Прочные и легкие цистерны наружного корпуса.
Общие положения по конструированию цистерн.
Для выполнения маневров погружения и всплытия ГА, для хранения жидких грузов и некоторых других специальных целей, ГА оборудуются цистернами, которые могут размещаться как внутри прочного корпуса, так снаружи в междубортном пространстве.
По конструкции цистерны делятся на прочные и легкие. Прочные цистерны должны быть рассчитаны на давление, соответствующее предельной глубине погружения, т.е. расчетным для них является расчетное давление для прочного корпуса ГА.
Цистерны состоят из обшивки и набора. Обшивка внутренней цистерны выполняется из стальных листов, составляющих продольные и поперечные стенки и крышу. Стенки и крыша легких цистерн обычно делается плоскими, а крыша прочных цистерн выполняется, как правило, в виде цилиндрической или сферический поверхности выпуклостью наружу. Для придания большей жесткости и прочности обшивка цистерны подкрепляется ребрами жесткости. Днищем цистерн служит обшивка прочного корпуса. Для подкрепления плоской крыши цистерн служат горизонтальные поперечные и продольные балки, называемые в корабельной архитектуре соответственно бимсами и карлингсами. Требуемая прочность и жесткость обшивки цистерн обеспечивается шпангоутами и продольными ребрами жесткости. С помощью бракет и книц бимсы, карлингсы, шпангоуты крепятся в обшивке цистерн, прочному корпусу и между собой.
|
|
|
Конструкция цистерн может быть набрана по поперечной или продольной системе набора. Для начала проектирования цистерны необходимо знать назначение и расположение цистерны, её очертание и габаритные размеры.
Междубортные цистерны с поперечной системой набора (ЦГБ).
Цистерна состоит из обшивки, шпангоутов, устанавливаемых на обшивке цистерны, и бракет. Расстояние между шпангоутами цистерны принимается таким же как для прочного корпуса. При проектировании цистерны бракеты и кницы следует располагать так, чтобы все узлы каждой рамки фермы, образованной шпангоутами цистерны и ПК и соединяющими их бракетами, лежали на одной окружности (см. рис. 2.6). В этом случае нагрузка, действующая на рамку, не будет вызывать её перекоса. Пролеты шпангоута между бракетами должны быть одинаковы. Толщина обшивки цистерны определяется по формуле
, (2.54)
где r1 - наибольший радиус кривизны цистерны.
Pp - расчетное давление для ЦГБ, равное 0,3¸0,5 МПа
– параметр, учитывающий влияние шпангоутов на деформацию обшивки цистерны.
В рассматриваемом случае значение 
следует принять таким, каким оно получилось при расчете прочности обшивки ПК (см. п.1.7.1). Толщина бракеты принимается равной t=(0,8¸1,0)h1высотой бракеты, т. е. ширина междубортного пространства принимается равной 0,1D (60¸100 см)
|
|
|
Размеры шпангоута определяются из условий прочности его как балки изгибающейся между соседними бракетами, на которую действуют силы T, N и момент М (рис.2.6). При этом указанные усилия находятся по формулам:
- момент в опорных сечениях шпангоута
; (2.55)
- усилие, сжимающее шпангоут в направлении хорды
; (2.56)
- перерезывающая сила в опорных сечениях
, (2.57)
где 
- расстояние между шпангоутами
- пролет шпангоута,
r1, d1 - определяется в соответствии с рис. 2,6.
Профиль шпангоута подбирается по моменту сопротивления
(2.58)
с учетом того, что
, (2.59)
где 
– площадь стенки шпангоута цистерны.
Допускаемые напряжения при определении размеров шпангоута принимают следующими: [sт]=1,2sт ; [t]=0,7sт.
При оценке прочности цистерны проверяются
- напряжения в обшивке цистерны посредине шпации
(2.60)
Параметр 
следует вычислить заново с учетом полученных размеров шпангоутов по схеме п. 1.7.1;
|
|
|
- нормальные напряжения в опорных сечениях шпангоута (внутренние волокна)
, (2.61)
где Fшп - площадь поперечного сечения,
Wшп- момент сопротивления для крайних внутренних волокон шпангоута цистерны.;
- напряжения в обивке прочной цистерны в месте установки бракеты
; (2.62)
- напряжения в обшивке прочного корпуса в месте установки бракеты
. (2.63)
В зависимостях (2.62) и (2.63) введены обозначения:
- F - площадь поперечного сечения, составленного из бракеты, обшивки цистерны и обшивки прочного корпуса
; (2.64)
- W1, W2 - моменты сопротивления этого сечения относительно обшивки цистерны и ПК соответственно
, (2.65)
, (2.66)
где Zo - отстояние нейтральной оси сечения от пояска обшивки корпуса
. (2.68)
Коэффициент k определяется по формуле
; (2.69)
- Т - сжимающая сила, действующая на бракету
; (2.70)
- М - изгибающий момент в сечении, проходящей через бракету
|
|
|
. (2.71)
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1759; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!