RU2382714C1 - Бортовое перекрытие - Google Patents
Бортовое перекрытие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382714C1 RU2382714C1 RU2009113394/11A RU2009113394A RU2382714C1 RU 2382714 C1 RU2382714 C1 RU 2382714C1 RU 2009113394/11 A RU2009113394/11 A RU 2009113394/11A RU 2009113394 A RU2009113394 A RU 2009113394A RU 2382714 C1 RU2382714 C1 RU 2382714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic layer
- gasket
- vessel
- floor
- planking
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения. Бортовое перекрытие судна содержит бортовую обшивку, подкрепленную набором, и упругую прослойку. Между упругой прослойкой и бортовой обшивкой установлена прокладка. Оптимальную жесткость прокладки К и толщину прокладки hпр определяют по формулам
К=10,4·Кз·W·[σ]/([f]·a2),
hпр>[f]/(Кз·[εпр]),
где Кз - коэффициент запаса; W - момент сопротивления балки-полоски упругой прослойки; а - шпация; [σ] - допустимые напряжения в материале упругой прослойки; [f] - допустимый нормативный прогиб пластины обшивки; [εпр] - допустимые относительные деформации в материале прокладки. Достигается повышение несущей способности упругой прослойки и пластин обшивки бортового перекрытия судна. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке и ремонте бортовых конструкций корпусов судов.
Известно бортовое перекрытие судна, содержащее полотнище наружной обшивки, набор продольный (бортовые стрингеры) и поперечный (шпангоуты) (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1981. - 551 с.).
Конструкция этого перекрытия обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при воздействии локальных интенсивных нагрузок, действующих на борта судов в процессе их эксплуатации в ледовых условиях, интенсивно деформируются пластины наружной обшивки борта в районе переменной ватерлинии с образованием гофров со стрелками прогиба, зачастую существенно превышающими нормативные значения. Это вызывает необходимость проведения ремонта бортовых конструкций с целью ликвидации последствий тяжелой эксплуатации судна одним из известных методов, например методом замены, методом подкреплений и т.д. Но любой из этих методов ремонта требует больших затрат трудовых и материальных ресурсов, значительно увеличивает металлоемкость судоремонтного производства, увеличивает сроки простоя судов в ремонте, что резко снижает эффективность эксплуатации судов различного назначения.
Известно бортовое перекрытие корпуса судна (А.с. СССР №335146, МПК В63В 3/14, 59/02, опубл. 01.01.1972 г.), содержащее наружную обшивку, ограничивающую емкость с эластичными перегородками, частично заполненную жидкостью, где с целью повышения ее ударостойкости при эксплуатации судна эластичные перегородки расположены горизонтально и выполнены с перепускными клапанами, сообщающими между собой отсеки емкости, на которые последняя разделена этими перегородками, а наружная обшивка выполнена трехслойной с упругим заполнителем.
К недостаткам вышеописанного технического решения можно отнести:
- громоздкость (использование больших внутренних объемов судна под систему амортизации борта крайне нежелательно, т.к. внутренних объемов помещений корпуса судна, как правило, не хватает для удовлетворения нормальных условий производственной деятельности экипажа);
- наличие больших цистерн с жидкостью почти по всей длине бортов судна приводит к существенному повышению центра тяжести судна, что крайне отрицательно сказывается на остойчивости судна, усугубляемой еще и наличием свободных поверхностей;
- увеличение осадки судна за счет лишнего балласта в бортовых цистернах и, как следствие, потеря в скорости судна и увеличение расхода топлива;
- сложность и низкая надежность работы амортизационной системы борта в целом ввиду наличия в его конструкции клапанов сложной конструкции;
- невозможность восприятия сильно локализованных нагрузок (например, ледовых) без существенных повреждений, т.к. невозможно обеспечить при данной конструкции бортового перекрытия одновременное восприятие нагрузки большой величины, распределенной по значительной площади (нагрузки от кранца), и сильно локализованной нагрузки (ледовой) при большой ее интенсивности, когда степень локализации достигает практически одной шпации;
- сложность проведения ремонтных работ в замкнутом объеме;
- очень сильная ослабленность ширстречного узла, что при очередном навале в его районе вызовет его сжатие;
- увеличенная металлоемкость системы бортовой защиты в целом.
В качестве ближайшего аналога принято бортовое перекрытие судна, подкрепленное набором (А.с. СССР №1172813, МПК В63В 3/14, В63В 59/02, опубл. 15.08.1985 г.), включающее упругую прослойку, установленную с внутренней стороны перекрытия, опирающуюся по контуру шпации на внутреннюю полость полок набора.
К недостаткам конструкции можно отнести невысокую несущую способность пластин обшивки бортового перекрытия из-за неполного использования возможностей упругой прослойки, поддерживающей пластины обшивки. Резервы прочности упругой прослойки обусловлены тем, что характер деформирования пластин и упругой прослойки различен: пластина обшивки имеет косинусоидальную упругую линию, а упругая прослойка - синусоидальную. Это приводит к тому, что контакт между пластинами обшивки и упругой прослойкой является точечным, что значительно снижает несущую способность этой прослойки, ведет к нерациональному использованию материала прослойки и к повышенной металлоемкости бортового перекрытия.
Изобретение решает задачу повышения несущей способности упругой прослойки и пластин обшивки бортового перекрытия судна за счет увеличения площади контакта между ними.
Для решения поставленной задачи в известном бортовом перекрытии судна, состоящем из бортовой обшивки, подкрепленной набором, упругой прослойки, установленной с внутренней стороны перекрытия, опирающейся по контуру шпации на внутреннюю полость полок набора, предлагается между упругой прослойкой и бортовой обшивкой установить прокладку, причем оптимальную жесткость прокладки К и толщину прокладки hпр определять по формулам
где Кз - коэффициент запаса;
W - момент сопротивления балки-полоски упругой прослойки;
а - шпация;
[σ] - допускаемые напряжения в материале упругой прослойки;
[f] - допускаемый нормативный прогиб пластины обшивки;
[εпр] - допустимые относительные деформации в материале прокладки.
В предлагаемом техническом решении нагрузка, воспринимаемая пластинами обшивки, благодаря прокладке передается на упругую прослойку, распределяясь по всей шпации. Это приводит к тому, что пластина, упругая линия которой имеет косинусоидальную форму, вместо точечного взаимодействия с упругой прослойкой, изгибающейся по синусоидальному закону, передает нагрузку через прокладку, что приводит к расширению зоны контакта и повышению несущей способности упругой прослойки.
На прилагаемых графических материалах изображено:
на фиг.1 - общий вид бортового перекрытия судна;
на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.3 - вид А на фиг.1;
на фиг.4 - диаграммы распределения напряжений в материале упругой прослойки при использовании конструкции перекрытия: по ближайшему аналогу - А; при использовании предлагаемой конструкции перекрытия с неоптимальной жесткостью прокладки - Б; при использовании предлагаемой конструкции перекрытия с оптимальной жесткостью прокладки - В.
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - пластина обшивки; 2 - поперечный набор (шпангоуты); 3 - продольный набор (стрингеры); 4 - упругая прослойка; 5 - прокладка; а - шпация; с - участок, на котором по косинусу распределена нагрузка; - участок, на котором по косинусу распределена нагрузка в безразмерном виде; σ0 - напряжения в материале упругой прослойки без прокладки; σc - напряжения в материале упругой прослойки при распределении нагрузки по косинусу на участке с; - напряжения в материале упругой прослойки при распределении нагрузки по косинусу на участке с в безразмерном виде.
Конструкция бортового перекрытия состоит из обшивки 1 с установленными на ней поперечными 2 (шпангоутами) и продольными 3 (стрингерами) связями. С внутренней стороны установлена упругая прослойка 4, опирающаяся на полки набора с внутренней стороны, а между упругой прослойкой и обшивкой установлена прокладка 5.
Бортовое перекрытие работает следующим образом. Внешнюю нагрузку воспринимает пластина 1, в результате чего она прогибается между балками набора, деформируя прокладку 5, которая передает нагрузку на упругую прослойку набора 4. Поскольку упругая прослойка при нагружении находится под действием не сосредоточенной, а распределенной нагрузки, то конструкция может выдержать большую внешнюю нагрузку, по сравнению с конструкцией ближайшего аналога, что иллюстрируется диаграммами Б и В на фиг.4, где приведены результаты расчета напряжений в материале упругой прослойки при использовании предлагаемой конструкции без определения оптимальной жесткости прокладки и с определением оптимальной жесткости соответственно. Диаграмма А иллюстрирует сосредоточенное нагружение упругой прослойки, т.е. без прокладки, как в ближайшем аналоге. Как подтверждают проведенные эксперименты, напряжения в материале упругой прослойки снижаются более чем на 30% при разнесении нагрузки на всю шпацию, которое происходит за счет использования прокладки оптимальной жесткости и толщины.
Оптимальные параметры прокладки, при которых обеспечивается эффективное разнесение контактной нагрузки на всю шпацию, определяются приведенными ниже формулами
где Кз - коэффициент запаса;
W - момент сопротивления балки-полоски упругой прослойки;
а - шпация;
[σ] - допускаемые напряжения в материале упругой прослойки;
[ƒ] - допускаемый нормативный прогиб пластины обшивки;
[εпр] - допустимые относительные деформации в материале прокладки.
Конкретный пример определения оптимальных параметров прокладки.
Рассмотрим бортовое перекрытие со шпацией 600 мм и высотой стенки шпангоута 80 мм. Пусть в качестве упругой прослойки используется доска из сосны толщиной 40 мм, коэффициент запаса примем равным 1,5. Тогда
W=2,67·10-6 м3;
[σ]=10 МПа;
[ƒ]=0,0432 м.
В этом случае жесткость прокладки
Из конструкции перекрытия и толщины упругой прослойки следует, что толщина прокладки должна быть равна
hпр=40 мм.
Тогда модуль упругости материала прокладки
где b0=1 мм - единичная ширина балки-полоски прокладки;
F0=1 мм2 - единичный элемент площади прокладки.
В этом случае в качестве материала прокладки может быть выбран эластичный пенополиуретан марки ППУ-Э, обладающий секущим модулем - Е'=0,1 МПа. Для этого материала [εпр]=80%, следовательно,
Т.к. hпр=0,04 м>0,036 м, то прокладка может быть изготовлена из эластичного пенополиуретана марки ППУ-Э.
Claims (1)
- Бортовое перекрытие судна, состоящее из бортовой обшивки, подкрепленной набором, упругой прослойки, установленной с внутренней стороны перекрытия, опирающейся по контуру шпации на внутреннюю полость полок набора, отличающееся тем, что между упругой прослойкой и бортовой обшивкой установлена прокладка, причем оптимальная жесткость К и толщина hпр прокладки определена по формулам:
где Кз - коэффициент запаса;
W - момент сопротивления балки-полоски упругой прослойки;
а - шпация;
[σ] - допускаемые напряжения в материале упругой прослойки;
[f] - допускаемый нормативный прогиб пластины обшивки;
[εпр] - допустимые относительные деформации в материале прокладки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009113394/11A RU2382714C1 (ru) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Бортовое перекрытие |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009113394/11A RU2382714C1 (ru) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Бортовое перекрытие |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2382714C1 true RU2382714C1 (ru) | 2010-02-27 |
Family
ID=42127785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009113394/11A RU2382714C1 (ru) | 2009-04-09 | 2009-04-09 | Бортовое перекрытие |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382714C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463197C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2486096C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2507103C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2621405C1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2672147C1 (ru) * | 2017-12-07 | 2018-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
-
2009
- 2009-04-09 RU RU2009113394/11A patent/RU2382714C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463197C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2486096C1 (ru) * | 2012-03-14 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2507103C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2621405C1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
RU2672147C1 (ru) * | 2017-12-07 | 2018-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Бортовое перекрытие |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2565114B1 (en) | Cargo hold structure for a crude oil carrier | |
RU2382714C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
CN100509543C (zh) | 改造的双壳油轮及将现有单壳油轮改造为双壳油轮的方法 | |
WO2013024835A1 (ja) | Lng船 | |
Shama | Buckling of ship structures | |
JP2006507984A (ja) | 船舶構造および船舶の構造 | |
CN100519325C (zh) | 改造的双壳油轮和将现有单壳油轮改造为双壳油轮的方法 | |
US20140041566A1 (en) | Complete integral tank double-hull cargo containment system vessel in maritime service | |
RU2621405C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
RU2463197C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20180126804A (ko) | 선박 | |
CN111791983A (zh) | 一种半潜式多功能运输拆装船的船体舷侧构造 | |
CN203946238U (zh) | 一种复合式新型舱壁 | |
US4573422A (en) | Ship without transverse reinforcing members between the inner and outer hull plating | |
Veritas | Hull structural design ships with length 100 metres and above | |
Parunov et al. | Structural analysis of a general cargo ship | |
RU2472666C2 (ru) | Бортовое перекрытие | |
KR20140033928A (ko) | 컨테이너 운반선 및 그것의 선체 구조 | |
RU2672147C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
CN113799922B (zh) | 一种客滚船 | |
RU2716890C1 (ru) | Бортовое перекрытие | |
RU2286914C1 (ru) | Корпус танкера для наливных грузов | |
US20130180445A1 (en) | Method and Apparatus for Corrosion Allowance Mitigation | |
NL2004850C2 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een schip, constructiepaneel en schip. | |
Chen et al. | Research on Structural Strength of Different Car Ro-Ro Ships by Comparison Between Flexible and Rigid Deck Designs in Upright Condition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120410 |