Листы палубного стрингера имеют толщину значительно большую, чем толщина остальных листов палубного настила. С бортом судна, как мы видели в предыдущем параграфе, листы палубного стрингера соединяются посредством идущего по палубе вдоль борта угольника палубного стрингера . Для открытой верхней палубы, где этот угольник всегда ведется непрерывным, размеры его берутся весьма солидными, учитывая его роль в продольной крепости судна.
Толщина листов всех поясьев судна, в том числе и палубного стрингера, по мере приближения от середины судна к оконечностям берется тоньше, до определенной минимальной толщины. Там, где в оконечностях палуба начинает сужаться, прилегающие к палубному стрингеру листы обрезаются по линии паза стрингера (см. рис. 89).
Соединение листов между собою у палуб обычно производится в накрой с одностороннею фланжировкою. Однако, можно для стальных открытых палуб рекомендовать и соединение внахлестку, как показано на рис. 79. 2 У стыков соединение иногда делается также на планках. Стыки, по числу рядов заклепок и шагу их, делаются значительно сильнее, чем пазы. Особенно сильными делаются стыки палубного стрингера. Стыки листов палубного стрингера верхней палубы отнюдь не должны приходиться против стыков прилегающего к нему ширстрека; разнос этих стыков должен составлять не менее шпаций. Сопряжение пазов и стыков друг с другом производится таким же образом, как это имело место у наружной обшивки и у настила второго дна.
Для доступа во внутренние помещения и отдельные отсеки судна в палубе устраиваются вырезы, называемые люками, из которых многие достигают значительной величины. К последним относятся в первую очередь: грузовые люки , ведущие в. грузовые трюмы судна, и машинный светлый люк , расположенный на палубе непосредственно над главным двигателем, установленным в машинном отделении судна, а равно и котельный люк - над котельным отделением. К малым люкам относятся сходные люки в жилые и служебные подпалубные помещения. К вырезам на палубе относятся также горловины бункеров (реже угольные люки - вместо горловин) и отверстия для вывода на палубу вентиляционных труб. Как легко себе представить, вырезая люк или другое отверстие в палубе, мы, в зависимости от размеров этого выреза, в большей или меньшей степени ослабляем крепость палубы. В продольной крепости судна участвуют лишь те поясья палубного настила, которые идут непрерывно вне линии больших люковых вырезов в палубе. Ясно поэтому, что с точки зрения продольной крепости судна только у этих поясьев представляет интерес иметь достаточно солидную толщину листов; что же касается участков палубного настила, находящихся между люковыми вырезами, то брать большие толщины листов у них, как не участвующих в продольной крепости, нет надобности. Важно только, чтобы толщина этих листов была достаточной для выдерживания той местной палубной нагрузки, которая на них приходится. Таким образом поясья палубного настила внутри линии вырезов для грузовых люков вовсе не засчитываются в продольную прочность судна. Ослабление же листов остальных поясьев небольшими вырезами необходимо компенсировать. Это компенсирование обычно делается удвоением ослабленного листа.
В углах больших люковых вырезов вследствие резкого изменения сечения палубы часто появляются трещины.
Скругление углов и установка на углах накладных листов предотвращают появление трещин, а потому всегда и делаются на верхних наиболее напряженных палубах (рис. 89).
Верхняя непрерывная палуба должна иметь такой настил, чтобы площадь сечения идущих непрерывно поясьев (включая палубный стрингер и его угольник) была достаточною для того, чтобы выдерживать напряжения, возникающие в настиле палубы при изгибе судна на волне.
Принимается, что эти напряжения, а вместе с ними и указанное сечение, зависят от длины судна, высоты борта до верхней непрерывной палубы и грузовой осадки судна.
Настил нижних палуб зависит главным образом от приходящейся на них нагрузки. Настил этих палуб имеет толщины, меньшие толщин листов верхней непрерывной палубы.
В случае наличия длинной средней надстройки палуба последняя будет испытывать наибольшие напряжения, а верхняя палуба под надстройкой будет напряжена менее. У концов же надстройки верхняя палуба будет испытывать дополнительные местные напряжения так же, как это было указано при описании конструкции ширстрека у концов надстройки. В связи с этим под надстройкою настил верхней палубы (включая палубный стрингер и его угольник) может иметь размеры, соответствующие нижней палубе, т. е. ослабленные, зато у палубы самой надстройки настил и тем более стрингер должны быть взяты из расчета обеспечения ими надлежащей продольной крепости в этой части судна. Однако, при этом настил верхней палубы должен, не уменьшая своих толщин, заходить внутрь надстройки на протяжение не меньше 1/3 ширины судна от концов надстройки и, кроме того, у концов длинной средней надстройки стрингер верхней палубы должен быть увеличен в своей толщине на 50% против толщины его по верхней палубе вне | надстройки, причем эту увеличенную толщину он должен иметь не менее как на 3 шпации в нос и в корму от каждого конца надстройки.
В случае судна с возвышенною палубою (квартердеком) в месте уступа палубы естественно получается некоторое ослабление крепости судна, поскольку палуба теряет в этом месте свою непрерывность. Для компенсирования этого ослабления в этом месте делаются следующие местные подкрепления: 1) настил верхней палубы (вместе со стрингером и его угольником) протягивается внутрь квартердека на протяжение не менее 4 шпаций; 2) в свою очередь стрингер возвышенной палубы протягивается за уступ пат лубы по приподнятому борту у места уступа на протяжение не менее 3 шпаций, постепенно сходя на нет; 3) между двумя продолженными на протяжении не менее 4 шпаций друг над другом палубами (как это было только что сказано в п. 1, внутри уступа ставятся от борта до борта на расстоянии не более 1,5 м друг от друга диафрагмы в виде бракет, состоящих из прямоугольных листов, связанных с палубами короткими двойными угольниками. У малых судов эти бракеты заменяются иногда наружными кницами, подкрепляющими уступ.
Вырезы для люков в палубах имеют по всем четырем сторонам ограждение из стального листа высотою, считая от палубы, в 450 мм и выше, образующее так называемый коммингс люка. При вы-резах в палубе, помещающихся внутри надстроек или рубок, а также у горловин и бункеров высота коммингса люка берется меньшею; высота круглых коммингсов вентиляционных выходов на палубу берется от 750 до 900 мм. Толщина листов коммингса берется в зависимости от размеров люка и размеров судна.
Коммингс присоединяется к палубе посредством обделочного угольника, идущего вокруг него. Если коммингс имеет значительную длину и высоту, то для придания ему жесткости по нему на некоторой высоте от палубы ставится подкрепляющее горизонтальное ребро из профильной стали (см. рис. 90). При более значительной высоте и длине коммингса это ребро поддерживается еще вертикальным стойками (на рисунке не показано. См. приложение).
Рис. 90. Усиленный коммингс.
Кроме того, как указывалось выше, при наличии деревянного настила палубный стрингер все равно является обязательным. Концы связных поясьев должны, конечно, перепускаться друг на друга и на палубный стрингер и склепываться к ним двойным швом.
Рис. 91. Расположение связных поясьев под деревянным настилом.
Деревянный настил не подходит вплотную к борту, а по борту устраивается так называемый ватервейс , т. е. жолоб, показанный на рис. 92.
Рис. 92. Ватервейс.
Рис. 93. Притыкание концов досок палубы.
Часто деревянный настил ставится поверх сплошного стального настила. Это необходимо делать в отношении открытых палуб, под которыми находятся жилые помещения. Нижние палубы в жилых помещениях тоже должны быть покрыты деревом. Кроме того такой настил на открытых палубах делается на пассажирских судах как облегчающий хождение по палубе, в особенности в мокрую погоду и жару. При наличии деревянного настила стальной настил под ним может быть несколько облегчен. К стальному настилу доски крепятся болтами, таким же образом, как об этом было сказано выше.
Теперь перейдем к рассмотрению тех связей, на которых в сущности держится рассмотренный нами палубный настил.
Палубный настил кладется на поперечные палубные связи - бимсы, идущие от борта до борта за исключением тех мест, где в палубе имеется люковый вырез. В последних местах бимс идет лишь от борта до коммингса люка и получает название полубимса . Бимсы не всегда ставятся на каждом шпангоуте; применяется, в особенности при деревянных палубах и палубах надстроек, постановка бимсов через шпангоут, но конечно с соответствующим усилением их крепости. Во всяком случае постановка бимсов на каждом шпангоуте необходима по всем стальным водонепроницаемым палубам и платформам и по верхним палубам, являющимся непрерывною прочною связью корпуса судна. У борта бимсы и полубимсы крепятся к шпангоутам кницами, как это было рассмотрено выше.
Следует обратить внимание, что в настоящее время все реже и реже делают перепуск конца бимса на шпангоут с обращением при этом полок их в разные стороны и с пропуском кницы между шпангоутом и бимсом. Гораздо проще получается работа при принятом у нас сейчас способе соединения, когда бимс только притыкается к шпангоуту с полками, обращенными в одну сторону и с кницей, наложенной с обратной стороны, что показано на рис. 94.
Рис. 94. Соединение шпангоута с бимсом.
В местах, где требуется иметь местное усиление палубы, вследствие наличия в этом месте больших нагрузок, применяется постановка усиленных или уширенных (рамных) бимсов, по конструкции своей подобных вполне таким же шпангоутам, о которых говорилось ранее (стр. 56). Иногда эти бимсы ставятся в сочетании с рамными шпангоутами, чтобы образовать жесткую рамку внутри корпуса судна. Особенно часто встречается применение ущиренных рамных бимсов по концам длинных люков, к чему мы вернемся несколько ниже.
Бимсы несут на себе всегда стальной или деревянный настил; однако, в прежних конструкциях применялись еще так называемые холостые бимсы, которые ставились без настила в трюмах судна, имея своим назначением дополнительную перевязку между собою бортов судна. В настоящее время применение холостых бимсов сохранилось лишь в пиках, где постановка их обязательна (как показано на рис. 55) в каждом ряду бортовых стрингеров; эти бимсы ставятся через шпангоут.
Бимсы и полубимсы несут на себе палубную нагрузку и чем больше пролет от борта до борта или от борта до коммингса, тем большую, конечно, крепость приходится давать бимсу. Для облегчения работы бимса уже у деревянных судов, как мы видели, применялись пиллерсы, поддерживающие бимс в пролете его от борта до борта. Еще более широкое применение таких опор для бимсов имеет место у современных судов. Поддерживая бимс в его пролете посредством пиллерсов, можно тем самым брать профиль бимса значительно более легким. При большой ширине судна не приходится ограничиваться одним рядом пиллерсов, поставленных в диаметральной плоскости, а необходима установка двух и трех рядов пиллерсов на равных, по возможности, расстояниях между каждым рядом. Если по местным условиям ширина судна, т. е. длина бимса, будет разбита рядами пиллерсов не на равное число частей, то конечно в этом случае профиль бимса будет определяться величиною наибольшего из неравных пролетов. Кроме расстояния между рядами пиллерсов, для определения размеров бимса имеет также значение расстояние между бимсами и характер той нагрузки, которую приходится нести палубе.
Идущие поверх пиллерсов под бимсами карлингсы дают возможность ставить пиллерсы не под каждым бимсом. Взяв пиллерс более солидным, можно при помощи карлингса поддержать пиллерсом сразу несколько бимсов, приходящихся в пролете от одного до другого соседнего пиллерса. В настоящее время эта конструкция солидных, широко друг от друга расставленных пиллерсов, несущих на себе большой крепости кар лингс, поддерживающий сразу до десятка бимсов, находит себе весьма широкое применение. Вполне понятны преимущества, даваемые такой конструкцией, сводящие до минимума загроможденность трюма пиллерсами. Поэтому, если легкие часто расставленные пиллерсы, конструкция которых показана на рис. 95, и встречаются на современных судах, то сравнительно редко, и то у небольших судов. Такой пиллерс состоит из стойки круглого или трубчатого сечения, нижним своим концом, башмаком, упирающейся в настил второго дна или настил одной из палуб (если этот пиллерс междупалубный), а верхним концом пиллерс прикреплен к данному бимсу или же к легкому карлингсу из двойного угольника (если пиллерсы ставятся через шпангоут, а бимсы на каждом шпангоуте.
Рис. 95. Легкие пиллерсы.
Карлингс (изображенный в разрезе на рис. 96) представляет собою солидную клепаную балку из вертикального листа, имеющего в верхней своей части вырезы для пропуска сквозь него бимсов, которые на карлингсе никогда не режутся. Внизу к листу приклепываются непрерывно идущие профильные балки (на рисунке - углобульбы); по верхней кромке идут интеркостельные между бимсами угольники, связывающие карлингс с настилом палубы (или с продольным связным поясом в случае отсутствия сплошного стального настила у палубы). Кроме того, в местах прохода сквозь карлингс бимса последний связывается с листом карлингса коротким вертикальным угольником, как это видно на рис. 97. Этот короткий угольник, как это показано на том же рисунке, через один бимс протягивается книзу во всю высоту карлингса. Снизу карлингс на расстоянии нескольких метров друг от друга поддерживается пиллерсами, которые берутся или из большого диаметра толстостенных труб или же составляются клепаными из нескольких профилей, обычно - швеллеров. В месте упора пиллерса в карлингс для придания последнему большей жесткости ставятся большие кницы, видные на рис. 96: в этом месте получается жесткий узел, в который и упирается пиллерс. Соединение пиллерса с карлингсом осуществляется при трубчатых пиллерсах помощью воротника из угольника, поставленного на конце пиллерса и шестигранного горизонтального листа, наклепанного сверху на этот воротник.
Рис. 96. Карлингс.
Рис. 97. Продольный вид карлингса.
Солидный карлингс, неся на себе целый ряд бимсов со всей приходящейся на них палубной нагрузкой, вместе с тем является существенной продольной связью судна, особенно конечно у верхней непрерывной палубы судна.
Мы рассмотрели случай карлингса, идущего под палубою независимо от наличия в этой палубе вырезов грузовых люков. Последние должны в таком случае приходиться естественно посреди между двумя рядами карлингсов. Ширина люков должна быть меньше, чем расстояние между рядами этих карлингсов. Но могут встретиться и другие случаи. Во-первых, может встретиться случай, правда довольно редко, устройства одного Карлингса в диаметральной плоскости судна. В этом случае карлингс будет обрываться у люка, встречающегося на его пути; здесь он должен будет связаться с бимсом, ограничивающим этот люк, причем этот крайний концевой люковый бимс должен быть в этом случае рамным и особенно солидным, так как на него будут одновременно с карлингсом закрепляться и концы продольных коммингсов люка, несущие на себе в свою очередь нагрузку от всех полубимсов, притыкающихся к ним.
Облегчение в рассматриваемом случае концевого люкового бимса может быть достигнуто постановкою под ним пиллерсов (обычно или в диаметральной плоскости или по углам люка, если люк имеет большую длину).
Наконец, чаще встречается второй случай, при котором удается сохранить непрерывность той продольной связи в корпусе судна, которая осуществляется карлингсом. В этом случае приходится только задаться определенными размерами (вернее - шириною) всех грузовых (а часто и машинного и котельного) люков судна. Эта ширина берется близкою одной трети ширины судна. Тогда, как легко видеть, карлингсы могут быть пущены по судну таким образом, что они будут совпадать с линией продольных коммингсов люков и следовательно можно будет получить наиболее выгодную конструкцию, и именно: ввести карлингс от угла одного люка до угла следующего; в районе же люка отдельный карлингс уже не ставится. А в этом случае коммингс, идя по одной линии с карлингсом, соответственно усиливается и образует вместе с карлингсами, являющимися его продолжением, одну непрерывную продольную связь судна. Необходимо конечно, чтобы место на углу люка, где карлингс сопрягается с коммингсом, было настолько солидно перевязано, чтобы крепость в этом месте могла считаться сохраненною, Достигается это обычно путем постановки под этим местом больших горизонтальных книц, связывающих в одно целое карлингс, концевой люковый бимс и коммингс люка. В этом же месте обычно ставится и пиллерс. К такому усиленному коммингсу полубимсы присоединяются попеременно то угольниками, идущими во всю высоту подпалубной части коммингса, то посредством специальной бракеты, показанной на рис. 90.
Наконец исключительно солидная конструкция карлингса показана на поперечном сечении судна (прилож. 1), где он, в сочетании с коммингсом люка, образует клепаную балку трубчатого сечения.
Что касается платформ в корпусе судна, то они, представляя собою не что иное как палубы, поставленные на коротких участках длины судна, сохраняют в себе все те особенности набора, которые свойственны самим палубам. Отличаются они лишь тем, что в до время как палубы почти всегда, в том числе и нижние, сохраняют характерную для них погибь и седловатость платформы лишь в редких случаях (когда они имеют значительную протяженность) получают эту кривизну, обычно же они представляют собою вполне горизонтальную поверхность. Набор платформ в тех случаях, когда эти платформы являются верхом водяного или топливного отсека в корпусе судна, получают особо усиленный набор (настил, бимсы, карлингсы, пиллерсы), а также усиленную клепку, рассчитанные на выдерживание внутреннего напора жидкости внутри отсека.
Обшивка переборки составляется из листов, располагаемых поясьями. Толщина листов зависит от того давления, которое им прихолится испытывать в том случае, когда по одну сторону переборки имеется напор на нее воды, заполняющей соответствующий отсек. Принимается, что вода может заполнить весь отсек и вся переборка окажется под напором.
Чем ниже лежит тот или иной участок обшивки переборки от верха, тем больше будет давление на него со стороны воды и следовательно тем больше должна быть его толщина.
Так как у морского судна высота корпуса является зрительного, то и разница в толщинах отдельных участков обшивки пере-борки по высоте ее будет также существенною. Отсюда вытекает принятый в настоящее время основной способ конструкции и расположения поясьев обшивки водонепроницаемой переборки, а именно: поясья этой обшивки, имея различную толщину, располагаются почти всегда горизонтально. Нижний пояс имеет наибольшую толщину, поясья же над ним имеют все убывающую толщину по мере более высокого их расположения: верхний, самый тонкий пояс должен однако иметь толщину не менее 6 мм.
Расположение поясьев листов переборки вертикально может иметь смысл на основании вышесказанного лишь при небольшой высоте переборки, порядка около 2- 2 1/2 м, что и имеет часто место у междупалубных переборок. Клепка по пазам и стыкам делается одинаковая и при этом однорядная (только при высоте переборки более 10 1/2 м стыки должны быть двухрядными).
Соединение пазов всегда делается внакрой с фланжировкою. В месте прохода через ахтерпиковую переборку гребного вала, т.е. в районе крепления дейдвудной трубы лист переборки удвается. Отверстий в листах переборки (например для перепуска воды из одного отсека в другой) делать не допускается, поскольку такое отверстие, хотя бы оно было снабжено закрывающимся клапаном может случайно оказаться открытым. Проход сквозь переборку должен быть выполнен водонепроницаемо при помощи переборочных стаканов или при помощи фланцев.
Если для сообщения отдельных отсеков между собою приходится устраивать в переборке дверь (в таранной переборке устройство дверей не допускается), то эта дверь должна быть не только водонепроницаемою, но и должна иметь такое устройство, которое позволяло бы производить ее закрывание с верхней палубы, а также давало бы всегда указание, открыта ли в данный момент дверь или закрыта.
Для придания жесткости переборке обшивка ее подкрепляется стойками, идущими вертикально во всю высоту переборки. Стойки располагаются друг от друга, как правило, на расстоянии 750 мм, а у таранной переборки - на расстоянии 610 мм. Расстояние в 750 мм может быть увеличено до 900 мм; однако в этом случае как размеры стойки, так и толщины листов переборки должны быть взяты большими. Стойки делаются из угольников, углобульбов или швеллеров, приклепываемых своей узкой полкой однорядным швом к листам обшивки.
При приклепывании стойки к обшивке переборки она приклепывается, естественно, с гладкой стороны переборки (на которой нет фланжированных выступов у обшивки).
Стойка переборки при давлении воды на переборку представляет собою изгибаемую балку, состоящую из профиля и приклепанного к ней пояска, образуемого, как мы знаем, полосою обшивки, прилегающей к профилю. Крепость этой балки должна быть достаточною для того, чтобы она могла выдержать нагрузку на нее, не давая значительного прогиба. Всякая балка будет тем лучше сопротивляться изгибу, чем сильнее заделаны ее концы.
С одним из наиболее надежных в этом отношении способов заделки концов всякой балки в корпусе судна мы уже познакомились: этот способ заделки заключается в постановке на конце балки кницы. Такой же способ применяется для заделки концов стоек переборки; на конце стойки ставится кница, одним концом прикрепленная к стойке, другим - к настилу второго дна (если это нижний конец стойки трюмной переборки) или к палубе (см. рис, 98); размеры кницы берутся равными не менее как 2 1/2 высотам профиля стойки.
В некоторых случаях выступающая по палубе или настилу второго дна кница может представлять неудобства; в таких случаях прибегают к менее солидной заделке концов стойки, помощью коротких угольников, как это видно на рис. 99; ясно, что благодаря меньшей крепости заделки конца стойки последнюю для получения требуемой крепости приходится брать всю более солидного профиля. Число заклепок по короткому угольнику должно быть не менее двух.
Рис. 98. Заделка концов стойки переборки кницей.
Рис. 99. Заделка концов стойки коротким угольником.
Вообще говоря, стойки и обшивка переборок, ограничивающих водяные и нефтяные отсеки внутри корпуса судна, так же как и платформы поверх этих отсеков, должны иметь крепость, вполне соответствующую напору жидкости изнутри отсека.
Если при большой длине стойки водонепроницаемой переборки, а равно при большом напоре жидкости внутри водяного или нефтяного отсека желают стойку получить умеренных размеров, то прибегают к постановке по переборке дополнительных горизонтальных укрепляющих ребер, идущих во всю ширину переборки. Эти ребра представляют собою широкую полку (шельф), идущую горизонтально по переборке и состоящую из листа, приклепанного помощью угольника к переборке; по своей свободной кромке лист имеет приклепанный вдоль нее профиль. Более подробно с конструкцией этих горизонтальных ребер нам придется встретиться далее при рассмотрении специальных конструкций наливных судов.
Переходя теперь к рассмотрению обделочного угольника переборок, прежде всего отметим, что в настоящее время у сухогрузных судов ставят этот угольник только с.одной стороны переборки. При этом, при высоте переборки более 10 1/2 м, а также при нефтенепроницаемых переборках, угольник берется таким, чтобы можно было поставить по нем двухрядную клепку (шахматную). Связывая переборку с настилом второго дна бортовой наружной обшивкой и палубой, обделочный угольник, идя по ним непрерывно, обеспечивает одновременно и непроницаемость этой обделки. Шаг клепки обделочного угольника, вообще говоря, довольно частый (5d), делается по полке, прилегающей к наружной обшивке, несколько реже (на 1/2d), чем по полке, прилегающей к переборке. Это делается, из тех соображений, чтобы не очень ослаблять в одном кольцевом сечении корпус судна заклепочными дырами.
Следует отметить, что если обделочный угольник будет поставлен с той же стороны переборки, где стоят стойки ее, то этим будет затруднена заделка концов стоек переборки. При постановке же обделочного угольника с другой стороны переборки (как на рис. 99) полка, прилегающая к переборке, должна будет пересекать перекрой листов переборки, что в свою очередь также осложнит работу, требуя или высадки в этих местах полки угольника или применения клиновидных прокладок. То же, правда, имеет место и с другой полкой обделочного угольника при прохождении его через фланжировки пазов у настила внутреннего дна, но здесь это отчасти может быть избегнуто упоминавшейся ранее (стр. 83) поперечною постановкою листов настила второго дна под переборкою. С этим же приходится считаться и в отношении полки обделочного угольника, идущей по палубе. Все- же предпочтительнее ставить обделочный угольник с противоположной от стоек стороны переборки, с так называемой чистой стороны, с которой и производится вся чеканка пазов, стыков и обделочных угольников.
Если у судов междупалубная водонепроницаемая поперечная переборка не приходится в одной плоскости с ниже или выше лежащими переборками, то участок палубы между нею и этими переборками должен быть вполне водонепроницаем. Если поперечная водонепроницаемая переборка имеет уступ по своей высоте, то платформа, образующая этот уступ, должна иметь крепость равную крепости переборки в том месте по высоте ее, которое соответствует местоположению уступа. Непроницаемость переборок, так же как и непроницаемость палуб и платформ испытывается поливанием их швов с нечеканенной стороны струей воды из шланга. Переборки же, отделяющие водяные и нефтяные отсеки, в том числе и таранная и ахтерпиковые переборки, а также соответствующие платформы этих отсеков испытываются в отношении их непроницаемости наполнением отсека водою под напором, зависящим от назначения и местоположения того или иного отсека.
Нам остается еще рассмотреть конструкцию пересечения продольных связей (кильсонов, бортовых стрингеров и карлингсов), идущих по длине судна, с поперечными водонепроницаемыми переборками.
Ранее, когда всякую связь в корпусе судна считалось необходимым вести не перерезая ее, так же поступали и с указанными продольными связями: их вели непрерывно и проводили сквозь встречающиеся на их пути поперечные переборки, давая в месте прохода непроницаемую обделку, подобную изображенной на рис. 39. Однако, в настоящее время вполне допускается перерезание их при условии надлежащего закрепления перерезанного места посредством книц. Поэтому карлингсы, бортовые стрингера, днищевые стрингера и кильсоны перерезаются на поперечных переборках, с закреплением концов их на этих переборках посредством солидных книц (размерами 2-3 шпации), поставленных друг против друга по обеим сторонам переборки. Соответствующим образом, если какая-либо продольная связь вообще заканчивается на переборке и закрепляется на ней посредством кницы и при этом дальше ее вести вообще не требуется, то для большей жесткости заделки с противоположной стороны переборки ставится такая же дополнительная вторая кница против первой. Кницы, крепящие продольные связи к переборкам, снабжаются отогнутыми фланцами. В последнее время иногда, для уменьшения загроможденности трюма кницами у вертикальных продольных связей, какими являются кильсоны и карлингсы, применяется постановка горизонтальных книц взамен обычных вертикальных.
Необходимо остановиться еще на одной водонепроницаемой части корпуса судна-это на туннеле (или коридоре) гребного вала. Он идет, как мы знаем, от задней машинной поперечной водонепроницаемой переборки в корму через кормовые трюмы до ахтерпика. Высота туннеля берется в человеческий рост, т. е. около 180-190 см. в свету. Форма его сечения видна на рис. 100.
Рис. 100. Туннель гребного вала.
В туннель со стороны машинного отделения ведет водонепрони паемая дверь, удовлетворяющая указанным ранее требованиям для дверей, устраиваемых в водонепроницаемых переборках. На противоположном конце туннеля у ахтерпиковой переборки туннель кончается так называемым рецессом , т. е. более просторной, чем сам туннель водонепроницаемой выгородкой, позволяющей более удобно работать в конце туннеля у сальника начинающейся здесь дейдвудной трубы.
Рецесс состоит из невысокой (немногим выше туннеля) поперечной водонепроницаемой переборки, стоящей на несколько шпаций впереди ахтерпиковой переборки и водонепроницаемой платформы, идущей от верха первой переборки также до ахтерпиковой переборки. Платформе этой иногда придается также сводчатая форма. Из рецесса у современных больших судов делается специальный выход на верхнюю палубу, идущий вертикально кверху через устроенную для этой цели шахту. С конструкцией шахт мы сейчас познакомимся, рассматривая выгородки внутри судна.
На конструкции проницаемых переборок нам особенно останавливаться не придется, поскольку она мало чем отличается от непроницаемых переборок. Разница заключается лишь в том, что они делаются более легкими и в них допускается более редкая клепка и устройство отверстий. Проницаемые переборки очень часто встречаются идущими вдоль судна на большем или меньшем протяжении. Бимсы проходят в таких переборках сквозь вырезы в верхнем поясе переборки. Следует отметить, что при этом такая продольная переборка может быть использована в качестве опоры для выше лежа-, щей палубы, т. е. может заменить собою ряд пиллерсов и карлингс. Это так часто и делается, причем стойки переборки рассматриваются как пиллерсы, и ставят их под бимсами не далее, чем через две шпации друг от друга.
Крепость стоек делается такая же, какая требовалась бы для пиллерсов, поставленных через шпангоут. Верхний пояс переборки, заменяющий собой карливгс, делается часто несколько толще ниже-лежащего пояса. При этом бимсы, приходящиеся между стойками, связываются с верхним поясом переборки посредством коротких угольников.
Всякие другие имеющиеся на судне проницаемые переборки идут обычно на небольших участках под углом друг к другу и часто носят название выгородок . Следует выделить особо переборки, отделяющие в судне угольные ямы. У этих переборок не требуется водонепроницаемости, но плотность клепки должна обеспечивать им пыленепроницаемость. Эти переборки должны иметь достаточную крепость их листов и стоек; последние должны быть поставлены I на расстоянии не более 2 шпаций друг от друга, но притом не более чем на расстоянии полтора метра. Концы стоек крепятся короткими угольниками.
Среди выгородок особо выделить следует так называемые шахты . Шахты ставятся у судов, имеющих несколько палуб, в тех случаях, когда в этих палубах имеются расположенные один над другими люки и когда хотят просвет между этими люками выделить из междупалубного пространства, чтобы изолировать таким образом последнее от люков. Такие шахты устраиваются всегда у машинных и котельных люков (машинная и котельная шахты - выходящие на палубу надстройки), а также часто у товаро-пассажирских судов у грузовых люков (шахты грузовых люков ). При этом следует отметить, что если над котельным или машинным отделением нет надстройки, то их шахты поднимаются кверху над верхней палубой на определенную высоту (в зависимости от размеров и типа судна) и только тогда уже кончаются сверху надежными световыми откидными крышками.
Всякая шахта состоит из стенок (листы которой имеют толщину от 5-8 мм) и вертикальных стоек, поставленных на расстоянии не более 900 мм друг от друга. Листы стенок шахт часто располагаются вертикально - от коммингса одного люка до коммингса следующего люка. Стенки шахт соединяются между собою по углам посредством внутреннего соединительного угольника или же непосредственно переходя одна в другую, с небольшим закруглением, соответствующим закруглению углов коммингсов люков.
В заключение, не останавливаясь специально на конструкции надстроек и рубок судна, поскольку они в отношении их бортового набора (у надстроек) и набора палуб охвачены в достаточной степени там, где рассматривался вообще набор борта и палуб судна, остановимся лишь на конструкции концевых водонепроницаемых переборок у надстроек судна.
Кормовые переборки этих надстроек, равно как и все наружные переборки рубок имеют конструкцию из 5-8 мм листов и стоек из угольников, без закрепления их концов. Передние же переборки средней надстройки и юта, не защищенные от ударов встречной волны, попадающей на палубу, требуют значительно большей прочности. Это достигается большей толщиною листов, расположением стоек не далее 750 мм друг от друга и большим профилем их, а равно закреплением концов стоек если не кницами, то во всяком случае короткими угольниками. Для связи этих переборок с бортом на уровне фальшборта ставятся горизонтальные кницы - как с внутренней стороны надстройки по обшивке борта, так и с наружной - по фальшборту, с протяжением каждой кницы на 2-3 шпации.
Для «доступа во внутренние поглещения судна в переборках надстроек и рубок устраиваются водонепроницаемые двери. Здесь следует отметить, что для предохранения от случайного заливания воды внутрь надстройки или рубки у дверей должен обязательно устраиваться коммингс порог, высоту которого для некоторых типов судов и в некоторых случаях требуется иметь до 450 мм.
(7) В этом случае карлингс чаще называется продольной подпалубной балкой. Редактор.
(11) Во флор пиллерс должен упираться во всяком случае.
(12) Для таранной переборки увеличение расстояния между стойками не допускается.
(14) Последнее требуется и для таранной переборки.
Вперед
Оглавление
Назад
Продольными элементами (балками) судна являются:
Продольные ребра жесткости - продольные балки меньшего профиля, чем у стрингеров и карлингсов. По месту расположения они называются подпалубными, бортовыми или днищевыми и обеспечивают жесткость наружной обшивки и настила палубы при продольном изгибе.
Поперечные элементы (балки) судна:
На рис. 1 изображено простейшее устройство корпуса маломерного судна с указанием основных элементов набора, а на рис. 2 представлен более полный набор корпуса деревянной моторной лодки.
Рис. 1
. Устройство корпуса маломерного судна.
1 - форштевень; 2 - киль; 3 - стрингер; 4 - бортовая обшивка; 5 - транец; 6 - шпангоут; 7 - бимс; 8 - палуба
Шпангоуты судна нумеруются от носа к корме. Расстояние между шпангоутами называется шпацией. Вертикальные, отдельно стоящие стойки круглого или иного сечения, называются пиллерсами.
Рис. 2
. Элементы набора деревянного корпуса моторной лодки.
1 - обшивка; 2 - палуба; 3 - бимс; 4 - шпангоут; 5 - сидения; 6 - транец; 7 - место крепления мотора;
8 - бортовой стрингер; 9 - привальный брус; 10 - скуловой стрингер; 11 - киль; 12 - днищевые стрингеры
Пиллерс служит для подкрепления палубы и в своей нижней части упирается в места пересечения флор (шпангоутов - на малых судах) с днищевыми продольными балками (киль, стрингер, кильсон), а в верхней части - бимсов с карлингсами. Установка пиллерса показана на рис. 3.
Рис. 3
. Установка пиллерса
1 - настил палубы; 2 - карлингс; 3 - бимс; 4 - поперечный комингс; 5 - пиллерс;
6 - настил второго дна; 7 - флор; 8 - киль; 9 - обшивка днища.
Вертикальные или наклонные балки, являющиеся продолжением киля называются штевнями (в носовой части - форштевень, в кормовой - ахтерштевень). Корпус судна может быть разделен на отдельные отсеки при помощи поперечных и продольных водонепроницаемых переборок. Носовая часть судна между форштевнем и первой переборкой называется форпик, а кормовой отсек - ахтерпик. У моторных лодок водонепроницаемая конструкция у транца, образующая нишу и предназначенная для размещения лодочного мотора, называется моторной нишей. Моторную нишу, расположенную выше уровня воды и снабженную шпигатами - отверстиями для слива воды, называют нишей-рецессом.
Для более полного представления об элементах набора корпуса на рис. 4
изображен поперечный разрез сухогрузного судна с комбинированной системой набора, а на рис. 5 набор корпуса металлического катера "Чибис".
Рис. 4.
Комбинированная система набора.
1 - планширь; 2 - стойка фальшборта; 3 - фальшборт; 4, 10- бимс; 5 - настил палубы; 6 - карлингс; 7 - ребро жесткости; 8 - комингс люка;
9 - пиллерс; 11 - стойка переборки; 12 -переборка поперечная; 13 - настил второго дна; 14 - киль; 15 - киль горизонтальный; 16 -стрингер днищевой;
17 - обшивка днища; 18 - флор; 19 -лист крайний междудонный; 20 - киль скуловой; 21 - пояс скуловой; 22, 25 - шпангоут;
23 - полубимс; 24 - обшивка бортовая; 26 - кница; 27 - ширстрек.
Рис. 5
. Набор корпуса катера.
1 - рамный шпангоут; 2 - карлингс; 3 - комингс; 4 - настил палубы; 5 - привальный брус; 6 - шпангоут; 7 - бортовая обшивка;
8 - скуловой угольник; 9 - флор; 10 - стрингер; 11 - киль; 12 - бракета; 13 - днищевая обшивка; 14 - кница.
Наружная обшивка судна обеспечивает водонепроницаемость корпуса и одновременно участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. На металлических судах обшивка состоит из стальных листов, располагаемых длинной стороной вдоль судна. Кроме стальных листов, особенно на металлических моторных катерах и лодках используются листы из алюминиевых сплавов. Соединение листов обшивки производится при помощи заклепок и сварки встык. Ряд листов обшивки, идущий вдоль судна, называется поясом. Верхний пояс бортовой обшивки называется ширстрвком, а ниже идут бортовые поясья и на скуле - скуловой пояс. Средний днищевой пояс называется горизонтальным килем. Линия соединения одного пояса с другим называется пазом, а место соединения листов друг с другом в одном поясе - стыком. Размеры листов и их толщина различные и зависят от конструкции судна, его размеров и назначения. Для обшивки катеров, моторных, парусных и гребных лодок очень часто используются древесные материалы, древеснослоистые пластики, стеклопластики, текстолиты и другие материалы, отвечающие по своим свойствам и прочности требованиям судостроения.
Палубный настил обеспечивает водонепроницаемость корпуса сверху и участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. Наибольшая нагрузка при продольном изгибе приходится на настил в средней части судна, поэтому листы палубы в оконечности несколько тоньше, чем в районе мидельшпангоута. Листы настила располагаются длинной стороной вдоль судна, параллельно диаметральной плоскости, а крайние поясья левого и правого бортов - вдоль бортов, они называются палубными стрингерами и имеют большую толщину. Палубный стрингер соединяется с ширстреком при помощи клепки, сварки или склеивания в зависимости от материала листов настила.
Люки и горловины ослабляют прочность палубы, в их углах возникает концентрация напряжений, способствующая появлению трещин. В связи с этим углы всех вырезов в обшивке корпуса закругляют, а листы палубного настила по углам вырезов делают более прочными. Для подкрепления палубы, ослабленной вырезами, и предотвращения попадания воды в люк по краям выреза делают комингс, имеющий устройство для закрытия люка (горловины). Комингс окаймляет и вырезы в переборках, комингсом также называют часть переборки под дверной проем.
На морских, речных и современных прогулочных судах для предохранения людей от падения за борт открытые палубы имеют фальшборт или леерное ограждение.
Фальшборт (рис. 6 ) представляет собой, как правило, металлический пояс бортовой обшивки. Он устанавливается на низко расположенных палубах, подверженных заливанию водой в штормовую погоду.
Рис. 6.
Фальшборт.
1 - контрфорс; 2 - фальшборт; 3 - планширь; 4 - стойка жесткости.
С внутренней стороны фальшборт подкрепляется стойками, которые называются контрфорсами и устанавливаются через две - три шпации. Для увеличения прочности фальшборта между его стойками иногда привариваются ребра. По верхней кромке фальшборта укрепляется полоса, которая называется планширем. Для стока за борт воды, попадающей на палубу, в фальшборте делаются вырезы - штормовые портики. Учитывая, что полному удалению воды через штормовые портики препятствует угольник палубного стрингера, то для полного стока воды с палубы за борт делаются шпигаты - вырезы в выступающей над палубой кромке ширстрека и в угольнике палубного стрингера. Леерное ограждение (рис. 7 ) состоит из вертикальных стоек, соединенных между собой тугонатянутыми тросами (леерами) или цепями.
Рис. 7 . Леерное ограждение (съемное).
Стойки могут соединяться между собой двумя, тремя или четырьмя рядами горизонтальных круглых прутьев, чаще всего стальных. Эти горизонтальные прутья называются рейлингами.
Имеются основные материалы, используемые для изготовления корпусов, элементов набора, судовых устройств и деталей.
Сталь - обладает многими свойствами, необходимыми для постройки судна (плотность 7,8 г/см 3). Она прочна, хорошо поддается обработке. Наиболее часто используются судостроительные углеродистые и низколегированные стали.
Листовая сталь имеет толщину от 0,5 до 4 мм (тонколистовая) и 4 - 1400 мм. В судостроении наиболее распространены листы длиной 6-8 м и шириной 1,5-2 м. Из углеродистых сталей выпускают профили: угловой, швеллерный, двутавровый, полособульбовый и зетовый, а из низколегированных сталей те же профили, кроме зетового и двутаврового. Из листовой стали изготавливают обшивку корпуса, переборки, второе дно, палубы и т.п.; из профильной: бимсы, шпангоуты, стрингеры и др. элементы набора корпуса. Методом литья изготавливаются детали сложной формы: якорные клюзы, якоря, цепи, штевни, кронштейны гребных винтов и др.
Алюминиевые сплавы имеют меньшую, чем у стали, плотность (2.7 г/см 3) и достаточную прочность. Наибольшее распространение имеют сплавы алюминия с магнием и марганцем. Из этих сплавов изготавливают маломерные суда, надстройки, перегородки, трубопроводы, вентиляционные трубы, мачты, трапы и другие важные судовые детали.
Древесина и древесные материалы многие годы (до XIX в) были единственным материалом для постройки судов. Обладая многими преимуществами, древесина продолжает использоваться в судостроении и в настоящее время. Из древесины изготавливаются корпуса небольших морских и речных судов, катера, шлюпки, гребные лодки, спортивные и парусные суда, настилы палуб, отделка для судовых помещений и т.д. Чаще в судостроении применяется сосна. Она используется на изготовление набора и обшивки. Ель применяется для обшивки подводной части судна, т.к. она менее гигроскопична. Лиственница и тик используются для настила палуб и наружной обшивки, для отделки жилых и служебных помещений - дуб, бук, ясень, орех, береза и другие. Из бука и ясеня, кроме того, делают штевни деревянных судов, в т.ч. маломерных. Широко применяются в судостроении брусья, доски, рейки, фанера и плиты из древесины, используемые для изготовления наружной обшивки судов, отделки кают, салонов и т.д.
Пластики из-за малой плотности, хороших диэлектрических и теплоизоляционных свойств, высокой коррозийной стойкости, удобных методов переработки и достаточной прочности увеличивают срок службы отдельных деталей судов. ластики делятся на две основных группы: термопласты (оргстекло, капрон, полиэтилен и др. пластики, способные опять приобретать при нагревании пластичное состояние и затвердевать при охлаждении) и реактопласты - пластики, не поддающиеся при нагревании повторному размягчению, т.е. пластичности. аибольшее применение в судостроении имеют стеклопластики -различные синтетические смолы (эпоксидные, полиэфирные и др.) армированные стекловолокном в виде ткани, матов, жгутов. Из стеклопластиков изготавливают маломерные суда (шлюпки, катера, яхты, лодки), трубы и другие судовые конструкции и детали.
Основными недостатками пластиков являются: невысокая теплостойкость, низкая теплопроводность, склонность к пластической деформации под действием постоянной нагрузки при нормальной температуре (ползучесть).
Чугун применяется для изготовления литых изделий: кнехтов, киповых планок, дейдвудных труб, гребных винтов и других деталей.
Бронза - сплав меди с оловом или алюминием, марганцем, железом. Из нее изготовляются подшипники скольжения, облицовка гребных валов, корпусы кингстонов, червячные колеса и другие детали.
Латунь - сплав меди с цинком. Из нее изготовляются трубы для теплообменных аппаратов, детали иллюминаторов, электродетали, гребные винты и другие изделия.
Железобетон - материал, состоящий из бетона, армированного металлическим каркасом. Применяется в основном для постройки плавучих доков, кранов, дебаркадеров.
Надстройками называются все закрытые помещения, расположенные выше верхней палубы от борта до борта. Носовая надстройка называется баком, кормовая - ютом. Средняя надстройка специального названия не имеет. Надстройка, имеющая ширину меньше ширины судна, называется рубкой. Например, штурманская рубка. Конструкция палуб и бортов надстроек и рубок подобна конструкции остальных палуб и бортов на судах. Бортовая обшивка и переборки надстроек, как правило, имеют меньшую толщину и могут отличаться материалом от корпуса.
Цель работы. Для двухпалубного сухогрузного судна, верхняя и нижняя палубы которого загружены равномерной нагрузкой, подобрать размеры сечений пиллерсов из условий прочности и устойчивости.
8.1. Теоретический раздел
Для снижения нагрузки на основные связи палубных перекрытий сухогрузных судов в трюмах и машинном отделении устанавливаются пиллерсы, которые уменьшают пролеты бимсов и карлингсов, что позволяет уменьшить их размеры.
Пиллерсы устанавливаются на пересечении бимсов и карлингсов и выполняются из труб с различным закреплением концов. Размеры сечений пиллерсов должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости. Нагрузка на каждый пиллерс определяется из условия равномерного распределения общей нагрузки на палубное перекрытие между всеми пиллерсами и опорным контуром (борта, поперечные переборки).
Геометрические характеристики сечения пиллерса определяются по формулам:
– площадь сечения ,
– момент инерции сечения ,
где d – наружный диаметр трубы (пиллерса),
t – толщина стенки.
Схема распределения нагрузки на палубное перекрытие между пиллерсами приведены на рисунке 8.1.
Коэффициент запаса прочности для пиллерса принять к=0,8. Тогда допускаемые напряжения будут равны ,
где – предел текучести материала пиллерса.
Подбор сечения пиллерса из условия устойчивости производится с учетом отступления от закона Гука в следующем порядке:
1) Задаться значениями критического напряжения в долях от предела текучести , до которого необходимо обеспечить устойчивость пиллерса.
2) На графике (рисунок 7.1) по принятому значению критического напряжения определить соответствующее эйлерово напряжение .
3) Определить характеризующий отступление от закона Гука коэффициент .
4) Вычислить расчетный момент инерции сечения пиллерса по формуле ,
где – коэффициент, характеризующий расчетную длину пиллерса в зависимости от типа закрепления его концов:
– для свободного опирания, обоих концов,
– для жесткого защемления обоих концов,
– один конец свободно оперт, другой – жестко защемлен.
В связи с тем, что площадь сечения пиллерса F неизвестно, задача решается подбором отношения , в результате которого окончательно определяется площадь сечения и момент инерции сечения пиллерса в соответствии с действующими стандартами. При этом должны удовлетворяться требования прочности и устойчивости,
где – напряжение сжатия от действующей на пиллерс сжимающий нагрузки.
а) вид на палубное перекрытие; б) сечение по трюмному шпангоуту
Рисунок 8.1 – Схема расположения пиллерсов в трюме сухогрузного судна
8.2. Индивидуальное расчетное задание
При расчете прочности пиллерсов верхней и нижней палуб нагрузка на палубные перекрытия считается равномерной, при этом плотность груза на нижнюю палубу в 2 раза выше, чем плотность груза на верхнюю палубу.
При расчете устойчивости пиллерсы рассматриваются как центрально сжатые стержни при различных условиях закрепления концов. Для учета отступления от закона Гука следует использовать диаграмму или рисунок 7.1 настоящих методических указаний. Схема расположения пиллерсов и конструкций в районе грузовых отсеков сухогрузного судна приведена на рисунке 9.1.
Исходные данные для расчета принять по таблице 9.1.
Отчет должен содержать схему расположения пиллерсов в районе отсека грузовых трюмов сухогрузного 2-х палубного судна, распределение нагрузок на пиллерсы. Используя исходные данные, подобрать размеры сечений пиллерсов из расчета прочности и устойчивости при действии сжимающей нагрузки и заключение об их устойчивости.
Таблица 8.1 – Исходные данные для расчета пиллерсов
№ | Ширина судна L, м | Длина перекрытия Lп, м | Верхнй пиллерс lв, м | Нижний пиллерс lн, м | Предел текучести стали, МПа | |||
В | Н | |||||||
Пиллерс | ||||||||
15,0 | 11,2 | 3,0 | 5,2 | |||||
18,0 | 11,2 | 3,2 | 5,4 | |||||
21,0 | 11,2 | 3,4 | 5,6 | |||||
15,0 | 12,8 | 3,0 | 5,2 | |||||
18,0 | 12,8 | 3,2 | 5,4 | |||||
21,0 | 12,8 | 3,4 | 5,6 | |||||
15,0 | 14,0 | 3,0 | 5,2 | |||||
18,0 | 14,0 | 3,2 | 5,4 | |||||
21,0 | 14,0 | 3,4 | 5,6 | |||||
15,0 | 9,6 | 2,8 | 4,8 |
8.4. Контрольные вопросы
1) Дать определение устойчивости, эйлеровых и критических напряжений.
2) Определить основные положения метода Эйлера.
3) В каких случаях проверки устойчивости стержней учитываются отступления от закона Гука.
4) Указать практические методы учета отступления от закона Гука при расчете устойчивости стержней.
5) Напишите порядок определения размеров сечения стержней из условия устойчивости с учетом отступлений от закона Гука.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9
РАСЧЕТ ПЛАСТИН ДНИЩЕВОЙ ОБШИВКИ КОРПУСА СУДНА
Цель работы: Для днищевой обшивки корпуса судна при поперечной системе набора вычислить наибольший прогиб, а также изгибные и полные напряжения в пластине (в центре и на длинной стороне опорного контура).
9.1. Расчет пластин, гнущихся по цилиндрической поверхности
9.1.1. Теоретический раздел
При соотношении сторон опорного контура изгиб жесткой пластины под действием равномерно распределенной нагрузки (давление на днище) можно считать цилиндрическим, а расчет такой пластины привести к расчету единичной балки-полоски. Для расчета балки-полоски применимы формулы балочной теории изгиба с заменой нормального модуля упругости Е на приведенный модуль . Поскольку на пластины действуют продольные усилия от общего изгиба корпуса судна, то напряжения в балке-полоске могут быть определены по формуле сложного изгиба
,
где h – толщина пластины,
– напряжения от общего изгиба корпуса (растягивающие),
– изгибающий момент в балке-полоске (на опоре или в середине),
– функция Бубнова, учитывающая влияние продольных сил на изгибающий момент балки-полоски и зависящая от аргумента u , равного , (9.1)
a – короткая сторона пластины (длина балки-пластины),
– цилиндрическая жесткость,
– коэффициент Пуассона.
Пластина считается жестко защемленной на опорном контуре. Моменты в балке-полоске равны на опоре , в середине пролета
, (9.2)
где р – давление на обшивку днища судна при осадке d (см.таблицу 9.1).
Функции принять по таблице 6.3 Справочника
9.1.2. Индивидуальное расчетное задание
Исходные данные принять по таблице 9.1.
Таблица 9.1 – Исходные данные
№ вар. | , м | , м | , м | , м | , МПа |
0,70 | 2,00 | 0,011 | 7,5 | ||
0,70 | 1,90 | 0,011 | 8,0 | ||
0,80 | 2,40 | 0,012 | 7,5 | ||
0,80 | 2,20 | 0,012 | 8,0 | ||
0,80 | 2,00 | 0,012 | 8,5 |
9.2. Проверка прочности пластин с использованием справочных данных
9.2.1. Теоретический раздел
К жестким пластинам относятся пластины с отношением сторон b\h£60, где b – меньший размер контура пластины, h – толщина пластины.
Решения жестких пластин, полученные методом М. Леви, приведены к табличной форме .
Стрелка прогиба, м, в центре пластины определяется по формуле
. (9.3)
Погонные изгибающие моменты определены в центре пластины и на опорном контуре по формулам
. (9.4)
где , – длинная и короткая сторона опорного контура пластин, м.;
– коэффициенты определяемы по таблице в зависимости от закрепления пластины на опорном контуре и отношения сторон опорного контура ;
– давление на пластину (в центре), МПа;
– модуль упругости, МПа.
Изгибные напряжения в пластине определяются по формуле
9.2.2. Индивидуальное расчетное задание
1) Определить тип пластины.
2) Вычислить по вышеприведенному методу изгибающие моменты и напряжения, а так же максимальный прогиб в центре пластины днища при осадке судна d.
Отчет должен содержать расчет прочности пластин по методу расчета пластин конечной жесткости; с определением изгибающих моментов и перерезывающих сил, а также наибольших значений стрелки прогиба и напряжений.
9.3. Контрольные вопросы
1) Дайте определение пластин, объясните классификацию пластин по жесткости и отношению сторон опорного контура.
2) В чем суть расчета платин конечной жесткости.
3) Назовите классификацию пластин по жесткости.
4) Назовите классификацию пластин по отношению сторон опорного контура.
5) Опишите метод решения жестких пластин.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10
ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ И ПЕРЕРЕЗЫВАЮЩИХ СИЛ ПРИ ОБЩЕМ ИЗГИБЕ СУДНА.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС СУДНА ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОТСЕКАМ.
Цель работы
Распределить массы судна по теоретическим отсекам для определения интенсивности нагрузки при общем изгибе судна.
10.1. Теоретический раздел
Корпус судна представляет собой коробчатую балку поперечного сечения, находящуюся под действием масс и сил поддержания.
Чтобы определить величины изгибающих моментов и перерезывающих сил, необходимо построить эпюру нагрузки, которая получается алгебраическим суммированием масс и сил поддержания воды в каждом сечении корпуса судна. Исследования показали, что целесообразно и достаточно разбить длину судна на 20 равновеликих отсеков (теоретических шпаций), в пределах каждого из которых массы распределены равномерно. Правила распределения масс по отсекам приведены в .
По результатам расчета следует построить ступенчатую кривую масс, составляющих водоизмещение, по длине судна.
10.2. Индивидуальное расчетное задание
Для архитектурно-конструктивного типа (АКТ) судна, разработанного в курсовом проекте по дисциплине "Конструкция судов и плавучих сооружений":
а) разбить корпус судна на отсеки в соответствии с требованиями Правил Регистра , а также на 20 равновеликих отсеков;
б) распределить массы металлического корпуса в виде трапеции;
в) распределить основные статьи нагрузки по теоретическим отсекам с учетом районов их расположения по длине судна;
г) произвести суммирование в табличной форме всех статей нагрузки по теоретическим отсекам и определить положение по длине их центра тяжести;
д) по суммарным данным построить ступенчатую кривую масс.
Отчет должен содержать исходные данные, краткое описание метода распределения масс, разбивку масс по теоретическим отсекам в табличной форме, а также схему отсеков судна и ступенчатую кривую масс на формате А-4.
10.4. Контрольные вопросы
1) Назовите основные статьи нагрузки масс судна и опишите характер их распределения по длине.
3) Опишите метод разбивки масс корпуса по правилу трапеций.
4) Опишите правила разбивки статей нагрузки масс по длине судна.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11
О
Обводы
- форма, наружные очертания корпуса судна, в первую очередь - его подводной части.
Обмер
- измерение размеров корпуса и парусного вооружения яхты с целью определить соответствие их правилам классификации и постройки данного класса.
Обшивка
- водонепроницаемая оболочка судна.
Обух (обушок)
- болт с кольцом.
Оверштаг
- поворот яхты, при котором она пересекает линию ветра носом.
Огон
- петля, заплетаемая на конце (или в середине) снасти.
Оковки
- разного рода металлические детали, закрепляемые на деревянном рангоуте для присоединения такелажа.
Осадка
- отстояние самой нижней точки судна от поверхности воды.
Остойчивость
- способность судна противостоять кренящим силам и после прекращения их действия возвращаться в прямое положение.
Отдать снасть
- снять ее со стопора, утки или кнехта и свободно отпустить.
Оснастка
- совокупность всех тросов стоячего и бегучего такелажа.
Основная линия (ОЛ)
- линия теоретического чертежа судна, проходящая через нижнюю точку киля параллельно плоскости ватерлинии. Обычно от ОЛ (или плоскости ОП) ведется отсчет координат деталей корпуса по высоте.
Оттяжка
- снасть, служащая для оттягивания в сторону, в определенном направлении, детали рангоута или паруса (напр., на «Оптимисте» - оттяжка гика).
П
Паз
- продольное соединение поясьев обшивки, щель между досками обшивки или палубы.
Пайол
- настил из плотно подогнанных деревянных щитов, закрывающий трюм.
Пал
- чугунная тумба, врытая в землю, или несколько свай, вбитых в грунт, за которые крепят швартовы.
Палуба
- закрытие корпуса сверху, герметичный настил.
Переборка
- вертикальная перегородка на судне, разделяющая внутренние помещения на отсеки или каюты.
Перо руля
- плоская рабочая часть руля.
Пиллерс
- вертикальная стойка, поддерживающая бимс.
Плавник
- пластина, закрепляемая на днище, служащая для повышения устойчивости на курсе. П. называется и киль яхты, если он делается в виде отдельной крыловидной детали, закрепляемой к корпусу.
Плаз
- ровная площадка (пол, щит), на которой вычерчивается в натуральную величину теоретический чертеж корпуса и очертания его отдельных деталей. Существует также парусный П., на котором размечают и сметывают паруса.
Планширь
- доска или брус, накрывающий свободную кромку борта беспалубной лодки или верхнюю кромку фальшборта.
Погибь бимсов
- поперечный изгиб, кривизна, покатость палубы.
Погон
- металлический прут, рельс, по которому блок какой-либо снасти (например, гика-шкота) свободно переходит из одного положения в другое, с борта на борт.
Подветренная сторона
- сторона, противоположная наветренной, защищенная от ветра.
Подволок
- потолок, внутренняя поверхность палубного настила, крыши рубки.
Подзор
- кормовой свес, нависающая над водой кормовая часть судна.
Подлегарс
- продольная связь набора корпуса шлюпки, проходящая по бортам, на которую опираются банки.
Подуключина
- гнездо для уключины.
Полуширота
- проекция теоретического чертежа корпуса судна - вид сверху на правую половину корпуса.
Потравить
- немного ослабить натяжение снасти.
Пояс (поясья)
- доска обшивки, простирающаяся от носа до кормы судна (может быть составным по длине).
Привальный брус
- мощный деревянный брус, закрепленный по борту снаружи для защиты корпуса от повреждений. На малых судах П.Б. называют также внутренний брус, соединяющий верхние концы всех шпангоутов и расположенный внутри корпуса.
Привести судно к ветру
- взять курс ближе к линии ветра, круче.
Причертить
- подогнать какую-либо деталь корпуса или оборудования точно по обводу корпуса.
Проа
- двухкорпусное судно, состоящее из основного корпуса и аутригера - поплавка меньшего объема, закрепляемого на поперечных балках с одного из бортов основного корпуса.
Протест
- форма заявления в судейскую коллегию парусных соревнований на неправильные действия соперника, противоречащие правилам гонок.
Прядь
- составная часть троса, свитая из нескольких каболок.
Пузо
- выпуклость паруса, благоприятно влияющая на величину движущей силы.
Пяртнерс
- отверстие в палубе, банке, для прохода мачты.
Пятка
- внутренний, обращенный к мачте конец гика, гафеля; нижний конец баллера руля.
Р
Разбивка
- вычерчивание теоретического чертежа на плазе в натуральную величину.
Развал борта
- наклон верхней части бортов в наружную (от ДП) сторону.
Рангоут
- общее название всех мачт, реев и пр. дерев на судне, служащих для постановки парусов.
Распашное весло
- весло без утолщения (валька) для гребли одной рукой.
Реек
- рангоутное древко для растягивания по нему шкаторины паруса, если он не снабжен гиком или гафелем.
Релинг
- жесткое ограждение палубы в носу и корме, сделанное из труб.
Рея (рей)
- рангоутное дерево, подвешиваемое за середину к мачте для растягивания по нему шкаторины прямого паруса.
Рифы взять
- уменьшить площадь паруса при усилении ветра. Нижнюю часть паруса скатывают и подвязывают к гику короткими завязками - риф-штертам и или пришнуровывают риф-сезнем. На малых яхтах применяют различные патент-рифы - устройства для наворачивания паруса на гик.
Рулевой
- член экипажа, находящийся на вахте у штурвала, на румпеле. Яхтсмены, сдавшие экзамены по специальной программе и имеющие определенный стаж плавания под парусами, получают дипломы рулевого 2-го и 1-го класса, дающие право на самостоятельное управление яхтами с парусностью соответственно до 30 и до 60 м 2 с ограничением района плавания.
Румпель
- рычаг, при помощи которого поворачивают перо руля.
Рундук
- ящик с верхней крышкой, служащий для хранения личных вещей или снабжения на судне.
Рыбина
- 1. Деревянные щиты из реек либо отдельные доски, которые укладываются на дно шлюпки для предохранения обшивки.- 2. Линия теоретического чертежа, называемая также диагональю.
Рым
- металлическое кольцо, продетое в обух.
Рыскать
- временно и незначительно уклоняться от курса из-за плохого управления, под действием ударов волн, вследствие рыскливости самого судна - плохой устойчивости на курсе.
С
Сегарс
- скользящие по мачте кольца, к которым привязывается передняя шкаторина косого паруса.
Седловатость
- продольная кривизна палубы (линии борта), поднимающейся вверх в носу и (меньше) в корме.
Серп
- выпуклая часть шкаторины паруса.
Скула
- выпуклая часть корпуса в месте перехода днища в борт; район перехода (в плане) средней части к оконечностям.
Слаблинь
- тросик, которым парус пришнуровывают к мачте, гику или рейку.
Слань
- см. пайол.
Слип
- наклонная площадка для спуска судов на воду; иногда снабжается рельсами и тележками.
Спинакер
- большой, напоминающий парашют, выпуклый парус, который ставится только на попутных курсах.
Сорлинь
- тросик для подъема подъемной части пера руля или крепления его к корпусу судна (для страховки).
Стаксель
- косой треугольный парус, ставящийся перед мачтой.
Старнкница
- мощная кница, соединяющая киль с ахтерштевнем (транцем).
Стапель
- основание, на котором осуществляется сборка корпуса судна.
Степс
- гнездо на киле, в которое мачта вставляется своим нижним концом - шпором.
Стоячий такелаж
- совокупность тросов, которые раскрепляют мачты в нужном положении.
Стрингер
- продольный брус, деталь набора корпуса, проходящая по днищу и бортам. По скуле ставится скуловой С.