Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 81
Скачиваний: 0
Соответственно общее число типоразмеров профилей на еди ницу больше.
Результаты числового расчета и их сопоставление с разрабо
танными |
стандартами |
1966 |
и |
1968 гг. приведены в табл . |
5. За |
|||||||||||
кономерность |
распределения |
профилей |
в |
пределах |
сортамента, |
|||||||||||
^особенно |
вблизи его границ, |
заметно |
влияет |
на параметры |
унифи |
|||||||||||
кации. В частности, для сортамента |
1968 г. целесообразно |
умень |
||||||||||||||
шить количество типоразмеров малых профилей W<500 |
см 3 и уве |
|||||||||||||||
личить количество больших |
(W>3500 см 3 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
|
Сопоставление |
теоретических |
и фактических |
параметров |
|
|
||||||||||
|
унификации сварных тавровых профилей в судостроении |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
СЗ |
|
|
|
|
|
|
|
Параметры у н и ф и к а ц и и |
|||||
|
|
|
н |
Границы по |
теоретические |
принятые |
||||||||||
|
|
|
tfi |
|||||||||||||
|
Принятый вид |
|
строения |
сорта |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Норма |
о. |
мента |
(участка), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
теоретического |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
||||||||
|
|
с м |
3 |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|||||
тивный |
распределения |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
CJ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с * |
|
|
|
|||
документ |
профилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ и |
|
|
*8 |
||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н о |
|
|
|
|
по |
сортаменту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
н о, |
|
|
н |
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
CJ |
|
|
|
|
|
|
|
|
О CJ |
|
|
О ш |
|
|
|
|
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч Е |
|
|
5 сч |
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
S г] |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О СП |
|
|
з* о. |
||
|
|
|
>. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Стандарт |
Равномерное |
IS |
212 |
|
|
' 3 500 |
< |
1,58 |
> |
75" D. |
1,15—1,69 |
11 |
||||
Неравномер |
212 |
|
|
|
500 |
< |
2,12 |
> |
2 |
1,27—1,33 |
4 |
|||||
1966 г. |
|
ное |
500 |
|
|
3 500 |
< |
1,525 |
> |
6 |
1,15-1,69 |
7 |
||||
|
Равномерное |
{S |
22,6 |
|
11500 |
< |
1,34 |
> |
22 (38) |
1,10—2,02 |
35 |
|||||
Стандарт |
Неравномер |
22,6 |
|
|
500 |
< |
2,75 |
> 4 ( 6 ) |
1,10—2,02 |
13 |
||||||
1968 г. |
|
500 |
|
|
3 500 |
< |
1,525 |
> |
6 (12) |
1,17—1,43 |
15 |
|||||
|
ное |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
3500 |
|
|
11 500 |
< |
1,28 |
>- 6 (12) |
1,19—1,49 |
7 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
* В скобках |
приведено |
количество |
|
типоразмеров |
с |
|
учетом |
разных |
толщин |
стенок |
||||||
при одинаковой |
высоте профиля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При построении сортамента необходимо учитывать, что Пра вила классификационных обществ неодинаково подходят к назна
чению толщин стенок профилей |
разных балок д а ж е |
при |
равном |
моменте сопротивления. Это обстоятельство привело |
к тому, что |
||
в сортаменте 1968 г. в диапазоне |
100 см 3 при равной |
высоте |
|
оказались два профиля с разной толщиной стенок, т. е. число фактических параметров унификации сварных тавровых профилей удвоилось по сравнению с числом теоретических, что т а к ж е от- р а ж е н о в табл . 5. В целом теоретические параметры унификации достаточно близко совпадают с разработанными стандартами .
Таким образом, принятый подход при соответствующей детали зации и уточнении исходных данных может быть достаточно эф фективно использован при анализе существующих стандартов и при дальнейшей унификации корпусных конструкций.
67
Ограничение |
действующих |
нормативов. |
В |
пределах |
области |
||
изменения проектной переменной для |
рассматриваемой |
группы |
|||||
конструкций допускается по действующим нормативам |
ограничен |
||||||
ное |
количество |
различных |
типоразмеров |
(п+\), |
т. е. |
сортамент |
|
у ж е |
разработан |
и используется. Необходимо |
определить |
целесо |
|||
образность дальнейшего ограничения числа возможных типораз меров для конкретного проекта.
При выборе решений в р а м к а х нормативной унификации сум
марный |
комплексный критерий в соответствии с |
(1.30) |
равен |
|||||
|
|
Co = |
S |
(Co i + C w / t f P f ) t f P , , |
|
|
|
(1.48) |
|
|
|
(=1 |
|
|
|
|
|
где |
/V — общее число |
унифицированных |
деталей |
или |
конструкций |
|||
|
|
в принятых для конкретного расчета |
единицах; |
|||||
|
Pi — относительная повторяемость каждого |
унифицированного |
||||||
|
|
типоразмера |
конструкции. |
|
|
|
|
|
|
При |
укрупнении |
интервалов унификации |
комплексный крите |
||||
рий |
будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С = |
v |
(Cai + CbjmPi) NPf, |
k<n |
|
|
(1.49) |
Экономическая эффективность ограничения действующих стан
дартов |
составляет |
|
|
|
|
|
||
^ |
= ^ |
- |
С = ^ |
(Ч, с |
£ с \ |
+ | C a , P i - i |
CaiP, |
(1.50) |
Как |
и |
в |
предыдущих |
случаях, |
целесообразность |
проведения |
||
унификации |
определяется |
условием |
6 С > 0 , а ее |
оптимальный уро |
||||
вень соответствует |
максимуму величины бС(/е). |
|
|
|||||
В работе [25] рассмотрен пример оптимизации сортамента по лосовой стали при заданной годовой потребности и при одинако вой ширине полос для всех толщин. Несмотря на некоторую ус ловность, этот пример показывает возможность использования ком плексных экономических критериев. В частности, для решаемой
задачи — ограничение сортамента полосового проката при |
приня |
тых предпосылках — целесообразным оказалось сокращение |
числа |
толщин с одиннадцати до девяти, а количества длин полос с четы рех до одного. Это позволило получить общую годовую экономию около 6,3 тыс. руб.
Таким образом, проведение унификации — заключительный этап комплексной оптимизации конструкций. Рекомендации по вы
бору |
оптимального варианта |
конструктивной схемы и типоразме |
ров |
конструкций в заданных |
конкретных условиях являются осно- |
68
вой для разработки проектной и рабочей документации |
и могут' |
||
быть |
оформлены как нормативные документы с |
обязательным |
|
уточнением в них границ эффективного применения |
каждого ре |
||
шения. |
|
|
|
|
ГЛАВА II |
|
|
|
Технико-экономический анализ в расчетах |
||
|
прочности корпусных |
конструкций |
|
Одной из основных задач проектирования корпуса |
является |
||
выбор |
таких размеров связей конструкций, которые соответствовали |
||
бы условиям достаточной прочности. Несмотря на |
многообразие |
||
методов определения действующих в конструкции напряжений, ре зультаты проектирования всегда зависят от принятого порядка, определения внешних сил и допускаемых напряжений . Все э т а п ы любого расчета прочности тесно связаны между собой, и всякое изменение в характере определения внешних сил, методах н а х о ж дения действующих напряжений или назначения норм допускаемых напряжений неизбежно требует соответствующих поправок на дру
гих этапах расчета. |
|
|
|
|
В а ж н е й ш и м моментом |
решения |
задачи |
является обоснование |
|
и назначение допустимых |
параметров поведения |
конструкции (на |
||
пряжений, деформаций, амплитуд |
колебаний |
и |
т. д . ) . Д о настоя |
|
щего времени используются опыт эксплуатации судов и общие соображения о необходимых коэффициентах запаса, которые в ко
нечном итоге о т р а ж а ю т |
степень условности принятых |
методов р а с |
||||||
чета и их возможные погрешности. Только большой |
статистиче |
|||||||
ский |
материал, основанный |
на натурном обследовании повреж |
||||||
дений |
и |
разрушений |
на |
однотипных |
судах, |
эксплуатируемых |
||
в близких |
условиях, |
может |
служить объективным критерием пра |
|||||
вильности |
принятых |
методов |
расчета. Но |
д а ж е |
при таком подходе |
|||
л ю б а я система нормативов прочности корпусных конструкций не
позволяет |
в полной мере гарантировать |
исключение повреждений |
|||||||
или |
разрушений |
при |
эксплуатации судна. |
Увеличение ж е |
коэф |
||||
фициента |
запаса |
прочности |
по отношению |
к действующим |
нормам |
||||
приводит |
к повышению затрат на постройку судна. Таким |
обра |
|||||||
зом, |
принципиально |
задача |
разработки |
норм прочности, |
т а к ж е |
||||
как и соответствующих методик расчета, относится к одной из раз новидностей задач оптимального проектирования.
69>
§ 5. Экономические аспекты |
выбора |
||
|
размеров связей |
корпуса |
|
Под достаточной прочностью корпуса |
судна и его |
конструкций |
|
д о недавнего времени понималась их |
способность |
воспринимать |
|
действующие на них во время эксплуатации нагрузки без повреж дений и значительных изменений формы. Такое понятие принци
пиально справедливо, но им не учитывается |
р я д факторов, глав |
|||||
ными из |
которых являются сроки и |
условия |
эксплуатации |
судна, |
||
.а т а к ж е |
количественная |
характеристика показателей |
безотказной |
|||
эксплуатации. Поэтому |
традиционно |
сложившиеся |
методы |
рас |
||
чета прочности судовых конструкций, базирующиеся на опреде
ленных условиях назначения |
величин действующих внешних |
сил |
и допускаемых напряжений |
и не учитывающие отмеченных |
выше |
факторов, относятся к категории условных. Они могут быть ис пользованы только при проектировании однотипных конструкций, •работающих в близких условиях, применительно к которым раз
работаны и |
проверены |
в эксплуатации |
действующие нормативы |
[36], [99]. Эти |
нормативы |
относятся т а к ж е |
к определенному уровню |
организации производства, технологии изготовления и контроля качества конструкций.
Е щ е в 1908 г. И. Г. Бубнов [22], отмечая простоту и наглядность условных расчетов, о б р а щ а л внимание на их принципиальную ог раниченность и существенные недостатки. В его предложениях по классификации нагрузок и установлению норм допускаемых на пряжений содержался дифференцированный учет степени повто ряемости и переменности нагрузок, действующих на различные конструкции корпуса. И. Г. Бубнов указывал на необходимость учета случайных отклонений в номинальных (т. е. принимаемых
врасчете) механических характеристик материала, в размерах
элементов конструкции (в том числе и изменения их во |
времени |
в связи с коррозионным износом, истиранием и др . ), а |
т а к ж е на |
необходимость анализа степени истинности расчетных |
формул. |
Естественно, что в работах того времени перечисленные |
вопросы |
могли рассматриваться лишь качественно без сколько-нибудь точ ных количественных оценок и тем более обоснований.
В настоящее время при оценке прочности корпуса |
необходимо |
|
стремиться не |
только к рациональному использованию |
материала |
:в конструкции, |
но и к подбору его свойств, а т а к ж е учитывать осо |
|
бенности- и значения внешних нагрузок, четко установленные ус
ловия |
и сроки |
эксплуатации |
и |
экономичность конструкций с |
уче |
том ремонта. Использование только традиционных методов |
рас |
||||
чета |
прочности |
конструкций |
во |
многих случаях оказывается |
у ж е |
недостаточным. Поэтому возникла необходимость введения нового понятия, не только более широкого, но и более конкретного, а
70