Капитану о прочности корпуса судна (Максимаджи А.И.) - часть 3

изгибающий момент на миделе от симметричной части нагрузки

                                                    М

p

=0,5mga,                                    (2. 2)

дифферентующий момент от асимметричной части нагрузки

М

д

 = mga.

Согласно  сказанному  выше  изгибающий  момент  от  чисто

асимметричной относительно миделя нагрузки равен нулю. Поэтому
полный изгибающий момент на миделе определяется формулой 

(2.

2)

.

Если  груз  массой  т  расположен  на  участке  перекрывающем

мидель 

(см. рис. 2. 3, 6)

, то разбивая его на две части, лежащие

справа (m

1

) и слева (m

2

) от миделя, получим

                                             М

р

 = 0, 5m

1

ga

1

 + 0, 5m

2

ga

2

,                     (2. 3)

где  a

1

  и  a

2

—  отстояние  ЦТ  соответственно  правой  и  левой  частей

груза от миделя.

При  вычислении  М

р

  необходимо  брать  арифметическую  сумму

моментов,  так  как  в  случае  приведения  нагрузки  к  симметричному
виду  с  обеих  сторон  от  миделя  будут  расположены  все  грузы 0,5m

i

g

Независимо от того, с какой стороны суммируются моменты этих масс
относительно  миделя  (слева  или  справа),  расчетный  изгибающий
момент равен одной и той же арифметической сумме всех 0, 5m

i

ga

i

.

          Пример. Вычислить составляющую изгибающего момента в миделевом сечении от
массы  принятых  на  прямоугольный  понтон  длинной  l = 10  м  и  шириной  b = 5  м
металлических труб длинной 6 м, массой
m = 6 т, уложенных так, что середина их
длины расположена на
расстоянии 1 м в корму от миделя.

Решение. 

Длина 

труб 6 м,

следовательно,  в  корму  от  миделя  будет
расположена  часть  труб  длиной 4 м,  а  в
нос-часть  труб  длиной 2 м.  Параметры,
входящие в формулу   

(2.3)

, равны 

(рис.

2.4)

: m

1

=4 т a

1

 = 2 м,  m

2

 = 2 т, a

2

 = 1 м.

Составляющая

35

Рис. 2. 4. Схема загрузки понтона.

1-ватерлиния до погрузки; 2-ватерлиния

после погрузки; 3— симметричная часть сил

поддержания; 4— груз.

изгибающего  момента  от  изменения  нагрузки — массы  труб  на  миделе  [см.
формулу 

(2.

 

3)

]:

М

р

 = 0,5m

1

ga

1

 + 0,5m

2

ga

2

 = 0,5 • 9,8 (8 + 2) = 49 кН • м.

Составляющая изгибающего момента от симметричной составляющей сил

поддержания на миделе будет

       М

с.п

= -2 * mg/2 *l/4= (6*9.8*10)/4=17,5 кН.

 

м.

Изгибающий  момент  в  миделевом  сечении  определится  как  алгебраическая
сумма М

р

 и М

c. п

:

М=М

p

-М

с.п.

= 49-17,

 

5 =31,

 

5 кН.м.

Используя  изложенную  методику,  изгибающий  момент  на  тихой

воде  в  миделевом  сечении  судна M можно  представить  как  половину
алгебраической  суммы  моментов:  от  массы  порожнего  судна  М

п

,  от

массы грузов, входящих в дедвейт M

DW

, от сил поддержания M

c.п

:

                                 М = 0, 5 (М

п

 + М

DW

 - М

сп

)                              (2. 4)

Составляющую  изгибающего  момента  от  массы  порожнего

судна можно определить по приближенной формуле

                                        M

п

 =k

п

gm

п

L,                                              (2. 5)

где k

п

 — коэффициент, зависящий от полноты корпуса, от размеров и

положения надстроек на судне;
m

п

 — масса порожнего судна,

При  расположении  центра  массы  машинного  отделения  (МО)  в

средней части судна (0, 2L в нос и корму от миделя)

k

п

= δ

1/3

 (0.270 – 0.10 l

н

/L)

Если  же  центр  масс  МО  находится  за  пределами  средней  части

судна, то

k

п

= δ

1/4

 (0.276 – 0.06 l

н

/L)

Здесь  δ—коэффициент  общей  полноты  корпуса  при  осадке  по  ГВЛ;
l

н

— суммарная длина надстроек.

Составляющая  изгибающего  момента  от  массы  грузов,

входящих  в  дедвейт,  определяется  как  половина  арифметической
суммы  моментов  грузов,  расположенных  в  нос  и  в  корму  от  миделя,
относительно миделя. Составляющие дедвейта распределяются в

36

соответствии с вместимостью грузовых помещении и цистерн, которая
схематически изображается на специальном чертеже—эпюре емкости.
Площадь,  ограниченная  эпюрой  емкости,  в  пределах  каждого  отсека
представляет его объем, а ЦТ этой площади определяет положение ЦТ
объема  по  длине  судна.  При  составлении  грузовых  планов  капитан
обычно  пользуется  заранее  заготовленными  бланками  эпюр  емкости,
которые имеются на борту судна.

Величину 

M

DW

 

целесообразно  представлять  в  табличной  форме

( табл. 2. 1)

.

Составляющая  изгибающего  момента  на  тихой  воде  от  сил

поддержания — наибольшая его часть, зависящая от формы строевой
по  шпангоутам.  При  ее  определении  необходимо  как  можно  точнее
учесть  действительный  характер  обводов  корпуса.  Обычно  этого
достигают  путем  численного  интегрирования  ординат  строевой  по
шпангоутам,  построенной  для  данной  посадки  по  масштабу  Бонжана.
Однако,  учитывая,  что  для  большинства  транспортных  судов  ха-
рактерна  форма  строевой,  имеющей  параболический  характер  в
средней  части  судна  и  слабую s-образность  в  оконечностях,  можно
заранее  подсчитать  коэффициенты  k

c.п

  и  с  их  помощью  определить

составляющую  изгибающего  момента  от  сил  поддержания  на  миделе
М

с.п

  в  зависимости  от  коэффициента  продольной  полноты  φ  (или

коэффициента общей полноты 6) корпуса 

(рис. 2.5)

. В результате

получим

M

с.п.

 = k

с.п.

ρgV

p

L ,  (2.6)

где  V

p

—объемное  водоизмещение

судна  при  расчетном  состоянии
загрузки.

В 

случаях, 

когда 

значения

коэффициента  общей  полноты  δ  для
расчетной  осадки  судна  d  от-
сутствуют,  их  можно  найти  с
помощью графика на 

рис. 2.6

 по

известной величине δ

o

 при осадке d

o

.

37

Рис.2.5.Значения  коэффициента  К

сп

  в

функции от δ или 

φ

Таблица 2. 1 Составляющая момента от грузов,

входящих в дедвейт

№

поме
щений

Наименование помещений

Масса груза

m

I

, т

Отстояние

ЦТ груза от

миделя x

I

, м

Статический

момент m

i

x

i

,

тм

Г р у з о в ы е

п о м е щ е н и я

1

Трюм 1

1014

48,

 

7

49400

2

Твиндек 1

570

50,

 

0

28500

3

Трюм 2

1688

31,

 

5

53200

4

Твиндек 2

659

31,

 

5

20800

5

Трюм 3

1535

14,

 

3

22000

6

Твиндек 3

623

14.

 

3

8900

Итого носовые грузовые

6089

—

182 800

помещения

7

Диптанк

930

16,

 

4

15300

8

Трюм 5

1770

31,

 

2

55200

9

Твиндек  5

911

30,

 

7

28000

10

Трюм  6

915

50,

 

0

45800

11

Твиндек  6

519

49,

 

2

25500

12

Кладовая

46

58,

 

6

2700

Итого кормовые грузовые

помещения

5091

-

172500

П о м е щ е н и я

з а п а с о в

13

Расходная цистерна

94

1.

 

0

94

14

Бортовой танк:

носовая часть

208

2,

 

3

478

кормовая часть

280

3,

 

1

868

15

Бортовой танк 2

115

8,

 

6

990

16

Танк двойного дна 3

141

6,

 

6

930

17

Танк двойного дна 4:

носовая часть

62

2.

 

0

124

кормовая часть

92

3,

 

0

276

18

Расходный танк

91

2,

 

0

182

19

Танк для смазки

78

1.

 

0

78

20

Танк питьевой воды

47

2.

 

5

117

21

Танк пресной воды

252

1,

 

8

453

Запасы

1460

-

4590

Итого

12640

—

359 890

М

DW

 = g 

∑

i

m

i

x

i

 = 3 530 520 кН • м

38

Решение.  1.  Составляющую  момента  от  массы  порожнего  судна  определяют  по

формуле 

(2. 5)

:

М

п

 = 0, 225 • 4568. 9, 8 • 136, 5 = 1 368 770 кН. м.

2.  Составляющую от грузов, входящих в дедвейт, вычисляют по 

табл. 2.1

:

М

DW

= 3530 520 кН.  м. 3. Составляющую  от  сил  поддержания  определяют  по  формуле

(2.6). В зависимости от 

δ

 по графику на

 рис. 2. 5

 находят k 

с. п

= 0, 1928. В результате

М

сп

=-0, 1928 •  1, 025 •  9, 8 •  0, 728 •  19, 09 •  8, 85 • 136,5

  

= -4 438159 кН •  м.

Изгибающий момент на тихой воде в миделевом сечении [ см формулу 

(2. 4)

] будет

1

M

⊗

= 0,5 • ( 1 368 770 + 3 530 520 – 4  438 159) = 230 570 кН • м.

Изменение  изгибающего  момента  на  тихой  воде  в  миделевом
сечении при изменении нагрузки судна.
В  ряде  случаев  возникает  необходимость  оценить  изменение
изгибающего момента на миделе от приемки или снятия относительно
небольшого количества груза (топлива, воды). Вполне достаточную для
практики точность можно получить, используя формулу 

(2.4)

, если

доля груза не превышает 15% водоизмещения судна.:

39

Пример  1.  Определить  коэффициент

общей  полноты  корпуса 

δ

  судна,  имеющего

осадку d = 10 м, у которого при осадке d

o

 = 9 м

δ

о

 = 0, 710.

Решение.  Вычисляют  отношение  d: d

o

  =

10: 9 = 1,11. По графику на 

рис. 2.6

 на шкале

ординат  откладывают  величину  1,11  и
проводят 

горизонтальную 

линию 

до

пересечения  с  кривой 

δ

0

 =0,71.  На

горизонтальной  шкале  графика  снимают  иско-
мое значение 

δ

 = 0, 725.

Пример 2 .Определить  изгибающий

момент на тихой воде в миделевом сечении для
сухогрузного судна с надстройкой длиной 0, 2L
расположенной  в  средней  части  по  длине
корпуса при следующих исходных данных: L=
136, 5 м; B= 19, 09 м;d=8, 85 м; 

δ

=0, 728  м;

масса  порожнего  судна  m

п 

= 4568т:  дедвейт

m

DW

=12640 т. Распределение дедвейта показано

в 

табл. 2. 1

.

Рис. 2. 6, Изменения коэффициента

общей полноты в зависимости от

осадки

.

d /d

o

—относительная осадка.

С л у ч а й   1.  Распределенный  по

любому закону или сосредоточенный
груз  массой 

∆

m  принимается

(снимается)  по  одну  сторону  от
миделя 

( см. рис. 2. 3, а)

. Изгибающий

момент  на  миделе  в  этом  случае
изменяется  в  связи  с  изменением
двух  составляющих  момента  сил

тяжести и сил поддержания:

∆

М = g

∆

mx/2 - 

ρ

g

∆

Vl/2,

где 

ρ

g

∆

V  =  g

∆

m—изменение

водоизмещения судна;  х—отстояние  ЦТ  груза  от  миделя; /—отстояние
ЦТ  половины  площади  ватерлинии  от  миделя  той  части  судна,  в
которую принимается груз.

Если  величина  /  неизвестна,  то  для  ее  определения  может  быть

использована приближенная формула l = 0,5

ψ

L, где 

ψ

 — коэффициент,

вычисляемый  по  приведенным  ниже  формулам  в  зависимости  от
коэффициента полноты ватерлинии 

α

 и отстояния ее ЦТ от миделя x

f

(положительно в нос от миделя);
для носовой и кормовой части соответственно получим

24

.

0

)

L

/

x

23

.

2

(

25

.

0

,

24

.

0

)

L

/

x

23

.

2

(

25

.

0

5

.

1

f

K

5

.

1

f

H

+

−

=

+

+

=

α

ψ

α

ψ

Чтобы облегчить использование формул 

(2. 7)

, на графике 

рис. 2. 7

даны  значения 

ψ

н

  и  ψ

к

  в  зависимости  от  коэффициента  полноты

расчетной ватерлинии 

α

 и относительного положения ее ЦТ x

f 

/L (х

f

 —

положительно в нос от миделя).

Пример.  Определить  положение  ЦТ  носовой  и  кормовой  половин

ватерлинии судна длиной 161 м при а = 0,

 

815 и x

f 

 = —3,

 

5 м.

Решение. Находят величину 100x

f 

/L=

 — ( 100

 

•

 3,

 

5) 

÷

 161= -2,

 

17

и откладывают на оси абсцисс  (горизонтальная ось) графика на 

рис. 2.7

. Из

полученной  точки  восстанавливают  перпендикуляр  до  пересечения  со
сплошной и пунктирной линиями, отвечающими 

α

 = 0,

 

815. На шкале ординат

(вертикальная  ось)  снимают  значения:  по  сплошной  линии 

ψ

н

 =0,41;  по

пунктирной 

ψ

к

 = 0,

 

44.

40

Рис. 2.

 

7. Отстояние ЦТ половины

площади расчетной ватерлинии от

миделя.

———ψ

н

 ;--------- ψ

к

(2.

 

7)

Изменение изгибающего момента от приема (+), снятия (—) груза

можно вычислить по формуле

                                            

∆

 M

⊗

 =0, 5g 

∆

 m (x- 

ψ

i

 L/2).                     (2. 8)

С л у ч а й  2. Принимаемый  (снимаемый)  груз  g

∆

m  распределен

равномерно  и  его  расположение  по  длине  частично  перекрывает
миделевое сечение 

(см. рис. 2.3, 6)

. В этом случае изменение изгибаю-

щего момента на миделе может быть вычислено по формуле

∆

M

⊗

= g

∆

m / 2 ( l

г

/4 + x

2 

/ l

г

 -

ψ

I 

L/2).

где  /

г

—длина,  на  которой  распределен  груз;  х—отстояние  ЦТ  груза  от

миделя; 

ψ

I 

—коэффициент, определяемый по формулам 

(2.7)

 или

графику на 

рис. 2.7

 для половины площади ватерлинии, на которой

расположен ЦТ груза.

Пример.  Определить  изменение  изгибающего  момента  на  миделе  за  счет

перераспределения загрузки трюмов для сухогрузного судна 

(рис. 2.

 

8)

.

Исхо

дны

е

  да

нны

е

:  длина  судна  L =  119,8  м,  коэффициент  полноты

ватерлинии  а =0,

 

780,  отстояние  ЦТ  ватерлинии  от  миделя  x

f

 = —2,45 м.

Перенесено: т

1

 = 107 т груза из трюма 4 в трюм 5, m

2

=82 т груза из трюма 3 в

трюм 5,

 m

3

=197 т груза из трюма 3 в трюм 1.

Ре

ше

ние

. Изменение изгибающего момента на миделе при приеме (снятии)

груза определяют по формуле 

(2.

 

8)

∆

M

⊗

=0, 5g

∆

m (x-

ψ

i

 L/2).

Рис. 2.

 

8. Схема загрузки судна.

1—5— отсеки.

41

По формулам 

(2. 7)

 

ϕ

н

 = 0,395; 

ϕ

к

 = 0,425. Отстояния ЦТ носовой и кормовой

частей площади ватерлинии от миделя

будут:

l

н

 = 0,5

ϕ

н

 L= 0,395 • 59,9 = 23,65 м;

l

к

 = 0,5

ϕ

к

 L = 0,425 • 59,9 = 25,45 м.

Изменение изгибающего момента на миделе по трем грузовым операциям:

∆

М

1

 =0,5gm

1

 [ ( x

5 

- l

k

 )  – ( x

4

 - l

k

)]=

=0,5 • 1049 (42,25 — 25,0) = 9048 кН • м,

∆

М

2

 =0,5gm

2

 [ ( x

5 

- l

k

 )  – ( x

3

 - l

k

)]=

= 0,5 • 804 (42,25 - 25,45 - 11.4 + 23,65) = 11 678 кН • м,

∆

М

3

 =0,5gm

3

 [ ( x

1 

– l

н

 )  – ( x

4

 – l

н

)]=

 

= 0,5 • 1931 (43,25 — 11,4) = 30 735 кН • м.

Суммарное изменение изгибающего момента на миделе окончательно будет  ,

∆

М

⊗

 = 

∆

М

1

 +

 

∆

М 

2

 + 

∆

М 

3

= 9048 + 11678 + 30735 = 51461 кН. м.

§ 7. Информация об остойчивости и прочности грузового

судна

 Назначение  Информации.  Такая  Информация  разрабатывается  в

конструкторских  бюро  в  соответствии  с  требованиями  Правил
Регистра  СССР.  Она  входит  в  состав  обязательных  документов  на
судне и используется при составлении грузовых планов [21].

Информация  предназначена  для  проверки  согласованности

принятой конкретной загрузки судна с требованиями Правил Регистра
в  части  остойчивости  и  прочности.  При  проверке  характеристики
остойчивости  и  прочности  судна  для  принятого  грузового  плана
сопоставляют  с  соответствующими  нормативными  характеристиками,
указанными  в  Информации  для  типовых  случаев  загрузки  или
рассчитанных  самостоятельно  с  помощью  указанных  в  ней  мате-
риалов.

В Информации приводятся:
основные  характеристики  судна,  ограничения,  которые  для  него

установлены,  данные  об  опытном  кре-новании,  положенные  в  основу
составления  Информации,  в  том  числе  данные  о  массе  порожнего
судна;

типовые варианты загрузки судна с характерными для него грузами

(с учетом случаев отплытия в

42

рейс  и  прибытия  в  порт  назначения),  а  также  указания  о
последовательности загрузки — разгрузки судна в портах, о приеме и
расходовании запасов в рейсе;

информационные  материалы  для  выполнения  самостоятельных

расчетов плавучести, посадки, остойчивости, прочности и проверки их
соответствия требованиям Правил Регистра СССР.

Графики  прочности.  Важной  составной  частью  Информации

являются 

сведения 

о 

Прочности 

корпуса. 

Эти 

сведения

представляются  в  виде  графиков  контроля  продольной  прочности,
учитывающих  возможный  прогиб  (перегиб)  корпуса,  и  допускаемых
значений нагрузок на настилы палуб, второго дна, переборок, крышки
люков и другие несущие конструкции.

В  зависимости  от  типа  и  назначения  судна  графики  контроля

общей прочности строят либо для одного миделевого сечения (в случае
относительно  равномерного  распределения  грузов  по  длине  судна),
либо  для  нескольких  сечений  (если  предусматривается  существенно
неравномерное распределение грузов  по  длине  судна  в  рейсе  или  при
грузовых операциях).

В  составе  нагрузки  масса  данного  порожнего  судна — всегда

постоянная или почти постоянная величина. Влияние ее можно учесть
отдельно и исключить из последующих расчетов. При этом составляю-
щая от сил поддержания оказывается зависящей только от величины и
расположения грузов, входящих в дедвейт.

В  результате  расчетные  нагрузки  на  тихой  воде  (изгибающие

моменты  и  перерезывающие  силы,  а  также  их  предельно  допустимые
значения)  могут  быть  представлены  в  функции  только  от  дедвейта
судна. Это существенно упрощает как построение, так и практическое
использование графиков прочности, являющихся частью Информации,
предназначенной для контроля продольной прочности корпуса.

Порядок построения графиков проследим на простейшем примере,

когда  контроль  продольной  прочности  осуществляется  только  по
миделевому  сечению.  Для  построения  графиков  воспользуемся
методикой постатейного определения изгибающих моментов

43

на тихой воде. Согласно этой методике изгибающий момент  на тихой
воде в миделевом сечении судна характеризуется зависимостью 

(2. 4)

.

Учитывая функциональную связь составляющих нагрузки с дедвейтом
судна,  можно  представить  нормативные  значения  изгибающих
моментов на тихой воде в виде соответствующих моментов от грузов,
входящих в дедвейт. Для этого представим формулу 

(2. 4)

 в виде

                          2М

т.в

 = М

п

 + M

DW

 –

М  

с.п 

                                    ( 2.9)

   Если  в  формуле (2. 9) положить  М

т.в

  = 0, то  легко  найти

отвечающий  этому  значению  М

т.в

,  в  момент  дедвейта,  придадим  ему

индекс «О»:

M

DW0

 = М 

с.п 

- М 

п.

Выражение 

(2.10)

 определяет арифметическую сумму моментов

всех  грузов,  входящих  в  дедвейт,  относительно  миделя,  при  которой
момент на тихой воде для данного (любого фиксированного) дедвейта
будет  равен  нулю.  Тогда  расчетный  момент  дедвейта  относительно
миделя  при  любом  значении  М

т.в 

может  быть  представлен  в  виде

   M

DW 

 = 2М

т.в 

+ М 

с.п 

- М 

п. 

=  2М

т.в 

+ M

DW0 

                     (2.11)

Если  в  качестве  М

т.в.

  в  принять  допускаемое  по  нормам  Регистра

СССР значение М

т.в доп

, то по формуле (2. 11) легко получить

M

DW

доп

 

 = 2М

т.в

 

доп 

+ M

DW0

                                        (2.12)

Таким  образом,  задаваясь  двумя  произвольными  значениями

дедвейта  Р

DW1

  и  Р

DW2

  и  последовательно  определяя  для  них

водоизмещение судна 

∆

1

 и 

∆

2

(

∆

i

 = Р

п

 + Р

DWi

) и далее по формуле

(2.10)

 моменты M

DW

1

o

 и M

DW

2

o

,

 

легко построить линию М

т.в.

 = 0 нулевых

изгибающих моментов на миделе (рис. 2. 9). Откладывая от этой линии
по вертикали удвоенные допускаемые значения М

т.в.доп

 (для перегиба—

вверх, для прогиба— вниз), получают, согласно формуле 

(2.12)

, линии

допускаемых  моментов  дедвейта  относительно  миделя,  которые  и
определяют область разрешаемых для данного судна нагрузок. На 

рис.

2.9

 это область, ограниченная иниями:«Опасно перегиб» и  «Опасно

прогиб».

44

(2. 10)

На графиках описанного типа 

(см. рис. 2.9)

 момент дедвейта,

измеренный  по  вертикали  в  масштабе  графика  от  точки,  отвечающей
расчетному значению момента дедвейта, до линии М

т.в.

= 0, определяет

удвоенное  значение  изгибающего  момента  на  тихой  воде  на  миделе
(2М

т.в.

⊗

).Выше линии нулевых моментов на тихой воде расположены

перегибающие  моменты,  ниже — прогибающие.  Это  полезно  иметь  в
виду при оценке прогиба или перегиба корпуса на тихой воде.

Некоторые  конструкторские  бюро  разрабатывают  графики

контроля продольной прочности, исходя из

Рис. 2.

 

9. Пример построения графика контроля продольной прочности.

Рис. 2.

 

10. Допустимые пределы полусумм моментов сил дедвейта относительно

миделя.

I— порт; 2—рейд; 3—море.

несколько иных зависимостей. На практике можно встретить графики
следующих разновидностей.

1.  Построенные  исходя  из  нормативного  значения  суммарного

изгибающего  момента  (моментов  на  тихой  воде  и  волнового).
Характерной  особенностью  этих  графиков  является  уменьшение
допускаемых значений изгибающих моментов на тихой воде с ростом
дедвейта судна. Такие графики встречаются на судах, построенных до
1970  г.,  и  отвечают  устаревшей  форме  представления  волнового
момента  в  виде  статической  постановки  судна  на  вершину  или  по-
дошву волны. В этом случае с ростом коэффициента общей полноты
(при  возрастании  дедвейта)  увеличивается  и  расчетное  значение
волнового момента.

Возрастание  одной  из  составляющих  при  фиксированной

нормативной  сумме  несколько  уменьшает  допускаемый  момент  на
тихой воде с увеличением

46

водоизмещения  судна.  Пример  такого  графика  контроля  продольной
прочности для танкера показан на 

рис. 2. 10

.

2. Учитывающие дифферент судна. Особенностью этих графиков

является  то,  что  в  сумме  моментов  от  грузов,  входящих  в  дедвейт,
принимаются  во  внимание  только  составляющие  дедвейта,
расположенные  в  нос  (или  в  корму)  от  рассматриваемого  сечения.
Такой  метод  необходим  для  построения  графиков  применительно  к
нескольким сечениям по длине судна.

Принципиальная  схема  построения  графиков  такая  же,  как  и  для

миделя.  Однако  при  расчете  в  этом  случае  используют  общие
формулы 

(2. 1)

. Расчет выполняют в следующем порядке.

Нагрузку q (x) представляют в виде алгебраической суммы

q (х) = q

п

(х)+ q

DW

(х) — q

c. п

 (х),

где q

п

(x) и q

DW

 (x)—интенсивность нагрузки соответственно от массы

порожнего судна и от составляющих дедвейта; q

c.п

(х) -интенсивность

сил поддержания.

Изгибающий  момент  на  тихой  воде  в  сечении  с  координатой  х

можно отобразить зависимостью

                                          

М

т. в

(х) = 

∫

x

0

∫

x

0

 [q

п

(х)- q

с.п

(x)] dx

2

+ 

∫

x

0

∫

x

0

q

DW

 (х) dx

2

.

          (2. 13)

Если,  как  и  ранее,  положить  М

т.в

(х) =0, то  отвечающий  такому

случаю момент от нагрузки дедвейта в сечении х будет

       M

DW

 

о

 (х) = - 

∫

x

0

∫

x

0

[q

п

 (х) -  q

c. п

 (х)] dx

2

.

                  (2.

 14)

Обозначив допускаемое значение изгибающего момента на  тихой

воде  в  сечении  х  через  М

т.вдоп

(х)  и  последовательно  используя

формулы 

(2. 13)

 и 

(2. 14)

, легко получить

М

т. в доп 

(х) = - 

M

DW 

о

 (х)+ 

∫

x

0

∫

x

0

 q

DWо 

(х)dx

2

,

                (2.

 15)

47

где   

∫

x

0

∫

x

0

q

DW

 (х) dx

2

 = 

M

DW 

доп 

(х) определяет допускае-

мое  значение  момента  дедвейта  относительно  сечения  х  всех
грузов  дедвейта,  расположенных  в  нос  (или  в  корму)  от
рассматриваемого сечения.

Зависимость

 (2. 15)

 позволяет построить графики контроля

прочности  для  любого  сечения  по  длине  судна.  Вычисления
выполняют в указанной ниже последовательности.

Устанавливают начало координат х = 0 обычно на носовом

перпендикуляре.  Для  двух  или  трех  (контрольная  точка)
произвольно  выбранных  значений  дедвейта  m

DWi

  и  m

DW2

вычисляют по формуле 

(2.14)

 величины  M

DW1o

 (x) и  M

DW2o

(x).  В  рассматриваемом  случае  нагрузка  не  разделяется  на
симметричную  и  асимметричную  части,  поэтому  для  отобра-
жения реального распределения сил поддержания необходимо
принять  во  внимание  положение  расчетной  ватерлинии  с
учетом  дифферента  судна.  Расчет  выполняют  с  помощью
масштаба Бонжана.

Значения m

DW1

, m

DW2

,  и M

DW1o

 (x), M

DW2o

 (x) откладывают

по  соответствующим  осям  графика  и  устанавливают
расчетные  точки  1  и 2. Полученные  точки  1  и 2 соединяют
прямой,  определяющей  линию  нулевых  изгибающих
моментов в сечении.

Эквидистантно  линии  нулевых  изгибающих  моментов,  на

расстояниях  (по  вертикали),  равных  допускаемым  значениям
М

т. вдоп

 (х) (в этом случае умножать М

т. вдоп

 на два не надо) для

прогиба  (вниз)  и  перегиба  (вверх)  соответственно,  проводят
линии,  ограничивающие  область  безопасной  загрузки  судна
для случаев «в море», «на рейде», «в порту».

Величину M

DW

 (x) вычисляют по 

табл. 2. 2.

 Типовая схема

графика прочности показана на 

рис. 2. 11.

Допускаемые  изгибающие  моменты  на  тихой  воде  для

случаев  «в  море», «на  рейде», «в  порту».  В  соответствии  с
действующими  нормами  Регистра  СССР  в  качестве
допускаемого изгибающего момента на тихой воде для случая
«в  море»  следует  принимать  его  максимальное  значение  по
данным  бюро  проектанта.  Если  проектные  данные  по
величине  М

т.  вдоп

  отсутствуют,  допускаемый  изгибающий

момент  на  тихой  воде  может  быть  определен  на  основании
требований

48

Таблица 2.

 

2. Вычисление моментов грузов дедвейта,

расположенных в нос от рассматриваемого сечения х

№

помеще

ний

Наименование грузовых

помещений,

расположенных в нос

(или в корму) от

расчетного сечения

Масса

груза m

i

, т

Отстояние Ц Т

груза от

расчетного

сечения

x

i

, м

Статический момент

масс дедвейта m

i

x

i

,

тм

Итого дедвейта

Σ

 m

I

       i

—

Σ

 m

I

x

i

     i

M

DW 

= g

 

Σ

 m

I

x

I

    кН м

Правил  Регистра  СССР  как  произведение  базисного  момента
сопротивления W

б

 на допускаемые напряжения на тихой воде

σ

т. в 

[ см. формулу 

( 1. 6)

 и

 табл. 1. 5

].

При  выполнении  эпизодических  рейсов,  диктуемых

эксплуатационными  соображениями,  и  для  корпусов,
ослабленных  износом,  разрешается  вычислять  допускаемые
значения  М

т.вдоп 

по  фактическому  значению  момента

сопротивления  корпуса  W

п. ф.

 

( см. гл. 1)

. определенному на

момент совершения эпизодического рейса:

Мт. в доп = 

W

п.ф.

 σ

т. в

Допускаемые  значения  изгибающих  моментов  на  тихой

воде  для  судна  «на  рейде»  и  «в  порту»  можно  принимать
соответственно в 1.25 и 1, 5 раза больше, чем для судна  «в
море».

Для  судна  «в  порту»  следует  также  учитывать

дополнительное ограничение (в кН-м)

М

т. в доп 

(порт) ≤

 W

п.ф.

 (1350: η) • 10

-4

,

где  η — коэффициент,  зависящей  от  прочности  материала
корпуса 

( см. § 2)

 W

п.ф.

 , см

3

.

Проверка  продольной  прочности  по  графикам  Ин-

формации. Продольная прочность должна проверять-

49

Рис. 2.

 

11.

График контроля продольной прочности сечения

 

х = 66 м

от носового перпендикуляра. Масса порожнего судна 8920 т.

M

DWx

—сумма моментов масс дедвейта, расположенных в нос от сече ния х;

дифферент на нос со знаком "+", на корму со знаком "—".

ся при составлении грузовых планов, особенно для случаев загрузки
судна  с  большой  неравномерностью  по  длине,  а  также  для
выяснения  возможности  производить  погрузку  (разгрузку)  в
планируемой последовательности. С этой целью в 

табл. 2.1

 и 

2.2

подсчитывается момент грузов, входящих в дедвейт, от-

50