.3.3 Толщина диафрагм и платформ 16

2.4 Расчет элементов набора 16

2.4.1 Расчет размеров балок 16

2.4.2 Расчет размеров книц и бракет 23

3 Общая прочность судна 25

3.1 Нормируемый момент сопротивления и момент инерции поперечного сечения корпуса 25

3.2 Расчет фактического момента сопротивления в поперечном сечении корпуса 28

4 обеспечение местной прочности, устойчивости 31

4.1 Расчёт нормальных и касательных напряжений на миделе 31

4.2 Расчёт нормальных напряжений на палубе 33

Заключение 35

Список литературы 36

Введение

На корпус судна при эксплуатации действуют давление забортной воды как статическое, так и при волнении динамическое, против давления грузов, удары волн, удары о лед. Все это приводит к сложным пластическим деформациям судовых конструкций. Для упрощения этой задачи условно прочнеть корпуса делят на общую и местную. Под общей прочностью понимают деформацию корпуса судна как балки переменного сечения по длине. Рассчитывается это аналитическим способом. Кроме общей прочности различают и местную прочность, которая сводится к расчету отдельных элементов судовых конструкций (перекрытий, рам, балок или пластин). Этот расчет целесообразно вести, используя правила Регистра. Если размеры конструкций выбраны по формулам регистра, то считается, что местная прочность обеспечена.

В качестве исходного выбрано судно, проектирование которого ведется в рамках курсового проекта по дисциплине «Основы кораблестроения». Это танкер смешенного плавания проекта Севере-Макс класса КМ ICE2 R2-RSN AUT2, предназначенный для эксплуатации из порта Ярославль в Архангельск.

Основные характеристики судна:

водоизмещение D = 5982,1 т;

длина L= 125 м;

ширина B = 13,7 м;

высота борта H = 6,0 м;

Осадка T = 4,0 м

коэффициенты полнот = 0.852, = 0.930, = 0,996 ;

Скорость хода 12 узлов;

Экипаж 14 человек.

1 Определение Элементов конструкции по правилам рмрс

1.1 Выбор материала корпуса судна

В качестве материала корпуса транспортного судна целесообразно принять судостроительные стали обыкновенного качества категорий A, B, D, E, которые отличаются химическим составом.

Все эти стали имеют одинаковый предел текучести в 240 МПа. Для ответственных конструкций, где возникаю наибольшие напряжения, для снижения металлоёмкости можно принять низкоуглеродистые стали. В этом случае категория стали после буквы идет цифра 32, 36, 40, что соответствует σ_m уменьшенная в 10 раз.

Кроме этого имеется категория высокопрочной стали с пределами текучести 690 МПа F и соответствующая цифра. Эти стали применяются для мощных атомных ледоколов, плавучих буровых установок и т.д.

Необходимо отметить, что на ряду с повышением прочности, эти стали имеют меньший коэффициент линейного удлинения и высокую стоимость, которая увеличивается с ростом прочности. Применять стали повышенной прочности следует толь ко в том случае, если это приводит к снижению массы и стоимости конструкции.

Выбор категории стали по регистру зависит от температуры окружающего воздуха.

Для Ice2 температура окружающего забортного воздуха принимается -10⁰С.

Ширстрек, палубный стрингер относятся ко второй группе связей, все остальные детали ко второй (это относиться к средней части судна).

Для третьей и второй группы принимаем сталь категории D32.

В качестве расчетной характеристики в правилах принимается: верхний предел текучести при нормальном напряжении D32 (G=315 МПа).

Кроме этого в правилах вводиться расчетный нормативный предел текучести равный:

где коэффициент использования механических связей ( при 315 МПа)

1.2 Выбор системы набора в средней части корпуса судна

Система набора выбирается из условий обеспечения местной и общей прочности судна при минимальной массе судовых конструкций. При этом имеется в виду: для судов более 80м возникают большие изгибающие моменты при продольном изгибе. Наибольшая величина нормальных напряжений возникает в местах, наиболее удаленных от оси. В этом случае наиболее целесообразно применять продольную систему набора, которая воспринимает нормальные напряжения.

Поэтому днище и палубу целесообразно выполнять по продольной системе набора.

Поскольку борта судна находятся в пределах нейтральной оси, то их нормальные напряжения не велики. Но большие значения имеют касательные напряжения и напряжения от местного изгиба. В этом случае предпочитается в металлоемкости поперечная система набора.

1.3 Выбор схемы набора

Для выбора схемы набора изобразим поперечное сечение корпуса на рисунке 1.3.

Принимаем следующие значения:

Продольная горизонтальная шпация – 700 мм;

Продольная вертикальная шпация – 650 мм;

Поперечная шпация – 700 мм.

Днищевой стрингер устанавливаем на расстоянии четырех шпаций от ДП.

1.4 Давление от забортной воды

Основным параметром расчета нагрузки и ускорения воспринимаемое со стороны моря является волновой коэффициент, определяющийся по следующей формуле:

Для судов ограниченного района плавания (в данном проекте R2-RSSN) волновой коэффициент должен быть умножен на редукционный, определяющийся по формуле:

Таким образом волновой коэффициент будет:

Расчетное давление P (кПа), действующее на корпус судна со стороны моря определяется по формулам:

где – гидростатическое давление, кПа;

– волновое давление, кПа.

Гидростатическое давление определяется по следующей формуле:

где – плотность морской воды;

– ускорение свободного падения;

– отстояние точки приложения нагрузки от ГВЛ ( .

Волновое давление определяется по формуле:

где

Таким образом:

Для точек приложения нагрузки расположенных ниже ГВЛ:

Для точек, расположенных выше ГВЛ:

При качке судна, на него действует суммарное ускорение от всех видов качки в вертикальном направлении [м/с²], определяющееся по следующей формуле:

где – коэффициент для средней части судна.

Давление на настил второго дна, внутренний борт и продольную переборку от перевозимого груза определяется по следующей формуле:

где – средняя плотность перевозимых нефтегрузов;

– высота подъема жидкости от второго дна до вершины воздушной трубы (для танков наливных судов равна 2,5 м от ГП).

Давление на продольную переборку будет таким же, как и для внутреннего борта.

На рисунках 1.4.1 – 1.4.4 показаны эпюры давлений действующие на корпус судна.

2 Проектирование элементов судовых конструкций

1) Сплошные флоры устанавливаются через 5 шпаций или 3,6 м в зависимости от того что меньше.

Так как 5 шпаций равны 3,5 м что меньше 3,6 м, то принимаем это значение;

2) в плоскости сплошных флоров устанавливают поперечная полупереборка, в остальном сечении ничего не устанавливается. Полупереборка по высоте от палубы до днища.

3) в межбортное пространство устанавливается платформы, расстояние между которыми может быть от 2,5 м до 3,5 м.

Принимаем 2,6 м от второго дна.