Междубортные прочные цистерны с поперечной системой набора 2-го типа.



Цистерна состоит из обшивки и сплошных бракет с вырезами, установленными на каждом шпангоуте. Полотнище бракеты подкрепляется ребрами жесткости (рис.2.7). Толщина обшивки цистерны из условия прочности для напряжения меридиальном сечении посредине шпации:

,   (2.72)

где  r1, h1 - радиус кривизны и толщина обшивки цистерны;

- функция Бубнова для расчета балок на сплошном упругой основании, причем

.                          (2.73)

Коэффициент , зависит от размеров конструктивных элементов цистерны

,             (2.74)

где   F1, W1, Zo - величины, определенные также как в п. 2.5.2.

Так как в начале проектирования размеры конструкции цистерны неизвестны, то определение толщины обшивки производят либо с использованием графиков (см. рис. стр.  ), либо путем последовательных приближений по формуле

.                      (2.75)

В первом приближении можно принять , а функцию  определить для аргумента u, вычисленного в предположении, что h1=h. Толщина бракеты .

После определения толщины бракеты и обшивки цистерны подсчитываются величины F и W1 и находятся значения  и  во втором приближении. Расчет последовательных приближений заканчивается, когда разница результатов двух последовательных приближений станет меньше 5%. Уточненное значение толщины бракеты можно найти из условия

,                      (2.76)

где q- интенсивность взаимодействия обшивки цистерны с бракетой, определенная по выражению

.   (2.77)

W3(Z) функция Клишевича, которая может быть подсчитана по формуле

.                      (2.78)

Расстояние между ребрами жесткости бракеты должно удовлетворять следующему условию

.                      (2.79)

Профиль ребра жесткости выбирается из условия его устойчивости как балки. Необходимый момент инерции ребра i должен удовлетворять условию

   ,                      (2.80)

где  f - площадь сечения ребра жесткости.

При определении момента инерции ребра необходимо учитывать присоединенный поясок шириной

.                      (2.81)

Проверка прочности цистерне по следующим критериям:

- напряжения в обшивке цистерны

     ;             (2.82)

- напряжения в пояске обшивки прочного корпуса

.   (2.83)

Проверка устойчивости обшивки цистерны производится по критерию

.                      (2.84)

Верхняя критическая нагрузка для обивки цистерны находится из выражения

, (2.85)

где n=10, 11,

,                                              (2.86)

   .                                                                       2.87)

Коэффициент  определяется по формуле (1.17), для которой эйлеровы напряжения находятся по формуле

.                      (2.90)

Междубортная прочная цистерна с продольной системой набора.

Цистерна (см. рис. 2.8) имеет набор, состоящий из продольных ребер жесткости, идущих по обшивке цистерны через 40-60 см, а также на сплошных бракет, устанавливаемых обычно через 2-3 шпации (чаще на каждом втором шпангоуте прочного корпуса). Ширина междубортного пространства составляет 60-80 см. Применение продольной системы набора позволяет уменьшить толщину наружной обшивки цистерны.

Определение размеров элементов прочной цистерны производится в следущей последовательности:

- толщина обшивки определяется как для жесткой пластины размером  по формуле:

,             (2.91)

где  - коэффициенты, определяемые по таблице 2.1;

 - расстояние между бракетами;

- расстояние между продольными ребрами жесткости.

Расстояния ,  определяются проектантом из конструктивных соображений;

- подбор профиля ребра жесткости производится по минимальному моменту сопротивления, определяемому из условия прочности ребра как балки, жесткозаделанной на опорах и засуженной равномерной нагрузкой

                                          (2.92)

с учетом того, чтобы касательные напряжения в опорных сечениях непрерывали допускаемых

,                      (2.93)

где  - площадь стенки ребра жесткости.

Толщина бракет принимается равной толщине обшивки цистерны. В бракетах делают вырезы, размеры которых выбираются из обычных для данных конструкций соображений. Ослабленные бракеты подкрепляются ребрами жесткости (обычно на каждом втором продольном ребре жесткости).

Профиль ребра жесткости подкрепляющего бракету подбирается по необходимому моменту инерции определяемому из условия устойчивости

    ,                                (2.94)

где    a1 - длина ребра жесткости (см. рис. 2.8).

При определении размеров ребра жесткости должен учитываться присоединенный поясок обшивки

.                      (2.95)

При оценке прочности цистерны проверяется:

- напряжения в обшивке цистерны

    ;             (2.96)

- напряжения в продольном ребре жесткости

;             (2.97)

- сжимающие напряжения в бракете

;   (2.98)

- сжимающие напряжения в ребре жесткости, подкрепляющего бракету

.                      (2.99)

Проверка устойчивости производится для следующих элементов:

- устойчивость бракеты проверяется по критерию

    ;             (2.100)

- устойчивость ребра жесткости подкрепляющего бракету проверяется по критерию

    .             (2.101)


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 308; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ