RU2200106C2

RU2200106C2 - Submarine hull prestressed by constant force

Info

Publication number: RU2200106C2
Application number: RU2000129793/28A
Authority: RU
Inventors: нов И.М. Ки; И.М. Киянов
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: designing and building of submarines, pipe lines and other envelope structures used under water. SUBSTANCE: submarine hull prestressed preliminarily by constant force includes envelope and strength members used for constant force of prestressing. Rings of rectangular section are fitted inside envelope. Strength members are arranged between rings and envelope which may be used as primary structural member working under water at high hydrostatic pressure. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к проектированию и строительству подводных лодок, трубопроводов и других оболочек, применяемых под водой. The invention relates to the design and construction of submarines, pipelines and other shells used under water.

Главным в корпусе подводной лодки, преднапряженном постоянным усилием, является оболочка. Известны конструкции, предварительно напряженные постоянным усилием, в которых главным конструктивным элементом является оболочка /Киянов И.M. Преднапряжение трубопроводов, резервуаров, фюзеляжей постоянным усилием, создаваемым связью по авторскому свидетельству 1686059. Информационный листок 161-98. - Оренбург, Оренбургский ЦНТИ, 1998/. The main thing in the hull of a submarine, pre-stressed by constant force, is the shell. Known designs, pre-stressed by constant force, in which the main structural element is the shell / Kiyanov I.M. The prestressing of pipelines, tanks, fuselages with a constant effort created by communication according to copyright certificate 1686059. Information leaflet 161-98. - Orenburg, Orenburg Central Scientific Research Institute, 1998 /.

Недостатком известных конструкций, имеющих оболочку в качестве главного конструктивного элемента и преднапряженных постоянным усилием, является то, что они не могут быть использованы под водой в условиях большого гидростатического давления. A disadvantage of the known structures having a shell as the main structural element and prestressed by constant force is that they cannot be used under water under conditions of high hydrostatic pressure.

Технический результат обеспечивает возможность использования конструкций, имеющих оболочку в качестве главного конструктивного элемента и преднапряженных постоянным усилием, под водой в условиях большого гидростатического давления. The technical result provides the possibility of using structures having a shell as the main structural element and prestressed by constant force, under water under conditions of high hydrostatic pressure.

Решение задачи достигается за счет того, что внутри оболочки, на расстоянии друг от друга, определяемом расчетом, стоят кольца прямоугольного сечения, а между кольцами и оболочкой помещены связи, создающие в оболочке постоянное растягивающее, а в кольцах тоже постоянное, но сжимающее усилие. The solution to the problem is achieved due to the fact that inside the shell, at a distance from each other, determined by calculation, there are rings of rectangular section, and between the rings and the shell there are bonds creating a constant tensile force in the shell, and also constant but compressive force in the rings.

На фиг.1 схематично изображен участок корпуса подводной лодки /вид сбоку/. На фиг.2 - разрез по А-А. На фиг.3 - сечение кольца. Figure 1 schematically shows a portion of the hull of a submarine / side view /. Figure 2 is a section along aa. Figure 3 is a cross section of the ring.

Корпус подводной лодки, предварительно напряженный постоянным усилием, включает оболочку 1, кольца 2, связи 3. The hull of the submarine, pre-stressed by constant force, includes a shell 1, ring 2, connection 3.

Оболочка подводной лодки испытывает большое гидростатическое давление воды, в результате которого в ней возникают нормальные сжимающие напряжения, действующие в двух направлениях: кольцевых и им перпендикулярных - меридиональных. При этом нормальные сжимающие напряжения в меридиональных направлениях в два раза больше, чем в кольцевых. Этим сжимающим напряжениям, возникающим в оболочке от гидростатического давления в меридиональных направлениях, противопоставляются растягивающие напряжения, возникающие от предварительного напряжения, сохраняющегося постоянным при изменениях гидростатического давления и колебаниях температуры. The shell of the submarine experiences a large hydrostatic pressure of the water, as a result of which normal compressive stresses arise in it, acting in two directions: circular and perpendicular - meridional. In this case, the normal compressive stresses in the meridional directions are two times greater than in the ring ones. These compressive stresses arising in the shell from hydrostatic pressure in the meridional directions are opposed by tensile stresses arising from prestressing, which remains constant during changes in hydrostatic pressure and temperature fluctuations.

Таким образом, сжатые кольца уменьшают сжимающее усилие в оболочке. Обеспечить устойчивость сжатых колец за счет увеличения их толщины h /см. фиг. 3/ можно при меньших затратах материала /стали/, чем обеспечить устойчивость сжатой оболочки, так как в формуле для момента инерции прямоугольного сечения толщина h входит в третьей степени /толщина оболочки значительно меньше толщины колец/. За счет этого получается экономия материала оболочки. Thus, the compressed rings reduce the compressive force in the shell. Ensure the stability of the compressed rings by increasing their thickness h / cm. FIG. 3 / it is possible at a lower cost of material / steel / than to ensure the stability of the compressed shell, since in the formula for the moment of inertia of a rectangular section, the thickness h is in the third degree / the shell thickness is much less than the thickness of the rings /. Due to this, savings in shell material are obtained.

Важное значение имеет постоянное усилие преднапряжения, поскольку работа постоянного усилия преднапряжения, подсчитанная по формуле Клапейрона, в два раза больше работы усилия, изменяющегося от минимальной величины до максимальной, а это приводит к экономии материала связей, создающих постоянное усилие преднапряжения. The constant stress force is important, since the work of the constant stress force calculated by the Clapeyron formula is two times larger than the work of the force, changing from the minimum to the maximum, and this leads to a saving in the material of the bonds creating a constant stress force.

В конструкции, показанной на фиг.2, четыре связи, создающие постоянное усилие преднапряжения в оболочке. Их может быть меньше и больше. Увеличение количества связей не приведет к удорожанию их общей стоимости, так как при увеличении количества связей вес каждой связи и стоимость ее уменьшаются. In the structure shown in FIG. 2, there are four bonds creating a constant prestressing force in the shell. There may be fewer and more. An increase in the number of bonds will not lead to an increase in the cost of their total cost, since with an increase in the number of bonds, the weight of each bond and its cost decrease.

Постоянное усилие преднапряжения обеспечивает постоянство усилия в оболочке при погружении и всплытии подводной лодки, а также и при колебаниях температуры. Constant pre-stressing force ensures constant effort in the shell during immersion and ascent of the submarine, as well as during temperature fluctuations.

Постоянные напряжения в оболочке замедляют развитие трещин усталости, что способствует увеличению надежности и долговечности конструкций. Constant stresses in the shell slow down the development of fatigue cracks, which contributes to an increase in the reliability and durability of structures.

Claims

The hull of the submarine, pre-stressed by a constant force, including the shell and connections, used to create a constant pre-stress force, characterized in that rectangular rings are installed inside the shell, and the links are located between the rings and the shell.