Совместная работа гибких и жестких связей корпуса судна. Понятие о редукционных коэффициентах. Расчет эквивалентного бруса во втором приближении.
Жесткие связи – связи у которых можно пренебречь начальной погибью и потеря устойчивости у которых исключена.
Гибкие связи – связи эквивалентного бруса, теряющие устойчивость при общем изгибе, а также связи, у которых при расчете работоспособности приходится считаться с влиянием начальной погиби и поперечной нагрузки на продольные нормальные напряжения.
Анализ и экспериментальные исследования показывают, что часть обшивки, прилегающая к жесткой связи работает и сама как жесткая связь. Ширина этой части обшивки составляет 0,5·a и ее относят к жестким связям. Оставшуюся часть обшивки относят к гибким связям.
Учет работы гибкой связи в корпусе судна производится с помощью приведения к одинаковой жесткости. Гибкая связь заменяется фиктивной продольной жесткой связью, напряженной также, как и соседняя жесткая связь, а сила передаваемая этой жесткой связью, равна силе, воспринимаемой гибкой связью:
где 
и 
- напряжения в гибкой и жесткой связях соответственно.
Отношение 
называется редукционным коэффициентом.
Отсюда, приведенная площадь гибкой связи равна:
Если 
, то гибкая связь участвует всей своей площадью. Если 
, то гибкая связь участвует частью своей площади.
Вводится понятие приведенной площади пластины.
Редукционный коэффициент 
показывает, какая часть гибкой связи участвует в восприятии нагрузок и обеспечении устойчивости. Поскольку при общем изгибе судна возникают напряжения больше Эйлеровых напряжений, то делается расчет эквивалентного бруса во 2 приближении.
|
|
|
Пример.
b=70 см
t=1,2 см
МПа
МПа
см2
Зависимость для редукционного коэффициента приведена в таблице.
| Наименование | Продольная система набора | Поперечная система набора |
| Сжатие | 
| или 
|
| Растяжение |
|
|
Целью расчета эквивалентного бруса во втором приближении является определение действующих напряжений в связях корпуса судна с учетом работы гибких связей, что в свою очередь приведет к изменению геометрических характеристик бруса.
При расчета эквивалентного бруса во втором приближении таблица для расчета выглядит следующим образом.
| N п/п | Наименование | Отстояние ЦТ связи от условной оси zi, м | Площадь связи Fi, cм2 | Редукционный коэффициент, j | Приведенная площадь F’i, cм2 | Статический момент F’i×zi, см2×м | Момент инерции, см2×м2 | Нормальные напряжения s, МПа по формуле (1) | |||
| собственный | переносный | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| Жесткие связи | |||||||||||
| 1 | Жесткая связь
| z1 | F1 | 1 | F1 | F1·z1 | I1 | F1·z12 |
| ||
| Гибкие связи | |||||||||||
| n | Гибкая связь | zn | Fn | jn | Fn·jn | Fn·jn·zn | In | Fn·jn·zn2 |
| ||
| Суммы |
|
|
|
|
| ||||||
Может потребоваться нескольких приближений. Расчет можно считать законченным, когда разница в моментах сопротивления в предыдущем и последующем приближении незначительна (меньше 5%). При этом напряжения в жестких связях при расчете редукционного коэффициента берутся из предыдущего приближения.
Основными критериями прочности и долговечности корпуса при общем изгибе являются:
1) критерий статической предельной прочности.
2) критерий хрупкой прочности.
3) критерий обеспечения достаточной усталостной долговечности.
Критерий статической предельной прочности предполагает, что прочность корпуса судна должна быть достаточной, для восприятия одиночных экстремальных изгибающих моментов, которые могут возникать в условиях эксплуатации судна.
Согласно РРР общая продольная прочность судна обеспечена, если предельный изгибающий момент больше расчетного изгибающего момента. Под предельным изгибающим моментом для корпуса судна понимается такой момент, который вызывает в наиболее удаленной кромке эквивалентного бруса сжимающие или растягивающие напряжения, равные пределу текучести.
|
|
|
Предельный момент определяется по формуле, кН×м:
где 
- предел текучести материала, МПа.
W – момент сопротивления поперечного сечения эквивалентного бруса относительно наиболее удаленной от нейтральной оси его кромки, в которой напряжения равны пределу текучести, см3.
Прочность по предельному моменту считается обеспеченной, если выполняется условие:
где k – коэффициент запаса прочности по предельному моменту.
В РМРС сравниваются фактический и требуемый момент сопротивления. При определении фактического момента сопротивления в крайних волокнах берутся напряжения равные:
Предельный момент определяется в начале и конце срока эксплуатации судна.
Критерий обеспечения достаточной усталостной долговечности проверяет прочность судна при циклическом нагружении. При этом сравниваются действующие напряжения с физическим или условным пределом усталости.
Критерий хрупкой прочности следит за обеспечением достаточной прочности в условиях образования возможных дефектов-трещин, низких температур, коррозионных сред, объемных НДС, ударных воздействий и концентрации напряжений. Задан в неявном виде.
|
|
|
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!