Выполнение расчетов прочности судна

Как выполняется расчет прочности судна

Способность корпуса судоходного транспортного средства выдерживать нагрузку, называется прочностью судна. Это значение определяет при каких показателях корабль не разрушается, какое действие временных и постоянных сил может воздействовать на него. При выполнении расчетов прочности судна обязательно нужно подсчитывать местную и общую прочность, так как эти значения играют важную роль при различных условиях эксплуатации. Расчет прочности судна производится при помощи нескольких формул, определения значений и нахождения различных показателей. В этом всем нужно разобраться, еще до начала конструирования корпуса речного транспортного средства, вне зависимости от его классификации.

Что такое общая (продольная) прочность судна, как она рассчитывается?

Это способность плавсредства выдерживать физическое воздействие внешних сил, которые действуют по всей приложенной длине. Данное значение обеспечивается водонепроницаемой обшивкой, конструкцией палубы, настилом, продольными и поперечными рейками, различными конструктивными связями. Каждый используемый элемент для повышения сдерживания нагрузок, помогает повысить общий показатель.

Чтобы определить общую, вычисляют крепость всех связей, внутренних напряжений и сил, действующих как извне, так и изнутри судна. Уровень напряжения между всеми элементами должен соответствовать допустимому уровню для используемых в конструкции судна материалов. Расчет должен включать вычисление общей прочности обязательно, так как его значение определяет конструкцию корабля.

Общая, также определяется напряженным состоянием корпуса, которое складывается из значений изгибающего момента и перерезающей силы, которые воздействуют на значение поперечной прочности. 

При вычислении используются следующие расчеты:

1. Определяется дифферент;
2. Рассчитывается при помощи таблиц дедвейт;
3. Создается диаграмма контроля для продольной (общей) прочности;
4. На диаграмме откладывают значение дедвейта;
5. Производятся расчеты при помощи диаграммы, дедвейтов, суммы моментов и других значений;
6. Через найденную точку проводится вертикаль, на которой устанавливается сумма моментов, в виде специальной точки А.

Точка А должна лежать в пределах между перегибом и прогибом, но при этом не достигать значений, приближенных к «опасной» зоне диаграммы. Самостоятельное выполнение расчета прочности судна нецелесообразно, так как требует профессионального подхода, определенных знаний, а также математических умений. ОАО «БЕЛСУДПРОЕКТ» обеспечит производство вычислений по всем стандартам, а следовательно, поможет определить правильно общую продольную и поперечную прочность корпуса. Организация предлагает и услуги по проектированию, при желании можно получить консультацию от специалистов.

Эквивалентный брус, другие важные показатели

При вычислениях по правилам строительной механики, корабельный корпус представляется как пустотелая балка составного типа. При расчетах, нужно определить, какой момент сопротивления у эквивалентного бруса, как создаются связи с ней по всему корпусу, высоте и какие элементы участвуют в обеспечении общей продольной прочности судна.

Формула для расчетов приближенного значения в момент сопротивления выглядит следующим образом:

С помощью этой математической формулы и нескольких переменных (высота борта, площадь сечения, коэффициент утилизации площади), можно подсчитать сопротивление, воздействующее непосредственно на корпус.

Кроме определения эквивалентного бруса, момента сопротивления, других упомянутых переменных, которые обязательны при проведении подсчетов. Важным является найти наибольшее значение изгибающего момента, который идет по длине транспортного средства. При помощи водоизмещения и длины речного транспорта, используя следующую формулу, можно ее найти:

Для определения внутреннего напряжения, которое возникает при соответствующем изгибе балки, используются еще одна формула:

Конечно самостоятельно осуществить математический расчет прочности судна начинающий конструктор или производитель малогабаритных речных судов не может. Для этого обратитесь в проектировочную компанию. Это упростит процесс строительства, гарантированно обеспечит правильные показатели общей и местной прочности, которые наша организация поможет найти. Для консультации по поводу проведения вычислений, можно обратиться по контактным данным «БЕЛСУДПРОЕКТ». Основные наши услуги в области проектирования.

Что такое местная прочность, как ее рассчитать?

При строительстве конструкции, важно учитывать не только влияние реек, борта, элементов судна, но и местную прочность элементов. Это способность корпуса противостоять воздействию внешних сил при помощи отдельных элементов конструкции. Вычислив данное значение, математиком определяется уровень, до которого нужно довести элемент при помощи подкрепляющих компонентов. Оно предопределяет устойчивость компонентов, встраивание ребер жесткости или переборок, а также другие конструктивные особенности водного транспортного средства.

При расчете прочности судна, математические вычисления применяются для подсчета конкретных конструктивных элементов корпуса:

• Платформ;
• Двойного дна;
• Двойного борта;
• Настила, находящегося на верхней палубе;
• Наружной обшивки;
• Перекрытий.

Как в случае общей, расчет местной прочности можно заказать у компании «БЕЛСУДПРОЕКТ». Наша организация помогает правильно собрать речное судно, организовывает проектирование, составляет проектно-конструкторскую документацию. Подробнее в разделе  "Наши проекты".

При осуществлении расчетов учитывается вся информация о будущем речном судоходном транспорте, конструирование которого производится. Принимается во внимание материал, из которого оно будет изготовлено: дерево, сталь, композитные составы. Все математические расчеты делают специалисты кораблестроения, что исключает возможные ошибки. Самостоятельно произвести математические подсчеты не получится. Нужно не только разбираться во всех формулах, уметь их использовать на практике, но также быть готовым взять на себя ответственность за итоговую крепость речного транспорта, а соответственно качество плавсредства.

Случаи исключения

В некоторых случаях, использовать формулы не обязательно, как и осуществлять математические расчеты. Это относится к спасательным шлюпкам, небольшим лодкам, малых судов, в том числе некоторых миниатюрных моторных яхт. У всех этих категорий морского транспорта крепость конструкции определяется на основе накопленной информации во время эксплуатации той или определенной конструкции. В этом случае чтобы правильно собрать судно, с необходимыми показателями, важно нанять профессионального конструктора, с большим опытом.

Команда «БЕЛСУДПРОЕКТ» поможет в решении любых задач в области конструирования речного судоходного транспорта, создании чертежей, при проведении расчетов, в том числе общей и местной прочности. Мы организовываем модернизацию речных кораблей, разрабатываем проекты, помогаем в переоборудовании транспортного средства, вне зависимости от его классификации и габаритов.