РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СУДНА

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СУДНА - Совокупность мат. операций для определения напряжений, деформаций и перемещений в корпусных констр., а также проверка их допустимости. При Р. п. реальный корпус судна заменяют его физ. моделью (напр., пластинчато-стержневой системой), включая в нее только элементы, влияющие на прочн. корпуса. Физ. модель корпуса является основой для выбора расчетной схемы, к-рая должна как можно точнее воспроизводить поведение физ. модели при условиях наим. трудоемкости и требуемой точности расчета. Так, для грубой оценки прочн. днищевого перекрытия его рассматривают как систему пересекающихся балок (флоров и стрингеров). Для повышения точности расчета необходимо рассматривать перекрытие как пластинчатую систему. Выбор физ. модели и расчетной схемы зависит также от типа судна. Для сухогрузных, нефтеналивных судов небольшого водоизмещения и др. судов традиц. типов допустимо раздельное определение напряжений от общего продольного изгиба судна и местного изгиба отд. его элементов (перекрытий, ребер жесткости, наружи, обшивки, настила палубы и т. д.). При Р. п. крупнотоннажных нефтеналивных судов требуется более сложная расчетная схема, позволяющая одновременно учитывать не только продольный и поперечный изгибы осн. несущих связей суд. корпуса (бортов, продольных и поперечных переборок, поперечных рам и т. п.), но и их взаимное влияние. В этом случае в качестве физ. модели принимается пространств. -стержневая или пластинчато-стержневая система. Для контейнерных судов с большим раскрытием палуб требуется доп. проверка прочн. на кручение. При этом в качестве физ. модели принимается тонкостенный стержень, геометрич. и жесткостные параметры к-рого определяют аналогично параметрам осн. несущих связей корпуса. По расчетной схеме составляют мат. описание физ. модели — мат. модель, содержащую входные и выходные данные, а также алгоритм перехода от первых ко вторым. Входные данные включают сведения о внеш. нагрузках, жесткостных и геометрич. параметрах физ. модели, а выходные — сведения о напряжениях, деформациях, перемещениях в связях корпуса. Для исслед. мат. модели корпуса и его элементов используют методы решения краевых задач механики сплошных сред, к-рые условно делятся на 2 группы: аналитич., допускающие получение точного решения для данной мат. модели, и численные, ориентированные на использование ЭВМ. Из численных методов широкое применение нашли след. : вариационные (методы Ритца, Трефца, Лейбензона; методы, основанные на использовании смешанных функционалов Рейсснера, Хеллингера, Вашицу и т. п.); метод Бубнова—Галеркина; конечно-разностные (метод сеток, метод коллокаций); факторизационные (методы прогонки и парциальных откликов, методы квадратур Ланцоша, Годунова, интегральных тождеств Марчука и т. п.); конечных элементов и суперэлементов. От выбора метода зависит точность Р. п. судна и его конструкций. Найденные в результате исслед. мат. модели напряжения, деформации, перемещения сопоставляют с соотв. допускаемыми величинами. Если расчетные значения окажутся больше допускаемых, для обеспечения требуемой прочн. и жесткости корпуса потребуются изменения конструкции. Полное суждение о прочн. судна нельзя сделать без проверки устойчивости его элементов (перекрытий, пластин, ребер жесткости), испытывающих сжатие и сдвиг. Для гибких связей, напр, части пластин настила палуб и наружи, обшивки, допускается потеря устойчивости, что вызывает уменьшение их жесткости. Последнее учитывают в расчетах редуцированием связей. Р. п. судна включает также определение предельных нагрузок для корпуса и его элементов. Их значения не должны быть меньше произведения расчетных внеш. нагрузок на коэффициент запаса прочности. См. также Вероятностные методы расчета прочности.