Сравнение поперечного сечения корпуса теплохода проекта 16520, набранного по правилам РРР, и судна-аналога теплохода проекта 16520, набранного по правилам GL / BV

Наименование характеристики связи	Геометрические характеристики, вычисленные по
ПСВП	правилам GL / BV
Толщина обшивки днища, мм		8,5
Толщина обшивки наружного борта, мм		7,5; 10^*
Толщина ширстрека, мм
Толщина обшивки внутреннего борта, мм
Толщина палубного стрингера, мм
Толщина стенки комингса, мм		15,5
Толщина настила второго дна, мм
Толщина стенки кильсона, мм		6,5
Толщина обшивки скулы, мм
Толщина стенки флора, мм
Площадь сечения рамного шпангоута, см²	15,5	15,5
Площадь сечения холостого шпангоута, см²	5,84	5,84
Площадь сечения рамного бимса, см²	15,5	15,5
Площадь сечения ребер жесткости днища, см²	8,63	8,63
Площадь сечения ребер жесткости второго дна, см²	8,63	8,63
Суммарная площадь поперечного сечения корпуса судна, см²
Металлоемкость корпуса судна, т		261 (12,5 %)

Сопоставление данных второго и третьего столбцов табл. 2.7.6-6 позволяет сделать вывод о том, что проектирование корпуса судна путем подбора толщин обшивки и характеристик балок набора миделевого сечения судна с определением значений изгибающего момента на тихой воде и дополнительного волнового момента по правилам GL / BV применительно к судам, предназначенным для эксплуатации при расчетных высотах волн 2 и 1,2 м, не обеспечивает уменьшения металлоемкости их корпусов по сравнению с корпусами судов, набранными в соответствии с ПСВП.

О прямом расчете прочности корпуса судна

Прямой расчет прочности правилами GL / BV допускается применять как вместо использования предлагаемых правилами GL / BV формул для определения характеристик поперечных сечений элементов корпуса судна, так и совместно с использованием этих формул для выбора элементов конструкции корпуса, не описанных в правилах GL / BV. Требования к проведению прямого расчeта прочности, объeму предоставляемой документации по расчeту, критерии прочности и устойчивости приведены в разделе 2.Е части 2 правил GL / BV. Указанный расчeт может быть выполнен с использованием модели изолированной балки, трeхмерной и конечно-элементной модели.

В соответствии с требованиями GL / BV нормальные напряжения в элементах конструкции корпуса судна, рассматриваемого как изолированная балка, при выполнении прямого расчeта не должны превышать допускаемых, рассчитываемых по формуле, МПа:

где g_R — понижающий коэффициент, выбираемый по табл. 2.8-1.

Таблица 2.8-1

Модель расчета — балочная	Проверка прочности	Проверка устойчивости
в основном	водонепроницаемая переборка
В основном Днищевые и бортовые продольные балки Таранная переборка	1,02 1,15 —	1,02 — 1,25	1,10

Если требования GL / BV привести к виду, аналогичному требованиям ПСВП, то в этом случае можно получить значения допускаемых напряжений в долях от предела текучести материала, приведенные в табл. 2.8-2.

Таблица 2.8-2

Модель расчета — балочная	Проверка прочности	Проверка устойчивости
в основном	водонепроницаемая переборка
В основном Днищевые и бортовые продольные балки Таранная переборка	0,96 0,85 —	0,96 — 0,78	0,89

Из анализа данных табл. 2.8-2 следует, что значения понижающего коэффициента для допускаемых напряжений в долях от предела текучести по правилам GL / BV значительно больше таковых в соответствии с ПСВП, которые не превышают 0,75.

GL / BV, как и другие классификационные общества, применяет коэффициент использования механических свойств стали k. Значения этого коэффициента в зависимости от предела текучести приведены ниже:

R_eH, МПа	k	R_eH, МПа	k
			0,72
	0,78		0,68

Однако, специалисты РРР не обнаружили в правилах GL / BV требования об уменьшении с помощью указанного коэффициента значения предела текучести стали при определении допускаемых напряжений.

Если, основываясь на общепринятой практике, учесть снижение предела текучести при увеличении марки стали с помощью коэффициента k, то в этом случае зависимость для определения допускаемых напряжений при использовании модели изолированной балки примет вид:

На рис. 2.8 показано, как будут изменяться допускаемые напряжения для связей днища и комингса по правилам GL / BV и ПСВП для судна класса «О» (по классификации GL / BV — IN(2)) при изменении предела текучести, а следовательно, и марки стали.

Из анализа графиков рис. 2.8 следует, что в случае использования обычной углеродистой стали значения допускаемых напряжений в комингсе по GL / BV значительно превышают допускаемые напряжения по ПСВП. С переходом к сталям повышенной прочности разница в допускаемых напряжениях, вычисленных в соответствии с ПСВП и по правилам GL / BV, будет снижаться. Для комингса разница в допускаемых напряжениях практически отсутствует, для днища разница уменьшается, хотя остаeтся существенной (от 9 % до 16 %).

Рис. 2.8

Проведенный анализ показывает, что требования GL / BV в отношении допускаемых напряжений более мягкие, чем требования РРР, что означает меньший запас прочности у судов, спроектированных по правилам GL / BV. При этом следует иметь в виду, что прямой расчет прочности и устойчивости структурных элементов корпуса судна выполняется вместо использования формул правил GL / BV для определения характеристик поперечного сечения балок набора корпуса, которые не учитывают коррозионный износ этих балок. Если прибавки на коррозионный износ могли бы быть каким-либо образом учтены, то графики допускаемых напряжений прошли бы ниже, чем это показано на рис. 2.8 утолщенными линиями. Отсюда и вывод, справедливый в отношении альтернативного подхода к конструированию корпусов судов по GL / BV, предполагающего проведение прямого расчeта прочности и проверки устойчивости элементов конструкции корпуса судна, может быть не столь категоричным, как это сформулировано в начале абзаца.

Итак, в случае реализации первого подхода к конструированию корпусов судов по GL / BV, основанного на применении рассмотренных выше формул и последовательных уточнений рассчитанных значений толщины связей листового набора, корпуса судов оказываются более металлоемкими по сравнению с судами с классом РРР, при конструировании корпусов которых используется наборный метод, а в случае реализации второго подхода, основанного на прямом расчете прочности, после учета коррозионной прибавки категорического вывода о «жесткости» тех или иных правил заранее сделать нельзя.

Для объективности укажем, что ПСВП не запрещают (см. 2.1.8 ч. I ПСВП), применение прямого расчета прочности при конструировании корпусов судов вместо наборного метода, изложенного в ч. I ПСВП, что оставляет ПСВП по металлоемкости корпусов судов в границах области, в которой Правила РРР конкурентоспособны по отношению к правилам GL / BV.

⇐ Предыдущая 24 25 26 27 282930 31 32 33 Следующая ⇒