Общие сведения.

Наиболее значительными и опасными видами общей деформации корпуса являются: общий продольный изгиб и кручение корпуса.

Прочность корпуса при общем продольном изгибе называется общей прочностью корпуса судна. Для транспортных судов, в особенности крупнотоннажных, наиболее опасной деформацией является общий изгиб. Различают прогиб и перегиб. При прогибе палуба оказывается сжатой, а днище растянутым, при перегибе — наоборот.

При плавании на волнении начальная деформация увеличивается и становится опасной, особенно при попадании корпуса с начальным прогибом на подошву волны и на вершину волны корпуса с начальным перегибом. Поэтому в практике эксплуатации судна необходимо в каждом рейсе постоянно контролировать состояние общей прочности корпуса.

Деформация кручения корпуса может оказаться опасной для судов новых типов с большим раскрытием палуб (в частности, балкеров), особенно при плавании на косом волнении.

Наряду с участием в общем продольном изгибе отдельные конструкции корпуса (палуба, днище, борта, переборки) участвуют в местном изгибе под воздействием местных усилий (давление груза, льда, забортной воды, причала, грунта, киль-блоков дока), расчет и оценка которого производятся отдельно. В конструкциях, учавствующих в общем и местном изгибе, напряжения суммируются.

Контроль прочности в судовых условиях.

Для предупреждения потери общей и местной прочности, вызванной неправильным (неблагоприятным) размещением грузов, необходим их контроль в каждом рейсе.

Общая прочность корпуса в судовых условиях может быть проверена расчетным методом, с помощью диаграмм контроля прочности, а также с помощью моделирующих (аналоговых) и цифровых приборов.

Расчетные методы в последнее время оказываются неприемлемыми в судовых условиях, так как более точные из них громоздки и неудобны, а более упрощенные не учитывают влияние распределения груза.

Удачным и перспективным оказался комбинированный метод, сочетающий к себе береговой этап - расчет прочности на ЭЦВМ с построением рабочих диаграмм контроля прочности и судовой этап - элементарные расчеты вручную или с помощью мини-ЭВМ.

До 1979 г. на суда выдавалась Инструкция по загрузке судна с рабочими диаграммами для контроля общей прочности. С 1979 г. эта Инструкция включена в виде раздела в новую типовую форму Информации об остойчивости и прочности грузового судна. С помощью такой Информации проверка прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам к тех сечениях корпуса, где могут возникнуть наибольшие напряжения.

Порядок проверки прочности по изгибающему моменту состоит в следующем: в стандартную таблицу Информации записываются массы (численно равные весу) Р_i грузов, запасов и балласта, расстоянии x_нi от центров этих масс до плоскости данного сечения. Затем вычисляется сумма моментов . На диаграмме контроля прочности (рис. 2.11)) по горизонтали, соответствующей дифференту судна, в метрах, откладывается дедвейт ; и через полученную точку а проводится вертикаль, на которой откладывается сумма моментов , млн. тсм. Так получается точка А, характеризующая состояние прочности судна.

Прочность судна по изгибающему моменту в данном сечении считается достаточной, если точка А находится в безопасной зоне, т. е. лежит между линиями «Опасно — перегиб в рейсе» и «Опасно - прогиб в рейсе». Если точка А лежит за пределами линии «Опасно - перегиб на рейде» и «Опасно - прогиб на рейде», то прочность достаточна только для плавания в условиях рейда.

Аналогично проверяется прочность по перерезывающим силам, с той лишь разницей, что для этого используется другая диаграмма (рис. 2.16) и по вертикали откладывается часть дедвейта, расположенная в нос от контролируемого сечения. Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающим сиам оказывается недостаточной для заданных условий плавания, необходимо перераспределить груз по длине судна.

Прогиб (перегиб) судна можно уменьшить или устранить перемещением груза или запасов ближе к оконечностям (мидель-шпангоуту).

Использование моделирующих приборов для контроля загрузки с учетом необходимой посадки, остойчивости и прочности позволяет быстро и достаточно точно промерить несколько вариантов загрузки и выбрать приемлемый, а иногда и оптимальный вариант.

С ростом скорости и размеров судов при плавании на волнении участились случаи слеминга, приводящего к повреждению днища и бортов судна. В наиболее тяжелых случаях повреждения охватывают до 30% длины судна в носу, а прогибы достигают 300 мм, что приводит к разрыву связей и обшивки корпуса, затоплению носовых трюмов.

Условия появления слеминга: волнение с встречных курсовых углов; близость кажущегося периода волнения собственному периоду килевой качки; кажущаяся крутизна волны не менее 1/50; скорость вертикальных колебаний корпуса не менее 3,5 м/с. Днищевой слеминг появляется при осадке носом менее 0,04— 0,05 длины судна.

Для судоводителя важно объективно оценить интенсивность удара при слеминге для решения вопроса о поддержании скорости без опасения повредить корпус.

Из средств приборного контроля слеминга в эксплуатационных целях известны лишь единичные приборы для оценки частоты ударов. Практически судоводитель вынужден оценивать интенсивность слемнига чисто субъективно, чаще всего по силе звука и частоте ударов в единицу времени.

Регулирование и контроль за обеспечением местной прочности палубных перекрытий, платформ, двойного дна, люковых закрытий осуществляется путем назначения для каждого перекрытия допускаемых удельных нагрузок. Величины этих нагрузок указаны на чертежах палуб судовой документации и обычно лежат в пределах 1,0—10 тс/м².

Особенностью проверки является то, что делают проверку М_изг (момент изгибающий) и Q_пер (перегибающей силы) в 5-9 сечениях. Остальная проверка совпадает с проверкой обычных судов.

57. Признаки отрицательной начальной остойчивости судна и меры по её улучшению.

Признаком отрицательной метацентрической высоты является при построении диаграммы ситуация такого вида:

Для ликвидации отрицательной метацентрической высоты нужно:

1). Ликвидация свободной поверхности;

2). Принять балласт в узкие цистерны.