Проектирование судов

При построении обвода ДП выбирается рациональную форму фор- и ахтерштевня и параметры седловатости верхней палубы.

В отношении шпангоута наибольшего сечения (как правило, он находится в плоскости миделя) решается вопрос о килеватости днища а, ширине горизонтального киля Вгк, развале бортов θб, погиби бимсов и радиусе скругления скулы r (рис. 57). Для судов с горизонтальным днищем и вер

тикальным бортом

.

Рис. 57. Схема построения мидель-шпангоута

Построение теоретического чертежа

После завершения подготовительных работ приступают к построению теоретических шпангоутов. Основой для построения каждого шпангоута является его площадь ωi, снимаемая со строевой, ордината полушироты уi, снимаемая с обвода КВЛ и текущая осадка Тi, снимаемая с обвода ДП (рис. 58). По этим значениям строят равновеликие половине площади каждого шпангоута прямоугольники или четырехугольники Морриша (рис. 59).

Необходимая для построения величина полуширины равновеликого прямоугольника bi = ωi/2Тi, а длина отрезка ti, определяющего положение точки Е на диагонали АС, определяется как ti = βiТi. Так как βi = ωi/2ВiТi, то ti = ωi/2Вi.

Для получения особых (например острокильных) обводов четырехугольники Морриша может быть перестроен следующим образом (рис. 59 в). Через точку Е проводиться прямая D'F' параллельная DF. Тогда любой треугольник с основанием DF и вершиной Е' лежащей на прямой D'F' будет иметь площадь равную площади треугольника DFЕ. После разработки упрощенного обвода шпангоута производится его сглаживание.

Надводная часть шпангоута доводится до верхней точки борта в данном сечении Нi. Величина Нi снимается с обвода ДП. При построении надводной части шпангоута необходимо учитывать требования к вместимости, непотопляемости и общему расположению. В носовой и кормовой оконечности рекомендуется применять слом шпангоутов у верхней палубы, для уменьшению ее забрызгиваемости. Применение слома приводит к разрушению брызговой пелены не у кромки открытой палубы, а ниже, в точке слома. Это уменьшает высоту брызговой пелены, заносимой ветром на открытую палубу судна.

В первую очередь рекомендуется разрабатывать обводы шпангоутов отстоящих от миделя на 0,7∙L/2 в нос и корму – так называемых баланс-шпангоутов. Считается, что они в наилучшей степени характеризуют форму носовых и кормовых обводов. Затем по трем сечениям можно вычертить ватерлинии, ориентируясь на которые можно получить обводы всех остальных шпангоутов.

Рис. 58. К построению обвода шпангоута

а – строевая по шпангоутам, б – обвод КВЛ, в – обвод ДП

Рис. 59. Вычерчивание обвода шпангоута с использованием:

а – равновеликого прямоугольника,

б – четырехугольника Морриша,

в – преобразованного четырехугольника Морриша

После завершения разработки шпангоутов переходят к вычерчиванию ватерлиний и батоксов. При этом возникает необходимость в сглаживании обводов для получения плавных и гладких кривых. Поскольку все кривые теоретического чертежа связаны друг с другом, то корректировка ватерлиний неизбежно приводит к искажению формы шпангоутов. Таким образом сглаживание обводов производится до тех пор, пока все кривые (шпангоуты, ватерлинии и батоксы) не будут полностью удовлетворять проектанта.

Заканчивается построение теоретического чертежа проверкой совпадения значений коэффициентов α, β и δ, а также координат ЦВ xc и zc снимаемых с чертежа с этими же величинами, полученными расчетом.

Аффинное перестроение теоретического чертежа прототипа

В практике проектирования широко применяется получение теоретического чертежа проекта путем перестроения чертежа прототипа. Наиболее простым способом перестроения теоретического чертежа является его аффинное преобразование. Такое преобразование возможно только тогда, когда все коэффициенты полноты проекта равняются этим же величинам у прототипа. При этом способе построение теоретического чертежа заключается в изменении абсцисс х пропорционально L/L0, где L – длина проекта, L0 – длина прототипа; ординат у – пропорционально В/В0, аппликат z – пропорционально Т/Т0.

Более подробно суть метода была изложена ранее.

При очевидной простоте аффинного преобразования его недостатком является обязательная неизменность коэффициентов теоретического чертежа, что позволяет использовать его только в том случае, когда при переходе от прототипа к проекту скорость судна υ и число Фруда Fr изменяются незначительно.

Интерполяционный способ построения теоретического чертежа

Данный способ применим в том случае, когда имеются два чертежа-прототипа, один с коэффициентом общей полноты δ1, а другой с коэффициентом δ2, причем δ1 < δ < δ2, где δ – коэффициент общей полноты проектируемого судна.

После приведения обоих чертежей к размерениям проекта путем аффинного преобразования можно получить два теоретических чертежа с одинаковыми главными размерениями, но с разной полнотой (рис. 60).

Объем заключенный между поверхностью судна-прототипа с δ2 и поверхностью судна с δ1,

.

Откуда

.

Рис. 60. Построение шпангоутов интерполяционным способом

Таким образом, сумма разностей всех ординат двух теоретических чертежей при фиксированных главных размерениях и одинаковых расстояниях ΔL и ΔТ между шпангоутами и ватерлиниями пропорциональны разности их коэффициентов общей полноты. Так же и

.

Из двух последних зависимостей видно, что

.

Для получения практических результатов необходимо установить законы изменения разностей (у2 – у1) и (у2 – у) в зависимости от положения ординат. Простейшим законом в этом случае будет пропорциональность разности (у2 – у1) разности (у2 – у) для ординат лежащих на одноименных шпангоутах при одних и тех же ватерлиниях, то есть

.

Тогда

.

Окончательно

у = у2 – ky(у2 – у1).

Таким образом, любая ордината у нового теоретического чертежа с коэффициентом общей полноты δ может быть получена при наличие двух чертежей с большим и меньшим коэффициентами полноты, приведенных к размерам проектируемого судна путем аффинного преобразования.

Перестроение чертежа прототипа на основании строевой по шпангоутам проекта

 Скачать реферат