Прочность шпангоута

По формулам (81) и (82) проводим уточненный расчет прочности шпангоута. [c.306]

Это значит, что оболочка деформируется совместно с нерастяжимым шпангоутом. В этом случае необходимости учета краевых эффектов не возникает. Впрочем, и без предположения ц = О возникающие краевые эффекты оказываются несущественными для прочности оболочки. Поэтому в практике цилиндрические оболочки, подкрепленные шпангоутами, рассчитывают по безмоментной теории [91. [c.356]

Корпуса камер сгорания хотя и работают при более низких температурах (поскольку они имеют охлаждение), должны выдерживать высокие давления и поэтому выполняются из сталей с высокими прочностными свойствами. Для увеличения прочности и н<есткости корпуса можно укрепить его кольцевыми шпангоутами. Соответственно па высокие давления должны быть рассчитаны и соединительные фланцы камер сгорания. [c.63]

Наряду с общей прочностью и жесткостью к корпусу корабля предъявляют требование местной прочности, под которой понимают свойство любой из многочисленных деталей корпуса (поперечных балок — шпангоутов, продольных балок — стрингеров, кильсонов, листов наружной обшивки и палубы, фундаментов механизмов и вооружения и т. п.) выдерживать приходящуюся на нее часть внеш- [c.37]

Местных подкреплений требуют участки шпангоутов и наружной обшивки, на которых были допущены при постройке корпуса или возникли в процессе службы корабля отступления от расчетной формы связей за приемлемые пределы, места выкружек или вырезов в шпангоутах прочного корпуса, связанных с выходами гребных валок, торпедных аппаратов и т. п. Конструктор найдет в этой главе конкретные решения, практические нормы и требования по восстановлению "прочности заведомо ослабленных частей корпуса . [c.70]

Чтобы сделать книгу практическим пособием для конструктора железобетонных судов, Ю. А. Шиманский по-следовательпо излагает общий порядок расчета прочности корпуса судна, методику онределения величин и характера внешних сил, действующих на проектируемое сооружение, основания для назначения норм допускаемых напряжений и, наконец, расчетные формулы для напряжений в различных элементах набора (шпангоутах, бимсах, стрингерах, днищевой и бортовой обшивке, палубном настиле и т. п.), отличающиеся от общепринятых реализацией изложенных выше двух основных принципов нового метода. [c.143]

По конструкции стенки применяют оболочки однослойные не-подкрепленные, двухслойные, подкрепленные шпангоутами или одновременно со шпангоутами и стрингерами, вафельные и трех-слойные. Возможны также и комбинированные варианты. Например, на вафельных или трехслойных оболочках дополнительно могут быть установлены промежуточные шпангоуты. Двухслойные оболочки применяют обычно для выполнения требований тепло-или звукоизоляции, при этом силовую основу составляет слой, выполненный из конструкционного материала (композиционного или металлического). Выбор того или иного варианта определяется ограничениями по массе, эксплуатационными условиями, характером и величиной действующих нагрузок. В табл. 1 представлены конструкции стенок, расположенные в последовательности уменьшения массы оболочек, и ориентировочные значения их коэффициентов совершенства по массе Ко- На рис. 4 приведены значения коэффициентов эффективности конструкций по массе Nq для основных конструкций стенок из различных материалов, расположенных в последовательности уменьшения массы. Значения Nq можно рассматривать как ориентировочные, теоретически достижимые без ограничений по прочности материала и прочим параметрам конструкции, которые учитываются при конкретном проектировании. Анализируя рис. 4, можно сделать следующие выводы. [c.10]

Приведенные данные относятся к деталям, работающим на растяжение или сжатие, где обеспечивается условие полной равно-прочности и механические свойства материала используются полностью. Такими деталями могут быть стержни, оболочки емкостей давления и т. п. Эти данные могут быть использованы также при рассмотрении деталей, элементы которых работают в условиях, близких к равномерному растяжению (распорные шпангоуты емкостей, равнопрочные балки с двутавровым или швеллерным тонкостенным сечением). Однако для многих сложных деталей сравнение материалов по показателям коэффициентов /Со мат будет весьма ориентировочным. Поэтому значения рис. 10 можно рассматривать как теоретические для идеальной равнопрочной детали. Кроме того, реальное совершенство конструкций отличается от идеального из-за наличия различных конструктивных надстроек, а также ограничений технологического характера (трудность выполнения стенок небольшой толщины, невозможность удаления материала в недоступных для обработки местах и т. п.). [c.22]

Композиционный материал в конструкциях представляет собой сочетание армирующих элементов (тонких волокон, нитей или тканей) и связующего. Армирующие элементы определяют высокую прочность и жесткость, а связующее — монолитность. Особенностью изготовления является одновременное формование целого агрегата на специальной оправке, отражающей внутреннюю конфигурацию отсека с учетом всех конструктивных элементов (шпангоутов, окантовок, местных утолщений и пр.). После затвердевания связующего с оправки снимается цельный корпус, и в этом неметаллические конструкции имеют существенные технологические преимущества по сравнению с металлическими. [c.147]

Расчет сопряжений оболочек сводится к установлению внутренних усилий и последующей оценки прочности. При этом используются методы, основанные на выполнении условий совместности деформаций сопрягаемых оболочек и шпангоутов [4, 5, 10, 17, 231. При определении краевых перемещений оболочек наиболее распространенным методическим пособием, хорошо зарекомендовавшим себя в практике, является работа [10], где охвачен широкий круг встречающихся схем и которая обеспечивает высокую точность результатов. Сравнительно небольшое число монографий посвящено методам проектирования конструкций на основе решения краевых задач. Практически единственным методическим пособием, рассматривающим влияние на распорный узел подкрепляющего действия присоединенных оболочек, является работа [71, основанная на обобщении экспериментальных данных. [c.196]

Условие прочности распорного кольца (шпангоута) [c.208]

Расчет распорных колец по формулам (28) и (29) будет идти в запас прочности, так как здесь не учитывается подкрепляющее влияние примыкающих оболочек, которые эффективно участвуют в работе шпангоута на прочность. Неучет оболочек приводит к завышению площади распорного кольца на 20... 50%. Ширина эффективной зоны оболочки равна значению k, умноженному на квадратный корень из произведения главного радиуса кривизны ria толщину оболочки. Рекомендуемые коэффициенты k с учетом экспериментальных данных [71 приведены в табл. 2. [c.209]

При действии на оболочку локальной (распределенной по площадке с конечными размерами) или сосредоточенной нагрузки ее часто подкрепляют силовым шпангоутом. Это дает возможность обеспечить достаточный запас прочности, но в то же время может привести к неоправданному увеличению массы конструкции, так как наибольшие напряжения в шпангоуте действуют в основном в зоне приложении силы, а в остальной части они значительно меньше. Постановка шпангоутов необходима при действии сравнительно больших сил, для малых же целесообразно подкрепление местными накладками. [c.248]

При действии на шпангоут сосредоточенных сил основными внутренними усилиями, определяющими его прочность и, следовательно, массу, являются изгибающие моменты. Как видно из эпюр [c.295]

На распорный шпангоут сферического днища действуют сосредоточенные силы Р (рис. 61, а), Т или При наличии днища напряженное состояние узла, определяющее прочность конструкции, имеет локальный характер в зоне приложения внешних сил. [c.300]

Рассмотрим два конструктивных варианта ферма имеет собственное опорное кольцо (рис. 98, а) в качестве опорного кольца используется конструктивный элемент стыкуемого узла, прочность которого на распорные усилия фермы заранее обеспечивается. Таким элементом может быть, например, распорный шпангоут днища цилиндрической емкости (см. рис. 98, б). [c.344]

Для вертолета Ка-50 силовая схема фюзеляжа представляет собой конструкцию в виде ствола , образованного четырьмя плоскими поверхностями, пронизывающими фюзеляж по всей длине (в виде ствола), и расчлененного силовыми диафрагмами (шпангоутами) на ряд функциональных отсеков. Внешние обводы фюзеляжа (кроме хвостовой балки) не несут каких-либо нагрузок, кроме аэродинамических и инерционных от собственной массы, и могут легко видоизменяться. Такое решение позволило коренным образом упростить проблемы доступа к агрегатам при сборке, ремонте и обслуживании при обеспечении необходимой прочности и жесткости конструкции. [c.12]

Приведенный пример позволяет сделать некоторые общие выводы о расчете оболочки, подкрепленной шпангоутами. Если нагрузки приложены к шпангоутам, и шпангоуты достаточно жестки (У > Rh), то при расчете тангенциальных сил взаимодействия оболочки и шпангоутов можно руководствоваться безмомент-ной теорией. При этом используются только условия равенства тангенциальных перемещений оболочки и шпангоута. Учет тангенциальных сил достаточен для оценки жесткости и прочности шпангоута. Для расчета напряжений в оболочке следует дополнительно учесть краевой эффект. Усилия краевого эффекта определяются из условия совместности нормальных перемещений и углов поворота i9 i. [c.356]

При проведении расчетов на прочность шпангоутов цилиндрического бака при действии распределенных и сосредоточенных сил целесообразно выбрать наиболее простую расчетную модель тонкой оболочки, достаточно правильно отражаюцото особенности ее работы в качестве упругого основания для подкрепляющих колец (рис. 9.7.3). Для оболочки, дтшна 1 которой не слишком велика и соизмерима с размерами поперечного сечения, может быть принята безмоментная теория [5]. [c.160]

Выше был изложен метод проектировочного расчета распорных узлов сопряжений оболочек различных очертаний, позволяющий определить необходимую площадь сечения шпангоута приведены приближенные оценочные расчеты шпангоута и некоторые рекомендации, помогающие правильно сконструировать узел в целом. Такой расчет с достаточной точностью оценивает прочность шпангоута (называемого ниже распорным кольцом), но не определяет напряжения в примыкающих к нему оболочках. Внутренние усилия, возникающие в местах сопряжений оболочек с кольцом, оказывают влияние на перемещения и напряженное состояние распорного узла. Эти усилия проявляются в примыкающих к кольцу оболочках и имеют быстрозатухающий характер. Определение внутренних усилий называют краевой задачей, а определяемые усилия — краевыми усилиями. [c.232]

Определение действующих напряжений. Основными внутренними усилиями, определяющими прочность шпангоута, являются изгибающие момеить М, поэтому при проведении расчетов в шпангоуте выделяются те сечения, в которых моменты имеют максимальное значение. Нормальные напряжения определяются с учетом одновременного действия в рассматриваемом сечении осевой растягивающей или сжимающей силы N. Максимального значения нормальные напряжения достигают в наружной и внутренней полках шпангоута (рис. 62) и соответственно равны [c.301]

В первом случае полости между металлическими оболочками заполняют вспенивающимися пластиками на основе термореактивных или отверждающихся смол. Пластики вводят в жидком виде С добавлением газообразующих веществ и эмульгаторов. При нагреве до 150 — 200°С состав вспенивается и затвердевает, образуя пористую массу с объемом пор до 80-90% и плотностью 0,1-0,2 кг/дм. Прочность, жесткость и устойчивость систем в целом значительно увеличиваются, хотя и не до такой степени, как в случае введения металлических пространственных связей. Эту систему обычно применяют в сочетании с металлическими связями, поперечными (нервюры, шпангоуты) и продольными (лонжероны, стрингеры). [c.267]

При строительстве новых судов особое внимание уделяется обеспечению их мореходности и приспособленности к плаванию в любых климатических условиях. Все большее распространение находят в судостроении новые конструкционные и отделочные материалы. Все шире при постройке судовых корпусов применяются марки стали повышенной прочности. Сварные составные шпангоуты, бимсы, стрингеры и другие детали корпусного набора заменяются аналогичными деталями из специального профильного проката, что значительно ускоряет строительные работы. В конструкционных элементах корпусов используются легкие сплавы. Для снижения шума, возникающего при работе машин и вентиляционных систем, применяются звукоизоляционные материалы и специальные звукопоглощающие устройства. Для отделки жилых помещений вместо дерева применяются стойкие и малогорючие синтетические материалы для теплоизоляции используются плиты и маты из нетеплопроводных материалов. [c.300]

Однонаправленные структуры получают укладкой первичного армирующего материала (волокна, нити, жгута, шпона, ленты) в одинаковых направлениях в каждом слое. Примером изделий на основе ОС может служить листовой однонаправленный СВАМ, бондажные кольца, кольцевые шпангоуты, полученные намоткой на оправку элементарного волокна, нити или жгуты, профильные изделия, полученные протяжкой (стержни, уголки, тавры, швеллеры и т. д.). К материалам, имеющим ОС, можно отнести древесину и материалы на основе облагороженной древесины (фанера, древеснослоистый пластик и др.). Отличительной особенностью их является максимальная прочность вдоль направления волокна и минимальная — в перпендикулярном направлении, в котором прочность определяется адгезионными свойствами связующего. [c.7]

Таким образом, изгибаюп1 ие и крутящие моменты, а следовательно, и напряженное состояние кольца, определяются не непосредственно весом бака, а теми прогибами, которые возникают в смежном несущем элементе. Если шпангоут удовлетворяет условиям прочности, то автоматически этим же условиям удовлетворяет и кольцо. [c.26]

Прочность корабля в целом как эквивалентного бруса называют его общей, или продольной, прочностью. При этом корабль рассматривают как балку, опирающуюся не на относительно короткие (сосредоточенные) опоры, а на сплошную опорную поверхность воды, омывающей наружную обшивку корпуса. Силы давления воды вместе с весовой нагрузкой и силами инерции, действующими на различные грузы, образуют уравновешенную систему сил. Однако указанное свойство, имеющее место в любой момент для корабля в целом, на каждом отдельно взятом отрезке его длины, как правило, нарушается. Вследствие этого действие рассматриваемой совокупности сил в плоскости каждого шпангоута проявляется в виде поперечной, или перерезывающей, силы, стремящейся срезать судно по соответствующему сечению, и изгибающего момента, вызывающего растяжение (или сжатие) верхних продольных связей (палубного настила, под-палубиых продольных балок и т. п.) и соответственно [c.36]

Сколь ни велика скорость хода надводного корабля (легкого крейсера или миноносца), преобладающее действие на него оказывают гидростатические давления воды, определяющие основную часть архимедовой силы поддержания. Подобная особенность характерна для так называемых водоизмощающих судов. На глиссирующих судах благодаря своеобразной форме их корпуса и относите.ть-но большой скорости хода поддерживающая сила создается в 0СН0ВН0Л1 гидродинамическими давлениями, пропорциональными при прочих одинаковых условиях квадрату скорости. Так как из условий равновесия равнодействующая всех сил давления воды должна быть равна по величине результирующей всех сил тяжести, действующих на судно, и нанравлена прямо противоположно ей, то глиссер выходит из вода и по мере увеличения хода соответственным образом изменяет угол атаки , образованный плоскими кормовыми участками днища и горизонтальной плоскостью. При этом носовая оконечность, отличающаяся большим развалом шпангоутов и пологой формой образования днища, оказывается над водой и подвергается действию больших усилий от удара волн так как эти усилия имеют направление, близкое к вертикальному, то они могут быть опасными не только для местной прочности корпуса катера, но и для его общей продольной прочности. Удары днища катера о волны могут быть настолько большими и резкими, что в некоторых случаях именно они ограничивают возможную наибольшую скорость катера при данном состоянии моря . [c.59]

Здесь, как и в других своих работах, Юлиан Александрович напоминал, что прочность строяш егося корабля обеспечивается коллективной работой инженеров-конструк-торов и рабочпх-судостроителей. Для ее успешного завершения необходимо, чтобы рациональная конструкция была изготовлена качественно, т. е. неизбежные в процессе производства отклонения не выходили за пределы расчетных допусков. Превышение их при сборке корпуса подводной лодки, как показали расчеты Шиманского, могут привести к нреждевременной потере устойчивости шпангоутов и наружной обшивки в условиях, близких к предельной глубине погружения. Это заключение подтверждается и предшествовавшим ему опытом строительства подводных кораблей. [c.66]

Поперечный набор — шпангоуты и бимсы, выполняя ответственную роль обеспечения местной прочности, не принимают пепосредствениого участия в продольном из-гпбе судна, а только способствуют устойчивости листов обшивки и настила палуб при сопротивлении их действию сжимающих усилий, возникающих при продольном изгибе. [c.110]

Если на1рузки приложены непосредственно к шпангоутам, которые обладают достаточно большой жесткостью на изгиб J>hS ), то при расчете тангенциальных сил взаимодействия оболочки и шпангоутов можно использовать безмоментную теорию. Учет тангенциальных реактивных сил на шпангоут достаточен для оценки его прочности и жесткости. Напряжения в оболочке при этом должны вычисляться с учетом краевого эффекта. [c.157]

Прочность стопперов, устанавливаемых под шпангоутами, определяется из соотношения [c.427]

В большинстве случаев температура на нижней поверхности оболочек Bbmie, чем на верхней, а температура у ее вершины также выше, чем в торцевой части. Рост температуры вызывает значительное снижение характеристик упругости и прочности. Из-за разности значений коэффициентов линейного температурного расширения материалов слоев стенки и значительных перепадов температур по толщине, обусловленных низкими по сравнению с металлами значениями коэффициентов теплопроводности, в оболочке возникают температурные напряжения. Кроме того, вблизи шпангоута из-за разности значений коэффициентов линейного температурного расширения материалов оболочки и шпангоута возникают температурные напряжения, которые совместно с напряжениями от изгибающих моментов и перерезывающих сил оказывают влияние на несущую способность оболочки. На степень достоверности определения несущей способности оболочки расчетным путем оказывают также влияние значительный разброс характеристик упругости и прочности материалов и случайные (трудно контролируемые) отклонения от принятых технологических процессов изготовления оболочек. [c.352]

Жесткости диафрагм выбираются исходя из общего расчета оболочки со шпангоутами на прочность и устойчивость. Давление в г-м гибком шланге, который прокладывается между внутренней поверхностью оболочки и торцевой поверхностью диафрагмы с целью ее герметизации, не должно превьт1ать более чем на 5-10% давление в г-й внутренней полости оболочки. Это способствует снижению влияния жесткости диафрагм на жесткость и прочность оболочки. В заданном положении диафрагмы удерживаются с помощью штанги. Их можно исключить лишь при слабом изменении осесимметричной составляющей давления вдоль образующей оболочки. В этом случае наружная и внутренняя ее поверхности нагружаются постоянной по длине осесимметричной составляющей давления, величина которой выбирается из условий обеспечения некоторого запаса прочности в наиболее опасных сечениях оболочки. К таким сечениям при докритическом напряженно-деформированном состоянии как в случае неравномерного, так и в случае равномерного нагружения внешним давлением относится корневое сечение. При потере устойчивости оно находится на расстоянии х < //3 от заделки. [c.355]

Целью расчета прочности является оценка paциoнaльнo т силовой схемы отдельных узлов, выбор наиболее эффективногс материала, а также более подробный выбор форм деталей и основ ных размеров, обеспечивающих наименьшую массу. При этом конструктивные подробности отдельных деталей не представляют интереса. Например, нет необходимости устанавливать окончательно профиль сечения распорного шпангоута емкости, достаточно знать только требуемую площадь его сечения. Не представляют также интереса конструктивные подробности вафельной оболочки (вид расположения ребер, их шаг и размеры подкрепления), достаточно только определить эквивалентную толщину, характеризующую массу. Предварительные значения масс — основная расчетная величина для разработки детальной чертежной документации. [c.10]

Шпангоут в местах сопряжений с оболочками может иметь переменную толщину стенки, линейно изменяющуюся, как это показано на рис. 24, в, от О, до Sj. Существующие методы расчета краевых перемещений оболочек переменной толщины громоздки и в большинстве случаев их применение ничем не оправдывается в техническом расчете. Поэтому расчет часто проводят по оболочке постоянной толщины, равной среднему значению б(.р = (б,+ 6j)/2. Такое допущение идет в запас прочности для распорного кольца, поскольку найденные краевые усилия в месте разреза с распорным кольцом будут иметь несколько заняженное значеняе. При необходимости уточнеияя расчета можно в оболочке переменной толщины сделать несколько дополнительных разрезов с последующим осреднением толщины в каждом пролете, при этом соответственно увеличивается число неизвестных краевых сил, подлежащих определению. [c.240]

Жесткость оболочки на изгиб по сравнению с жесткостью шпангоута равна нулю. Это позволяет считать, что вся внешняя нагрузка замыкается на кольце. Для конструкций, имеющих сравнительно маложесткин шпангоут, допущение идет в запас прочности, так как в этом случае некоторая часть нагрузки воспринимается и оболочкой. [c.269]

Силовые шпангоуты воспринимают большие сосредоточенные нагрузки от прикрепленных к ним частей вертолета, грузов и агрегатов. Сосредоточенные силы могут проходить в шюскости продольного элемента или могут быть приложены под углом к данной плоскости. В последнем случае в конструкции предусматриваются продольные элементы. Можно приближенно считать, что шпангоут ие работает от сил, нормальных к его плоскости. Прочность отдельных сечений этого элемента, как правило, определяется лишь изгибом. Силовые шпангоуты выполняются либр в виде замкнутой рамы из штампованных поясов, либо в виде рамы, частично или полностью зашитой листом. Для повышения критических напряжений стейку рамы обычно подкрепляют стойками или ребрами жесткости, что необходимо в местах приложения к шпангоуту сосредоточенных сил. В этом случае ребра трансформируют сосредоточенную силу в распределенную по стенке шпангоута, улучшая условия его работы. [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...