Б.П.
Теория судна. Статика
Лекция № 15
Общие понятия о прочности и ее поддержании при эксплуатации судна
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Общие понятия о прочности и ее поддержании при эксплуатации судна презентация
Содержание
- 1. Общие понятия о прочности и ее поддержании при эксплуатации судна
- 2. Рассмотренные вопросы Основные понятия и определения Внешние
- 3. Основные понятия и определения
- 4. Определение Прочностью корпуса судна называется его способность
- 5. Деформации Деформация – это изменение взаимного расположения
- 6. Деформации Остаточные деформации остаются после прекращения действия
- 7. Напряжения Напряжения – это внутренние силы, возникающие
- 8. Для обеспечения прочности судна решаются задачи: Определение
- 9. Силы, действующие на корпус суднра в плавании:
- 10. Общая и местная прочность судна Деформация корпуса
- 11. 2. Внешние силы, вызывающие общий изгиб корпуса
- 12. Общий изгиб корпуса создается суммой внешних сил
- 13. Перерезывающая сила и изгибающий момент включают в
- 14. В каждом поперечном сечении корпуса изгибающий момент:
- 15. В каждом поперечном сечении корпуса перерезывающая сила:
- 17. Дополнительные силы, действующие на корпус на волнении
- 18. Избыточная сила плавучести на волнении Судно на
- 19. Нормальные и касательные напряжения Нормальные напряжения –
- 20. Нормальные напряжения (сжатия и растяжения) при изгибе
- 21. «Связи корпуса» – набор, палубы, платформы, обшивка
- 22. Отдельные конструкции корпуса воспринимают местные нагрузки: Набор
- 23. 3. Обеспечение общей прочности корпуса судна при его проектировании
- 24. Подбор материала и типа конструкции корпуса Прочность
- 25. Предел текучести металла σn - это
- 26. Допустимые напряжения в связях корпуса при общем
- 27. kσ и kτ - коэффициенты запаса прочности
- 28. Обеспечение прочности при проектировании Размеры связей корпуса
- 29. 4. Контроль и поддержание общей продольной прочности судна в эксплуатации
- 30. Периодический контроль состояния корпуса Периодический контроль состояния
- 31. Контроль прочности корпуса при освидетельствованиях Если в
- 32. Контроль прочности при выполнении ремонтных работ Ремонтные
- 33. Контроль прочности при загрузке судна Судовой груз
- 34. Ответственность за соблюдение требований к обеспечению прочности
- 35. Инструкция по загрузке включает в себя следующее:
- 36. Инструкция по загрузке включает в себя следующее:
- 37. При загрузке судна не расчетным вариантом из
- 38. Диаграмма контроля прочности Диаграмма контроля прочности с
- 39. Диаграмма контроля прочности Точка А соответствует допустимой
- 40. Т\Х «Василий» 1988 г. Длина 105м Водоизмещение 4275 т
- 41. Обстоятельства аварии т/х «Василий» (тип «Омский») затонул,
- 42. Анализ причин гибели судна Каргоплан не соответствовал
- 43. Анализ причин гибели судна Проверочный контроль прочности
- 44. Проверка прочности по 87 шп.
- 45. Проверка прочности по 137 шп.
- 46. Конец
Рассмотренные вопросы Основные понятия и определения Внешние силы, вызывающие общий изгиб корпуса Обеспечение общей прочности корпуса судна при его проектировании Контроль и поддержание общей продольной прочности судна в эксплуатации
Слайд 1ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова
Факультет навигации и связи
Кафедра МиУС
К.т.н., доц. Коротков
Слайд 2Рассмотренные вопросы
Основные понятия и определения
Внешние силы, вызывающие общий изгиб корпуса
Обеспечение общей
прочности корпуса судна при его проектировании
Контроль и поддержание общей продольной прочности судна в эксплуатации
Контроль и поддержание общей продольной прочности судна в эксплуатации
Слайд 4Определение
Прочностью корпуса судна называется его способность противостоять внешним усилиям, возникающим в
процессе эксплуатации судна, без нарушения целости как всего корпуса, так и отдельных его конструктивных элементов
Слайд 5Деформации
Деформация – это изменение взаимного расположения точек корпуса судна в результате
внешних воздействий
Упругая деформация исчезает после удаления воздействия
Пластическая деформация полностью не исчезает
Упругая деформация исчезает после удаления воздействия
Пластическая деформация полностью не исчезает
Слайд 6Деформации
Остаточные деформации остаются после прекращения действия внешних сил на корпус судна
Простые
виды деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение
Слайд 7Напряжения
Напряжения – это внутренние силы, возникающие в деформируемом корпусе судна под
влиянием внешних воздействий
Напряжения измеряются в единицах силы, отнесенных к единице площади - паскалях
1Па=1Н/м2, 1кПа=1кН/м2
Напряжения измеряются в единицах силы, отнесенных к единице площади - паскалях
1Па=1Н/м2, 1кПа=1кН/м2
Слайд 8Для обеспечения прочности судна решаются задачи:
Определение внешних сил, действующих на корпус
в целом и на отдельные его конструкции в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации
Определение напряжений и деформаций, возникающих в связях корпуса под действием системы внешних нагрузок
Сопоставление действующих напряжений с допускаемыми и назначение обоснованного запаса прочности
Определение напряжений и деформаций, возникающих в связях корпуса под действием системы внешних нагрузок
Сопоставление действующих напряжений с допускаемыми и назначение обоснованного запаса прочности
Слайд 9Силы, действующие на корпус суднра в плавании:
Силы тяжести
Гидростатические силы
Гидродинамические силы (воздействие
волнения на судно)
Слайд 10Общая и местная прочность судна
Деформация корпуса разделяется на:
Деформацию общего изгиба в
продольной и поперечной плоскостях
Местные деформации элементов корпуса
Прочность судна разделяется на:
Общую продольную прочность
Общую поперечную прочность (для крупнотоннажных широких судов)
Местную прочность корпуса судна
Местные деформации элементов корпуса
Прочность судна разделяется на:
Общую продольную прочность
Общую поперечную прочность (для крупнотоннажных широких судов)
Местную прочность корпуса судна
Слайд 12Общий изгиб корпуса создается суммой внешних сил и моментов:
Действующая в каждом
поперечном сечении корпуса вертикальная перерезывающая сила
Изгибающий момент – это главный момент внешних сил относительно поперечной оси
Перерезывающая сила и изгибающий момент распределены по длине корпуса
Изгибающий момент – это главный момент внешних сил относительно поперечной оси
Перерезывающая сила и изгибающий момент распределены по длине корпуса
Слайд 13Перерезывающая сила и изгибающий момент включают в себя:
Силы и моменты, действующие
на судно на тихой воде
Дополнительные силы и моменты, действующие на судно на волнении
Для судов с большим развалом бортов - дополнительные динамические моменты, обусловленные ударом волн в развал бортов
Дополнительные силы и моменты, действующие на судно на волнении
Для судов с большим развалом бортов - дополнительные динамические моменты, обусловленные ударом волн в развал бортов
Слайд 14В каждом поперечном сечении корпуса изгибающий момент:
- МSW - изгибающий момент
на тихой воде;
- МW - волновой изгибающий момент;
- МF - изгибающий динамический момент при ударе волн в развал борта
- МW - волновой изгибающий момент;
- МF - изгибающий динамический момент при ударе волн в развал борта
Слайд 15В каждом поперечном сечении корпуса перерезывающая сила:
- NSW – перерезывающая сила
на тихой воде
- NW - волновая перерезывающая сила;
- NF - перерезывающая сила при ударе волн в развал борта
- NW - волновая перерезывающая сила;
- NF - перерезывающая сила при ударе волн в развал борта
Слайд 16
0
10
20
q(x)
NSW(x)
MSW(x)
Распределение сил тяжести
Распределение сил плавучести
Распределение нагрузки
Перерезывающая сила
Изгибающий момент
Строевая по шпангоутам
Слайд 17Дополнительные силы, действующие на корпус на волнении
Наиболее неблагоприятные положения судна:
Мидель-шпангоут располагается
либо на вершине, либо на подошве волны, гребень которой перпендикулярен ДП
Длина волны равна длине судна
Судно «ставится на волну» в статической постановке
Длина волны равна длине судна
Судно «ставится на волну» в статической постановке
Слайд 18Избыточная сила плавучести на волнении
Судно на вершине волны
Судно на подошве волны
Избыточная
сила плавучести
Слайд 19Нормальные и касательные напряжения
Нормальные напряжения – это напряжения растяжения и сжатия
Касательные напряжения связаны с деформациями сдвига
Наибольшие значения касательные напряжения имеют на нейтральной оси
Слайд 20Нормальные напряжения (сжатия и растяжения) при изгибе
Прогиб
Перегиб
Растяжение
Сжатие
Растяжение
Сжатие
Нейтральная ось
Нейтральная ось
Слайд 21«Связи корпуса» – набор, палубы, платформы, обшивка бортов и днища
Наибольшие напряжения
и деформации возникают в наиболее удаленных от нейтральной оси связях:
Верхняя палуба, палубный набор
Днище судна, днищевой набор
В нейтральной плоскости связи деформаций не испытывают, напряжения растяжения и сжатия равны нулю
Верхняя палуба, палубный набор
Днище судна, днищевой набор
В нейтральной плоскости связи деформаций не испытывают, напряжения растяжения и сжатия равны нулю
Слайд 22Отдельные конструкции корпуса воспринимают местные нагрузки:
Набор и настил палубы, крышки грузовых
люков воспринимают силы тяжести расположенных на палубе и крышках люков грузов
Днище и борта воспринимают давление забортной воды и т.д.
Прочность этих конструкций проверяется расчетом местной прочности
Днище и борта воспринимают давление забортной воды и т.д.
Прочность этих конструкций проверяется расчетом местной прочности
Слайд 24Подбор материала и типа конструкции корпуса
Прочность корпуса судна обеспечивается выбором типа
конструкции корпуса, подбором материалов и размеров связей корпуса
Расчетные характеристики материала конструкций корпуса судна:
σn —нормативный предел текучести по нормальным напряжениям
τn —нормативный предел текучести по касательным напряжениям
Расчетные характеристики материала конструкций корпуса судна:
σn —нормативный предел текучести по нормальным напряжениям
τn —нормативный предел текучести по касательным напряжениям
Слайд 25
Предел текучести металла σn - это предельное напряжение, при котором испытываемый
образец начинает деформироваться без заметного увеличения нагрузки («течет»)
Слайд 26Допустимые напряжения в связях корпуса при общем изгибе
Напряжения в связях не
должны превышать устанавливаемых значений:
Для нормальных σД =kσσn
Для касательных τД = kττn
kσ и kτ — коэффициенты допускаемых напряжений (запаса прочности)
Для нормальных σД =kσσn
Для касательных τД = kττn
kσ и kτ — коэффициенты допускаемых напряжений (запаса прочности)
Слайд 27kσ и kτ - коэффициенты запаса прочности
Эти коэффициенты меньше единицы
Конкретные значения
kσ и kτ установлены в «Правилах Регистра»
Для наиболее важных продольных связей корпуса балкеров (стрингеры, карлингсы, вертикальный киль) kσ≤0,6
Для палуб этих судов kσ≤(0,6÷0,75)
Для наиболее важных продольных связей корпуса балкеров (стрингеры, карлингсы, вертикальный киль) kσ≤0,6
Для палуб этих судов kσ≤(0,6÷0,75)
Слайд 28Обеспечение прочности при проектировании
Размеры связей корпуса проектируемого судна определяются по методикам,
предлагаемым Правилами Российского Регистра
Учитывается назначение, тип судна, его размеры, район плавания
Для обшивки и настилов, профилей набора и т.п. назначается дополнительный запас, учитывающий коррозионный износ металла в процессе эксплуатации судна
Учитывается назначение, тип судна, его размеры, район плавания
Для обшивки и настилов, профилей набора и т.п. назначается дополнительный запас, учитывающий коррозионный износ металла в процессе эксплуатации судна
Слайд 30Периодический контроль состояния корпуса
Периодический контроль состояния корпуса производится при освидетельствованиях
Объем освидетельствования,
правила выполнения изложены в «Руководстве по техническому наблюдению за судами в эксплуатации» Регистра
Руководство требует проверки степени износа отдельных конструкций судна, устанавливая предельные нормы износа
Руководство требует проверки степени износа отдельных конструкций судна, устанавливая предельные нормы износа
Слайд 31Контроль прочности корпуса при освидетельствованиях
Если в ходе проверки будет установлено снижение
характеристик прочности корпуса судна ниже норм, предусмотренных присвоенным судну классом, судну может быть временно ограничен район плавания, введены иные ограничения вплоть до полного запрета эксплуатации
Слайд 32Контроль прочности при выполнении ремонтных работ
Ремонтные работы, выполняемые силами экипажа, затрагивающие
основные связи корпуса, могут выполняться только по предварительному согласованию с Регистром
По завершении работ они должны быть предъявлены для проверки инспектору Регистра
Плановые ремонты судна также проводятся под надзором Регистра
По завершении работ они должны быть предъявлены для проверки инспектору Регистра
Плановые ремонты судна также проводятся под надзором Регистра
Слайд 33Контроль прочности при загрузке судна
Судовой груз может быть распределен по трюмам
и твиндекам самым различным образом
Кривая распределения нагрузки по длине судна в каждом варианте загрузки будет выглядеть по-разному
Изгибающий момент и перерезывающая сила, действующие на судно на тихой воде, могут изменяться в широких пределах, достигая в том числе и опасных значений
Кривая распределения нагрузки по длине судна в каждом варианте загрузки будет выглядеть по-разному
Изгибающий момент и перерезывающая сила, действующие на судно на тихой воде, могут изменяться в широких пределах, достигая в том числе и опасных значений
Слайд 34Ответственность за соблюдение требований к обеспечению прочности судна лежит на экипаже
Контроль
прочности при загрузке судна предусмотрен действующими Правилами Регистра
Для выполнения контроля суда снабжаются Инструкцией по загрузке, а также приборами контроля загрузки
В обязательном порядке такой инструкцией и прибором снабжаются суда для навалочных грузов, рудовозы, нефтенавалочные суда и нефтерудовозы длиной 150 м и боле
Для выполнения контроля суда снабжаются Инструкцией по загрузке, а также приборами контроля загрузки
В обязательном порядке такой инструкцией и прибором снабжаются суда для навалочных грузов, рудовозы, нефтенавалочные суда и нефтерудовозы длиной 150 м и боле
Слайд 35Инструкция по загрузке включает в себя следующее:
а) варианты загрузки, принятые в качестве
расчетных при определении размеров элементов набора корпуса судна
б) результаты расчета изгибающих моментов, перерезывающих сил на тихой воде
в) результаты расчетов и допускаемые значения изгибающих моментов и перерезывающих сил на тихой воде в состоянии затопления одного трюма
б) результаты расчета изгибающих моментов, перерезывающих сил на тихой воде
в) результаты расчетов и допускаемые значения изгибающих моментов и перерезывающих сил на тихой воде в состоянии затопления одного трюма
Слайд 36Инструкция по загрузке включает в себя следующее:
г) перечень грузовых трюмов или сочетаний
грузовых трюмов, которые могут оставаться пустыми при наибольшей осадке
д) наибольшую допускаемую и наименьшую требуемую массу груза и содержимого двойного дна каждого трюма, каждой пары смежных трюмов как функцию средней осадки
з) наибольшую допустимую нагрузку на палубу и люковые закрытия и некоторые другие сведения
д) наибольшую допускаемую и наименьшую требуемую массу груза и содержимого двойного дна каждого трюма, каждой пары смежных трюмов как функцию средней осадки
з) наибольшую допустимую нагрузку на палубу и люковые закрытия и некоторые другие сведения
Слайд 37При загрузке судна не расчетным вариантом из «Инструкции»:
Достаточность прочности корпуса должна
проверяться расчетом и (или) посредством использования прибора контроля загрузки
В качестве расчетного изгибающего момента принимается положительная часть момента дедвейта +Мх
Это сумма моментов сил тяжести грузов, входящих в дедвейт, располагающихся в нос от контролируемого шпангоута
В качестве расчетного изгибающего момента принимается положительная часть момента дедвейта +Мх
Это сумма моментов сил тяжести грузов, входящих в дедвейт, располагающихся в нос от контролируемого шпангоута
Слайд 38Диаграмма контроля прочности
Диаграмма контроля прочности с кривыми предельно допустимых значений моментов
+Мх разрабатывается для каждого судна
На диаграмме показаны зоны допустимых значений изгибающих моментов для различных условий плавания: в порту, на рейде и в рейсе
Количество контролируемых шпангоутов может быть различным (в зависимости от размеров и особенностей судна)
На диаграмме показаны зоны допустимых значений изгибающих моментов для различных условий плавания: в порту, на рейде и в рейсе
Количество контролируемых шпангоутов может быть различным (в зависимости от размеров и особенностей судна)
Слайд 39Диаграмма контроля прочности
Точка А соответствует
допустимой прочности
в любых условиях
Точка Б соответствует
допустимой
прочности
на рейде и в порту, но
недостаточной прочности
в рейсе
на рейде и в порту, но
недостаточной прочности
в рейсе
Б
Слайд 41Обстоятельства аварии
т/х «Василий» (тип «Омский») затонул, переломившись по 137 шп. при
входе в Керченский пролив 11.10. 2010г.
Груз судна: металлолом (упо = 0,39м3/т) и листовая сталь в рулонах
В соответствии с предоставленными в АМП каргопланом, расчетом остойчивости и проверкой прочности загрузка выполнена с соблюдением всех требований по безопасности
Груз судна: металлолом (упо = 0,39м3/т) и листовая сталь в рулонах
В соответствии с предоставленными в АМП каргопланом, расчетом остойчивости и проверкой прочности загрузка выполнена с соблюдением всех требований по безопасности
Слайд 42Анализ причин гибели судна
Каргоплан не соответствовал ни расчетным ни фактическим (замеренным)
величинам осадок и дифферента
Данные о распределении грузов в расчете остойчивости не соответствовали каргоплану
Расчет МЦВ выполнен с ошибкой:
-по расчету экипажа h=3,37м
- по контрольному расчету h=4,48м
Данные о распределении грузов в расчете остойчивости не соответствовали каргоплану
Расчет МЦВ выполнен с ошибкой:
-по расчету экипажа h=3,37м
- по контрольному расчету h=4,48м
Слайд 43Анализ причин гибели судна
Проверочный контроль прочности показал, что точка, соответствующая фактическому
состоянию судна находится за предельной линией графика
Расчет прочности, выполненный на ПЭВМ по программе, аналогичной установленной на судне, также показал превышение допустимых напряжений в корпусе по 137 шп.
Расчет прочности, выполненный на ПЭВМ по программе, аналогичной установленной на судне, также показал превышение допустимых напряжений в корпусе по 137 шп.
