Проверка общей прочности корпуса судна

Для проверки общей продольной прочности загруженного судна длиной от 150 м и менее обычно производят сравнение наибольших изгибающих моментов в районе миделя Мизг с нормативной величиной допускаемого изгибающего момента Мдоп. Приближенно, но с достаточной для использования точностью значение изгибающего момента можно определить по следующей формуле:

где:

Мгр ― изгибающий момент от масс грузов и запасов (сил дедвейта);

Мо ― изгибающий момент от сил тяжести на миделе порожнего судна;

Мсп ― изгибающий момент на миделе от сил поддержания.

 

Вышеуказанные величины можно найти следующим образом:

где: ∆₀ ― водоизмещение судна порожнем, т;

Lbp ― длина судна между перпендикулярами, м;

k ― коэффициент, зависящий от типа судна:

― грузовые суда с машиной в средней части корпуса k = 0,1;

― танкеры и сухогрузные суда с машиной в корме k = 0,126;

― грузопассажирские суда, машина в средней части k = 0,0975.

где: mi ― массы партий грузов и запасов, т;

xi ― отстояния центров тяжести партий грузов и запасов от миделя, м.

 

Если плоскость мидель-шпангоута делит какое-либо помещение на носовую и кормовую часть, то моменты носовых и кормовых частей грузов или запасов рассчитываются и учитываются раздельно. Знаки xi при вычислении не учитываются.

 

где:

kсп ― коэффициент сил поддержания;

∆ ― расчетное водоизмещение судна, т.

При этом:

где:

св ― коэффициент общей полноты судна.

Следовательно:

Найдём значение изгибающего момента:

Поскольку изгибающий момент получился со знаком «плюс», — судно испытывает выгиб.

Величину Мизг сопоставляем с Мдоп, приведенной в Информации об остойчивости судна или рассчитанной по формуле для положений «судно на вершине волны» и «судно на подошве волны»:

где:

В ― ширина судна, м;

k ― коэффициент, имеющий значения: для сухогрузного: судна на вершине волны (перегиб) ― 0,0205; на подошве волны (прогиб) ― 0,0182;

Вывод: расчет показывает, что судно находится в допустимой зоне прочности.

 

Расчет остойчивости и посадки судна на приход в порт выгрузки с учётом израсходованных на переходе запасов.

Статьи нагрузки

Р,т X,м РХ,тм Z,м Р Z,тм

m_св,

тм

(т) (м) (т·м) (м) (т·м) Танк 10 (GO) 26,70 -34.50 -921,15 3.85 102,80 158.10 Танк 12 (LO) 0.95 -36.70 -34,87 0.44 0.42   Танк 13 (FW) 5 -50.45 -252,25 5.30 26,50   Танк 14 (FW) 5 -50.45 -252,25 5.30 26,50   Форпик (FW) 20,45 48.60 993,87 2.0 40,9 85.40 Экипаж с багажом 3 -42.60 -127,80 8.01 24,03   Провизия 0.67 -37.43 -25,08 2.50 1,68   Запасы 61,77 -10,03 -619,52 3.61 222,82 243.50 Танк 8 (балласт) 110 -23.40 -2574 2.02 222,2 501.40 Трюм № 1 550 35.77 19673,5 3.69 2029,5   Трюм № 2 829,5 16.65 13811,18 3.69 3060,86   Трюм № 3 829,5 -3.15 -2612,93 3.69 3060,86   Трюм № 4 806,8 -22.68 -18298,22 3.69 2977,09   Палубный груз 8,28 -22.58 -186,96 7,64 63,26   Палубный груз 8,28 -18,61 -154,09 7,64 63,26   Груз 3032,36 4,03 12232,47 3.71 11254,82   Судно порожнем 1199.00 -7.90 -9472.10 4.52 5419.48   Водоизмещение 4403,13 -0.10 -433,15 3.89 17119,32 744,9 ∑ ∆ X Mx Z Mz  

Снимаем из таблицы элементов теоретического чертежа осадку судна для полученного в результате расчетов объемного водоизмещения.

По таблице, где через интервалы в 1 см даны элементы теоретического чертежа, определяем исходные данные для последующих расчетов:

 

1)среднюю осадку по данным таблицы d (в нашем случае = 3,59 м);

2)аппликату поперечного метацентра zm (в нашем случае = 5,79м);

3)момент, дифферентующий на 1 см МТС (в нашем случае = 102,46 тм/см);

4)абсцисса центра величины xc (в нашем случае = –0,11 м);

5)абсцисса ЦТ ватерлинии xf (в нашем случае = –0,93 м).

После снятия табличных значений элементов теоретического чертежа определяем метацентрическую высоту загруженного судна:

h = z_m – z_g-Δh

где: h ― метацентрическая высота;

zm ― аппликата поперечного метацентра (выбираем из таблиц теоретических кривых судна);

Δh – поправка к метацентрической высоте, учитывающая влияние жидких грузов (Δh = 0,29м);

zg ― исправленная, с учётом влияния жидких грузов, аппликата ЦТ судна.

Следовательно:

Определяем дифферентующий момент судна:

Затем рассчитываем дифферент судна:

На основании рассчитанного дифферента определяем осадки судна на носу (dн), на корме (dк) и на мидель-шпангоуте (dср):

Где: Lbp ― длина судна между перпендикулярами, м;

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Произведены расчеты по составлению грузового плана сухогрузного судна на переход порт Таганрог ― порт Аннаба с генеральным грузом (фосфатные удобрения в мешках) и попутным палубным грузом (автомобили УАЗ-3163 8шт.). В связи с транспортными характеристиками груза в рейсе будет использована полная грузовместимость судна и не полностью использована грузоподъёмность.     При составлении грузового плана были рассчитаны следующие характеристики судна:

— Метацентрическая высота: h = 1,73 м.

— Дифферент на начало перехода, т.е. в порту погрузки, составил 0,005 м.

— Осадка носом dн= 3,63 м.,

— Кормой dк = 3,63 м.

— На миделе dср = 3,63 м.

— Дифферент на приход в порт выгрузки 0,004 м.

— Удельная грузовместимость судна 1,51 м³/т.

— Максимальное количество груза, которое можно погрузить в трюма – т.

— Изгибающий момент Мизг=  тм.

Рассчитано приблизительное количество сепарационных материалов. Проверка общей прочности показала, что загрузка судна является оптимальной, т.к. изгибающий момент входит в границы допустимых значений прочности для данного судна. Построены диаграммы статической и динамической остойчивости.

На основании приведённых расчётов можно сделать вывод, что после погрузки предложенного груза судно по своей остойчивости и общей прочности будет отвечать требованиям ИМО (СОЛАС – 74, Кодекс остойчивости неповреждённых судов всех типов 2008 г.) и Правилам Российского Морского Регистра Судоходства.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аксютин Л.Р. Грузовой план судна / Л.Р. Аксютин. ― Одесса: ЛАТСТАР, 1999. ― 140 с.

2. Снопков В.И.Технология перевозок грузов морем. Учебн. для вузов. / В.И. Снопков. ― СПб.: АНО НРО «Мир и Семья», 2015. ― 560 с.

3. Снопков В.И. Перевозка грузов морем. Справочное пособие. / В.И. Снопков. ― М.: Транспорт, 1986. ― 312 с.

4. РД 31.11.25.00-96 («Правила морской перевозки продовольственных грузов. Общие требования» 6М)

5. Правила безопасности морской перевозки грузов, Минтранс РФ, 2012. – 43 с.

6. Справочник капитана дальнего плавания. / Под ред. Г.Г. Ермолаева ― М.: Транспорт, 1988. ― 248 с.

7. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Технология перевозок грузов морем Ч. 1. Основы управления флотом. Перевозка генеральных, навалочных и наливных грузов» для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 25.06.06 ― «Судовождение» / И.Н. Коберник ―Севастополь: Изд-во СевГТУ, 2018. ― 75 с.

8. Сборник кодексов ИМО по безопасной перевозке морем. / Ответственный редактор Г.М.Овчинников, серия «Судовладельцам и капитанам». ― СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 1997. ― 329 с.

9. Учебная Информация по остойчивости судна № 1.

10.Карта зон и сезонных районов (приложение к Международной конвенции о грузовой марке 1966 года).