52

Ю.В. Михеев

Введение в строительную механику

корабля

Изгиб стержневых систем

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций»

___________________________________________________________________________

Ю.В. Михеев

Введение в строительную механику

корабля

Изгиб стержневых систем

Методические указания по выполнению курсовой работы

Санкт-Петербург

2008

Рецензент:

кандидат технических наук, доцент

М. И. Войников.

Михеев Ю.В. Введение в строительную механику корабля. Из­гиб стержневых систем. Методические указания по выполнению курсовой работы.– СПб.: СПГУВК, 2007. - с.

Содержатся методические указания по выполнению курсовой работы по дис­циплине «Введение в строительную механику корабля», включающей расчеты неразрезных балок, плоских сложных рам и регулярных перекрытий с одной и несколькими перекрестными связями. Методические указания могут быть ис­пользованы в расчётах местной прочности в дипломном проектировании.

Предназначены для студентов специальности 180101.65 "Кораблестроение".

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных ком­муникаций.

© Ю. В. Михеев, 2008

© Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций, 2008

Введение.

Целью курсовой работы является усвоение и закрепление изучаемого по дисциплине «Введение в строительную механику корабля» теоретиче­ского материала, получение практических навыков в выполнении расчетов напряженного и деформированного состояния стержневых конструкций кор­пуса судна, обеспечение фундамента для сознательного усвоения курсов «Строительная механика корабля», «Прочность и вибрация корабля», ис­пользование полученных знаний в дипломном проектировании.

В курсовой работе предлагается выполнить расчеты неразрезной балки, опертой на независимые упругие опоры, шпангоутной рамы и перекрытия с одной перекрестной связью. Эти расчеты наиболее часто встречаются в расчетах местной прочности корпусов судов при их проектировании.

1.Общие требования к выполнению курсовой работы.

Курсовая работа включает три самостоятельных расчета конструкций корпуса. Каждый расчет должен содержать текст задания, поясняющие текст расчетные схемы, выполненные в удобном масштабе.

Решение каждой задачи должно сопровождаться необходимым пояснением по используемым методам, формулам и принятым допущениям со ссылками на источники. Рисунки и таблицы нумеруются арабскими цифрами и должны иметь наименования и ссылки на них в тексте. Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил строятся чётко, в масштабе, с соблюдением правила знаков. Они должны быть согласованы друг с другом и с действующей на конструкцию нагрузкой. В характерных точках эпюр указываются численные значения рассматриваемых величин. В конце каждого расчета приводится сводка основных результатов расчета с кратким комментарием. Все вычисления производятся с использованием единиц СИ. Предпочтительными являются метр (м), килоньютон (кН) и для окончательных значений напряжений – мегапаскаль (МПа). При вычислениях по формулам следует после написания формулы подставить в том же порядке численные значения входящих в неё параметров и привести окончательный результат с указанием размерности. Курсовая работа представляется в виде пояснительной записки, выполненной на листах формата А4 *(210 х 297).

2. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению.

2.1. Задача 1. Расчет многопролетной неразрезной балки, опертой на независимые упругие опоры.

2.1.1. Условия задачи 1.

Для заданной неразрезной балки определить коэффициенты податливости упругих опор. Упругими опорами являются балки, расположенные перпендикулярно к многопролетной.

Раскрыть статическую неопределимость многопролетной балки. Построить для неё эпюры перерезывающих сил и изгибающих моментов.

Из условия обеспечения прочности определить моменты сопротивления поперечного сечения балки в каждом пролете при допускаемых напряжениях σ_доп= 180 МПа.

2.1.2. Методические указания к решению задачи 1.

Решение задачи начинается с определения коэффициентов податливости А_i упругих опор, в качестве которых служат поперечные балки. Для определения коэффициента податливости i-ой упругой опоры следует загрузить соответствующую ей поперечную балку единичной силой в узле ее пересечения с многопролетной балкой и определить прогиб в месте приложения силы по справочнику [1]. Прогиб балки определяется без учета деформаций сдвига.

При раскрытии статической неопределимости многопролетных балок целесообразно использовать метод пяти моментов, который является разновидностью метода сил. Теоретические основы и порядок расчета многопролетных балок на независимых упругих опорах методом пяти моментов изложены в учебниках [2, c.41-51], [3, с.319-322].

Расчет начинается с выбора основной системы. Для этого балка разрезается по сечениям над опорами и вместо жесткого соединения пролетов вводится шарнирное. В места разрезов вводятся моменты взаимодействия пролетов между собой. В результате получают основную систему, состоящую из совокупности свободно опертых по концам балок. Основными неизвестными метода являются изгибающие моменты в сечениях над опорами.

Для определения неизвестных моментов составляются условия непрерывности углов поворота сечений в смежных пролетах над каждой из опор. Входящие в эти условия неизвестные просадки опор равны f_i=A_iR_i, где R_i – суммарная реакция i-ой опоры на действие всех нагрузок, действующих на соседние пролеты, включая неизвестные опорные моменты.

При составлении уравнений пяти моментов следует иметь в виду, что при консольном конце балки уравнение неразрывности углов поворота для сечения над крайней опорой не составляется, так как балка при разрезании ее над этой опорой превращается в механизм.

Решение полученной системы уравнений целесообразно решать в табличной форме методом Гаусса или на ЭВМ с использованием существующих программ решения систем линейных алгебраических уравнений.