Конструктивные особенности лесосплавных судов

Понятие об общем устройстве судна. Положения судна на волне. Сжатие корпуса от гидростатического давления. Поперечный изгиб корпуса судна. Увеличение поперечной прочности судна. Специальное крепление бортов. Обеспечение незаливаемости палубы в носу.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Контрольная работа

Конструктивные особенности лесосплавных судов



План

1 Понятие об общем устройстве судна.

2 Прочность корпуса судна.

Литература



1. Понятие об общем устройстве судна

Несмотря на большое разнообразие судов, что вызвано различным их назначением, при изучении устройства судна оказывается возможным выделить и обобщить целый ряд таких конструктивных элементов, которые являются общими для судов различных назначений.

К числу таких общих конструктивных элементов относятся водонепроницаемый корпус определенной формы и размеров, способный плавать и нести на себе необходимое оборудование, к которому относятся различные судовые устройства и судовые системы, обеспечивающие возможность эксплуатации судна.

Изучая корпус судна, в нем следует выделить следующие главные части:

1. Основной корпус который состоит из набора различных элементов, создающих каркас (скелет) и обшивки - днищевой, бортовой и палубной, причем последняя может быть и не сплошной.

2. Надстройки, сооружения над основным корпусом в целях увеличения вместимости судна и создания на судне специальных помещений для пультов управления, жилищ и для выполнения служб;

3. Внутренние перегородки, образующие в корпусе и надстройке различные помещения и отсеки целевого назначения.

Основной корпус судна. При изучении главных конструктивных элементов основного корпуса судна в первую очередь необходимо остановиться на наборе, который образует каркас судна.

Под набором судна подразумевается система многочисленных и разнообразных балок, уложенных в различных направлениях. Балки набора воспринимают как внешние, так и внутренние силы, воздействующие на судно. Внешние силы передаются набору через обшивку, а внутренние силы могут быть восприняты набором непосредственно, или через специальные перекрытия, устроенные в судне и распределяющие эти силы на большее число элементов. Как правило, на судно действуют равномерно распределенные нагрузки различной интенсивности, а сосредоточенные нагрузки бывают при ударах, посадках на мель и в некоторых других случаях.

Балки набора каркаса судна и его обшивка в зависимости от назначения судна, района плавания и материала, из которого сделан основной корпус судна, имеют большое разнообразие конструктивных форм.

При изготовлении набора металлических судов применяются различные катанные и сложные составные металлические профили, которые с помощью электросварки легко и просто соединяются с обшивкой корпуса, образуя жесткую конструкцию.

При изготовлении набора деревянных судов применяются различные брусья прямоугольного сечения, а для обшивки судна - деревянные доски. Характерной особенностью материала деревянных судов является их большемерность лишь в одном направлении - в длину, а не в толщину и ширину. В связи с указанным, как набор, так и обшивка состоят из значительного количества элементов с большим числом соединений между ними.

Надстройки. Под надстройкой в широком смысле этого слова понимают сооружения, которые занимают часть длины судна по всей его ширине, когда стенки надстроек являются продолжением бортов основного корпуса. К надстройкам также относятся и так называемые рубки и другие помещения, продольные стенки которых располагаются на некотором расстоянии от бортов, образуя на палубе проходы.

Надстройка в носовой части называется баком. На судах лесосплавного флота часто бак отсутствует, а для обеспечения незаливаемости палубы в носу, непосредственно от форштевня, устраивают козырёк, а на палубе ещё и волнолом.

Надстройки в середине судна чаще всего служат в качестве жилых и служебных помещений и для устройства на палубе рубок с целью размещения в них оборудования по судовождению или созданию так называемых ходовых рубок или мостиков для лучшего обзора курса, по которому движется судно. Надстройка в кормовой части судна получила название ют.

В промежутках между указанными видами надстроек верхняя палуба судна обычно ограждается с обеих сторон фальшбортом.

Перегородки, как в основном корпусе, так и в надстройках устанавливаются в целях:

а) выделения нужных помещений (отсеков);

б) обеспечения непотопляемости судна путём создания водонепроницаемых отсеков;

в) создания пожарной безопасности;

г) увеличения прочности судна.

Перегородки устраиваются как в поперечном, так и в продольном направлениях судна. В первом случае они способствуют увеличению поперечной прочности корпуса, а во втором - продольной прочности.

2. Прочность корпуса судна

Под прочностью судна понимается способность его корпуса не изменяя своей формы, воспринимать действия всех внешних сил.

Плавающее на воде судно постоянно находится под действием внешних сил, которые вызывают в элементах его набора напряжения. Такими внешними силами являются гидростатическое давление воды, собственный вес судна и находящихся на нём грузов, сила удара волны, сила удара при швартовке или столкновении, силы, возникающие при посадке на мель, при ударе о лёд, действии буксирного каната, гидродинамическом действии набегающего потока и т.п. Под действием этих сил корпус стремится деформироваться. Эти деформации могут быть в продольной плоскости, обусловливая появление прогиба или перегиба судна и в поперечной вертикальной плоскости, приводя к деформации шпангоутных рам и отдельных элементов набора корпуса и обшивки судна. В соответствии со сказанным, различают общую продольную прочность корпуса, поперечную прочность и местную прочность.

Общая продольная прочность. Рассмотрим случай плавания судна на спокойной воде. По всей длине судна на его подводную часть действуют силы гидростатического давления, интенсивность которых зависит от формы обводов подводной части судна и пропорциональны площадям погружённой части шпангоутов. Закон изменения этих сил характеризуется строевой по шпангоутам, а сами силы направлены вверх, как это видно на рисунке 18. Наряду с этим по всей длине судна на него действуют и сила веса - корпуса и грузов. Вес корпуса представляет собой равномерно распределённую нагрузку. Вес механизмов, который передается корпусу через фундаменты, является полураспределенной нагрузкой. Сосредоточенными нагрузками могут быть переборки или отдельные штучные грузы. Однако, учитывая, что сосредоточенные силы составляют лишь незначительную часть от общей весовой нагрузки, их можно, с достаточной для расчётов точностью, считать полураспределёнными весами и вместе с весом корпуса судна представить эпюрой весовой нагрузки с направлением сил сверху вниз (рисунок 18). Из теории плавучести судна известно, что Vп, следовательно, площади этих эпюр равны между собой. Однако, в любом случае по длине судна ординаты гидростатического давления могут быть не равны ординатам весовой нагрузки. Если совместить эти эпюры (рисунок 18), то на некоторых участках длины судна силы веса будут преобладать над силами поддержания, а на некоторых - наоборот.

С учётом знаков направления действия результирующих сил эта эпюра показана на рисунке 1. Алгебраическая сумма равнодействующих положительных и отрицательных значений всегда должна быть равна нулю.



Рисунок 1 - Эпюры сил

а - силы гидростатического давления

б - силы веса

в - наложение эпюр «а» и «б»

г - результатирующие силы и их моменты

Несовпадение направления действия рассмотренных сил по длине судна заставляет его изгибаться, а в случае недостаточной прочности корпуса судна появляются остаточные деформации.

Длят определения прочных размеров судна необходимо найти численные значения изгибающих моментов в различных его сечениях. Для этого принимают судно как пустотелую балку с нагрузкой сосредоточенными силами. Согласно эпюрам сил определяются изгибающие моменты.

При определении изгибающих моментов руководствуются правилом знаков. Моменты, обусловливаемые силами, направленными вверх, имеют знак (+), а направленными вниз (-). Математическая зависимость для численного значения изгибающего момента, действующего в сечении посередине суда, согласно принятому правилу знаков, выразится следующим уравнением

судно палуба корпус борт

Для вычисления этого момента эпюру нагрузки судна обычно заменяют сосредоточенными силами Р, приложенными на расстоянии l от миделевого сечения судна. Если рассматриваемая сумма моментов будет иметь знак (+), судно испытывает прогиб, когда оконечности судна под действием моментов стремятся подняться, а середина судна опуститься. Если же сумма моментов будет иметь знак (-), судно испытывает перегиб, когда середина судна под действием моментов будет подниматься, и оконечности опускаться. Действия этих моментов показаны на рисунке 2.



а)

Размещено на

б)

Размещено на

а) перегиб;

б) прогиб.

Рисунок 2 - Изгиб судна

Как правило, наибольшее значение изгибающего момента около середины длины судна. Нормальные напряжения у, действующие в поперечном сечении корпуса, определяются по известной формуле

где W - момент сопротивления сечения, в котором действует максимальный изгибающий момент.

[удоп] - допускае...