Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf

A.И. БРОНСКИЙ,

М. К. Г Л О З М А Н , B. В. К О З Л Я К О В

Основы

выбора

конструкций

корпуса

судна

Издательство

«Судостроение»

Ленинград

1974

УДК 629.12.011.001.2

Б88

-1 ! ^ .

Вкниге рассмотрены основные принципы и направления оптимального проек­ тирования судовых корпусных конструкций.

дов нахождения оптимальной конструкции — важная задача современного корпусостроения.

В книге обоснован выбор комплексного критерия оптимизации корпусных кон­ струкций на базе достижения максимальной технико-экономической эффективно­ сти эксплуатации и постройки судов. Получены общие расчетные выражения для комплексного критерия применительно к конкретным вопросам проектирования корпусных конструкций, в первую очередь стальных. Обобщены исследования по назначению норм допусков на изготовление конструкций. Намечены пути для определения рационального уровня унификации корпусов судов.

Особое внимание уделено вероятностному подходу к определению внешних сил, действующих на судно, и к оценке расчетных схем определения напряженного состояния в конструкциях корпуса. Показаны возможности нормирования проч­ ности конструкций и даны примеры выбора размеров связей корпуса с техникоэкономическим обоснованием принимаемых решений.

На основе критерия экономической целесообразности обобщены рекомендации по конструктивно-технологическому оформлению отдельных перекрытий и узлов корпуса.

Комплексный технико-экономический подход к проектированию судовых кор­ пусных конструкций направлен па дальнейшее повышение эффективности по­ стройки и эксплуатации судов и является предпосылкой для разработки обосно­ ванных нормативов по проектированию, изготовлению н ремонту корпусов судов, а также для рационального их конструирования. Практическое использование по­ лученных выводов может дать значительный техппко-экопомпческип эффект.

© Издательство «Судостроение», 1974 г.

От авторов

ГЛАВА I

Принципы выбора оптимальных решений при проектировании корпусных конструкций

Проблема оптимального проектирования судовых корпусных конструкций заключается в отборе из многочисленных возможных вариантов такого решения, которое наилучшим образом отвечало бы поставленным целям в течение всего заданного периода экс­ плуатации судна с учетом изменения во времени ряда характери ­ стик конструкции. В такой постановке эта проблема представляет собой частный случай наиболее общей проблемы оптимизации любых решений. Вместе с тем необходимо учитывать и специфи­ ческие особенности судового корпусостроения, влияние которых на

исходя из накопленного опыта, статистических данных, экспертных

и общесудовых характеристик. После определения главных размерений проектирование корпусных конструкций осуществлялось на основании Правил классификационных обществ по одному варианту, и лишь в исключительных случаях — по двум-трем вариантам . При этом после выбора шпации набора и размеров связей корпуса решение отдельных конструктивных узлов в не­ скольких вариантах и их сопоставление производилось крайне редко. Считалось, что соответствие корпусных конструкций требо­ ваниям Правил обеспечивает безусловное получение оптимального решения.

Это объясняется тем, что длительное время суда строились определенных типов и ограниченных размеров. В качестве мате­ риала корпуса в большинстве случаев использовалась обычная

5

углеродистая судостроительная сталь. Технология постройки кор­ пуса судна оставалась подетальной. Организация производства отвечала индивидуальной постройке д а ж е при серийном строи­ тельстве однотипных судов. В этих условиях, как показал длитель­ ный опыт мирового судостроения, технически и экономически опти­ мальными являются конструкции наименьшей массы.

Внедрение сварки, переход к современным секционным и блоч­ ным методам постройки судов, использование новых судострои­

прямой пропорциональности между массой конструкций, трудоем­ костью их изготовления и эксплуатационной эффективностью. Следовательно, минимум массы сам по себе не может больше гарантировать оптимальное решение. Кроме того, многие конструк­ тивные узлы корпуса, приемлемые при подетальной сборке, не от­

решениями и технологической целесообразностью их реализации.

на судостроительных предприятиях. Это особенно сильно ощуща ­ лось в период перехода отечественного судостроения к серийной постройке ряда крупных судов. Оказалось, что большое разнооб­ разие типоразмеров листового и профильного проката, составных тавров, различных узлов корпуса, шпаций и т. п. тормозит произ­ водство. Этим и объясняется возрастающий интерес к вопросам внутри- и межпроектной унификации. Вместе с тем очевидно, что одна только стандартизация не может привести к полной оптими­ зации корпусных конструкций.

§ 1. Общая схема выбора оптимальных решений

Внедрение в проектную практику современных математических методов и вычислительных средств потребовало установления чет­ кой логической последовательности, взаимосвязи и значения от­ дельных этапов проектирования. Соответствующие исследования применительно к проектированию судов и корпусных конструкции выполнены в ряде отечественных и зарубежных работ [68], [96], [106], [115], [116], [120]. Н и ж е рассматриваются основанная именно на таких представлениях принципиальная схема выбора проектных

6