Результат интеллектуальной деятельности: КОРПУС МОРСКОГО СУДНА

Изобретение относится к судостроению и касается корпусов морских стальных судов, включающих конструкции из алюминиевых сплавов.

Известны корпуса судов, имеющие алюминиевые конструкции, соединенные со стальными на биметаллических полосах и планках, которые позволяют обойтись без клепки (а.с. 682411, СССР, 04.04.1978 г.). Однако такие конструкции применяются, в основном, для соединения надстройки с корпусом судна.

Известны также корпуса судов с верхней палубой, имеющей местные вырезы с подкреплениями, которые предотвращают появление трещин в углах вырезов при общем изгибе корпуса на волнении (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л.: Судостроение, 1981, с.420-426, рис.220, 221, 223 - прототип).

Такое техническое решение, однако, увеличивает массу корпуса в верхней его части и усложняет конструкцию.

Цель предлагаемого изобретения - уменьшение массы корпуса судна, снижение трудоемкости его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что стальная верхняя палуба выполнена со встроенной заподлицо с ней алюминиевой вставкой длиной более половины длины судна, шириной 0,3-0,7 ширины палубы, при этом вставка в плане имеет скругленные углы и по своему периметру соединена со стальной палубой на биметаллической полосе, приваренной к палубе и к вставке под углом, близким к нормали, причем к поперечной части этой полосы примыкают ребра жесткости продольного набора, к продольной части - биметаллические планки поперечного набора палубы вместе с закладными бракетами, соединенными с карлингсом стальной части палубы, а местные вырезы верхней палубы выполнены в алюминиевой вставке.

Суть предложенной конструкции корпуса поясняется чертежами:

на фиг.1 показан план верхней палубы,

на фиг.2, 3 и 4 - соответственно сечения А-А, Б-Б и В-В в увеличенном масштабе.

Корпус судна содержит верхнюю палубу 1 с поперечным набором 2 и продольным набором 3, которая имеет заподлицо с ней алюминиевую вставку 4 с биметаллической полосой 5 и со округлениями углов 6 в плане. Во вставке 4 выполнены необходимые местные вырезы 7. К биметаллической полосе 5 примыкают с двух сторон ребра жесткости продольного набора 3 и биметаллические планки 8 поперечного набора 2 вместе с закладными бракетами 9, соединенными с карлингсом продольного набора 3.

На волнении в случае отключения надстройки от участия в общем изгибе корпуса судна наибольшие нормальные напряжения, как правило, возникают в верхней палубе 1 в районе мидель-шпангоута. При этом по классической формуле теории упругости нормальные напряжения равны

σ=Еε,

где Е - модуль упругости материала,

ε - относительная линейная деформация.

Так как линейная деформация при изгибе корпуса в соседних участках вставки и стальной палубы одинакова (из условия отсутствия разрыва), то нормальные напряжения будут прямо пропорциональны модулю упругости, то есть во вставке в три раза меньше, чем в стальной палубе. Таким образом, достаточно расположить все основные вырезы 7 палубы 1 во вставке 4, чтобы отпала необходимость в подкреплениях вырезов.

Длина алюминиевой вставки определяется тем, чтобы ее округления попадали в оконечности судна, где существенно снижается уровень нормальных напряжений. Ширина вставки 0,3-0,7 от ширины верхней палубы обусловлена следующим: нижний предел ширины диктуется необходимостью компоновки основных вырезов во вставке, а верхний - наличием стального палубного стрингера, отвечающего за общую прочность корпуса судна. Вставку 4 технологичнее всего выполнять из алюминиевых прессованных панелей с продольными ребрами жесткости. При этом бимсы вставки для упрощения конструкции делают навесными. Установка закладных бракет 9 помогает обеспечить непрерывность поперечного набора 2 и зафиксировать вставку 4 на необходимой высоте. В сечениях А-А, Б-Б и В-В показана конструкция вставки 4 без алюминиевых карлингсов, но они могут быть применены с увеличением ширины вставки (в пределах заданной). В этом случае соединение стального и алюминиевого карлингсов обеспечивается аналогично сечению А-А (только карлингс вставки не будет навесным), а дополнительные закладные бракеты соединят биметаллическую планку карлингсов со стальным рамным бимсом палубы 1.

Предложенная конструкция обеспечивает применение алюминиевых конструкций в составе верхней палубы стального корпуса и отсутствие подкреплений вырезов в верхней палубе, что ведет к уменьшению массы корпуса судна и снижению трудоемкости его изготовления.