Слокам
 Кругосветные, одиночные путешествия на яхтах. Путешествия вокруг света на парусных яхтах.

  Главная    Евгений Гвоздёв    Джошуа Слокам    Фотографии яхт    Справочник яхтсмена    Карта мира    Литература    Видео    Продажа яхт 

  Школа капитана    Школа рулевого    Морские походы    Под парусом по планете    Как пройти вокруг света на яхте    Морские узлы    Паруса    Ветер и течения 



Конструкция и устройство судов внутреннего плавания.

 Конструкция и устройство судов внутреннего плавания

  Содержание 

Пластмассовые конструкции

Особенности стеклопластика, учитываемые при проектировании конструкций.

Корпуса мелких пластмассовых судов, так же как и мелких судов, построенных из других материалов, выполняются с учетом обеспечения заданной прочности корпуса при минимальном его весе, а также с учетом эксплуатационных требований (размещения пассажиров, грузов, судовых устройств и механизмов и т. п.).

Большое разнообразие конструкций мелких судов объясняется различными условиями их эксплуатации и неодинаковыми требованиями, предъявляемыми к их прочности. Так, наряду с водоизмещающими судами (В настоящее время строят глиссирующие катера и катера на подводных крыльях, у которых гидродинамические нагрузки на волнении вследствие высокой скорости хода во много раз превышают статические нагрузки тихоходных судов. Кроме того, и форма корпуса быстроходных судов, характеризующаяся остроскулыми обводами, оказывает значительное влияние на конструкцию их корпусов.

Поэтому при рассмотрении пластмассовых судов следует, учитывать, ито разница в их конструкциях, в том числе в толщине обшивки и размерах балок набора, при одинаковых размерах судов объясняется в значительной степени величиной внешних нагрузок и их характером. Эта разница увеличивается Б результате того, что прочность стеклопластика зависит не только от размеров связей, но и от вида армирования, а также от свойств связующих материалов.

Стеклопластик резко отличается от широко применяемых судостроительных материалов (металл и дерево), но этому при проектировании пластмассовых конструкций необходимо учитывать ряд присущих ему специфических особенностей, так как в противном случае нельзя получить высококачественные судовые конструкции.

При проектировании конструкций из стеклопластика прежде всего необходимо добиваться минимума веса конструкции при заданной прочности. Как известно, при проектировании любых конструкций вес самой конструкции является одним из главных показателей ее качества. Однако в стальном, деревянном и железобетонном судостроении из условий технологичности, эксплуатационной приспособленности и т. п. оптимальными конструкциями могут оказаться и такие, которые не являются самыми легкими из всех возможных. Это объясняется экономическими соображениями, так как, например, при постройке стальных судов большую часть стоимости судовых корпусов составляют расходы на изготовление конструкций, а стоимость материалов составляет, как правило, значительно меньшую часть (25—35%). Примером, когда по технологическим соображениям пренебрегают требованиями минимума веса, является применение отфланцованных балок набора вместо тавровых.

В современном пластмассовом судостроении главной составляющей себестоимости корпуса является стоимость материалов (80—95%). Поэтому всякое уменьшение веса корпуса пластмассового судна приводит к более эффективному снижению стоимости постройки корпуса.

Разумеется, уменьшение веса пластмассовых судов также дает и те преимущества, которые связаны с уменьшением веса транспортных судов: возможность увеличения грузоподъемности, повышения пассажировместимости, увеличения скорости хода и т. п.
Как было указано выше, пластмассы хорошо формуются. Известно, что для изготовления стальных деталей приходится затрачивать много труда, чтобы придать им нужную форму. Пластмассовым деталям в процессе формования сравнительно легко могут быть приданы необходимые в судостроении формы. Так, можно формовать тавровые, двутавровые, швеллерные, зэ-товые и другие профили балок. При этом могут быть получены любые, требующиеся для обеспечения прочности профили, соотношения толщины и ширины отдельных их элементов. Пластмассовый отфланцованный профиль по сравнению с металлическим более эффективен, так как его фланец может иметь большую толщину, чем стенка. Кроме того, получение фланца при формовании почти не требует добавочных затрат труда по сравнению с плоским листом.

Известно также, насколько трудоемка выбойка стальных листов обшивки двоякой кривизны (например, носовых обводов обшивки, при тоннельных образованиях кормы и т. п.). Изготовление конструкций со сложными обводами из стеклопластика, наоборот, не требует дополнительных затрат труда по сравнению с формованием конструкций с простыми обводами. Кроме того, если у стальных конструкций выбойка сопровождается уменьшением толщины и некоторым снижением качества материала, то в пластмассовых конструкциях при необходимости в любом районе можно обеспечить плавное увеличение толщины обшивки без концентрации напряжений и без снижения качества материала.
Большое влияние на конструкцию пластмассовых судов оказывает также термореактивность стеклопластика, т. е. неспособность его размягчаться при нагревании. Поэтому детали из пластика нельзя изготовлять (обычным для стали) нагреванием с последующим изменением формы.

Стеклопластики не обладают текучестью и, даже будучи нагружены почти до разрушения, не получают остаточных деформаций. При обработке деталей из них нельзя применять способы, которые основаны на использовании пластических свойств материала. Поэтому, например, при изготовлении пластмассовых шпангоутов нельзя криволинейные балки получить путем гибки из прямых заготовок, как это делается в металлическом судостроении. Криволинейную форму деталям из стеклопластика придают при их формовании.

Вместе с тем термореактивность стеклопластиков не позволяет пока сваривать отдельные детали в целую конструкцию. Термопластичные сваривающиеся пластики из-за низкой их прочности применяют в настоящее время только для постройки малых лодок.
При конструировании пластмассовых корпусов обычно стремятся избежать тяжелонагруженных стыков, а если можно, то и вообще предпочитают отказаться от них, изготовляя конструкцию монолитным способом, т. е. за одно формование.

Следовательно, прогрессивный в стальном судостроении секционный метод постройки в пластмассовом судостроении встречает значительные препятствия. В тех же случаях, когда монолитный метод постройки нельзя применить-- вследствие больших размеров корпусов, разбивку последних на блоки и секции следует производить таким образом, чтобы стыки секций не были нагружены значительными, в особенности растягивающими, усилиями. Обычно в таких случаях стремятся избежать поперечных стыков, ограничиваясь при этом продольными пазами.

Стеклопластик, обладая сравнительно высоким пределом прочности, в то же время имеет низкий модуль упругости. Этим пластмассовые конструкции отличаются от металлических. Малоуглеродистая сталь характеризуется весьма удачным сочетанием механических качеств. Вследствие высокого модуля упругости стали у большинства обычных судовых конструкций (кроме пластин обшивки) требования достаточной жесткости удовлетворяются, если выполнены условия прочности. Однако, если предел прочности пластика только в 1,2—2 раза ниже предела прочности малоуглеродистой стали, то модуль упругости его в 10—15 раз ниже модуля упругости стали. Поэтому при проектировании пластмассовых конструкций нельзя копировать стальные, так как большинство из них при достаточной прочности не будет удовлетворять требованиям жесткости.

Для повышения жесткости пластмассовых конструкций на 50—40% уменьшают пролеты балок и расстояния между ними, применяют многослойные конструкции, а для судна в целом в необходимых случаях ограничивают отношение L/H. Однако, поскольку у мелких судов отношение L/H обычно невелико, то жесткость таких судов обеспечивается без особых затруднений.

Еще большее влияние малый модуль упругости стеклопластика оказывает на конструирование сжатых конструкций. Известно, что и в стальном судостроении сжатые конструкции обычно разрушаются от потери устойчивости. Поэтому тем более необходимо добиваться достаточной устойчивости сжатых связей в пластмассовом судостроении. Практически размеры сжатых связей приходится назначать не по условиям прочности, а по требованиям устойчивости. В стальных конструкциях часто можно обеспечить равенство эйлеровых напряжений жестких связей пределу текучести стали или добиться некоторого превышения их над пределом текучести. В пластмассовых конструкциях это обычно недостижимо, поэтому при их проектировании можно обеспечить лишь незначительный запас устойчивости, т. е. превышение эйлеровых напряжений над действующими.

Малый модуль упругости стеклопластика, кроме того, оказывает влияние на форму балок и на соотношение между их элементами. Чтобы обеспечить устойчивость при изгибе тавровых и уголковых профилей, соотношения между их элементами значительно изменяются по сравнению со стальными. Кроме того, в пластмассовых конструкциях часто применяют так называемые закрытые типы профилей.

При проектировании конструкций из стеклопластика следует учитывать также относительно небольшое значение модуля сдвига, вследствие чего приходится иногда усиливать связи, работающие на сдвиг (борта, переборки и др.). Так как пластики теряют прочность при нагревании, то при проектировании нужно обращать особое внимание на конструкции, подвергающиеся нагреву во время эксплуатации судна (например, стенки и палуба в моторных отделениях и т. п.).

Следует также иметь в виду, что прочность связей, подвергающихся постоянному воздействию воды и других жидкостей (топливо, жидкие химпродукты), как правило, снижается с течением времени.

Прерывистые связи и вырезы следует конструировать так, чтобы не создавались концентрации напряжений. Поэтому применение прерывистых связей в пластмассовых конструкциях должно быть по возможности ограничено. Кромки всех вырезов размером более 20 толщин следует подкреплять путем местного» увеличения толщины, причем последнюю нужно плавно уменьшать по мере удаления от выреза. Расположение материала должно соответствовать направлению усилий в районе выреза. Прямоугольные вырезы должны иметь скругленные углы радиусом не менее 0,2 ширины выреза.
Таким образом, при проектировании пластмассовых конструкций нельзя слепо копировать металлические, так как это может сказаться на качестве изготовления пластмассовых конструкций. Только учитывая все особенности стеклопластиков как конструкционных материалов, можно получить более или менее совершенные конструкции пластмассовых судов.

Читать далее: Методы соединения пластмассовых деталей

 


http://radianse.ru/ серебряные мужские печатки с инициалами.

 


Портал для яхтсменов и путешественников
www.Slokam.ru работает с 2009 года.
Скоро обновление!