какие факторы могут привести к нарушению продольной прочности судна
Общая продольная прочность корпуса
Нормирование стандарта общей продольной прочности судов промыслового флота и обычных транспортных судов в принципе базируется на одинаковых исходных предпосылках о статистических закономерностях морского волнения, параметрах поведения корпуса, различных видах отказов конструкций и их влиянии на эксплуатацию судна. Однако характерные особенности судов промыслового флота сказываются на количественных закономерностях изменения стандарта прочности в зависимости от назначения и условий эксплуатации судна.
Характеристики изгибающего момента на тихой воде. Для судов промыслового флота характерно существенное изменение загрузки судна и соответственно значений изгибающего момента на тихой воде в течение рейса. Судно выходит на промысел с полностью принятыми запасами, снабжением и снаряжением; загружены все цистерны и кладовые, а бункера для приема улова и грузовые трюмы либо свободны, либо загружены только тарой для продукции. Во время перехода и нахождения на промысле запасы расходуют, не поступает улов и появляется продукция его переработки. Однако это поступление может быть неравномерным во времени и по количеству, так как зависит от промысловой обстановки и схемы организации промысла. Для судов, работающих в составе экспедиции, характерны резкие изменения состояния нагрузки— сдача улова и получение запасов в море при швартовке к базе или к транспортному судну. Вследствие такой специфики загрузки промысловых судов их изгибающий момент на тихой воде является, как правило, перегибающим (растяжение верхних поясьев эквивалентного бруса) в течение всего рейса: он изменяется лишь по величине и только в отдельных случаях меняет знак. При этом максимальный изгибающий момент значительно больше, чем у обычных транспортных судов. Типовые закономерности изменения изгибающих моментов на тихой воде для судов промыслового флота приведены на рис. 1.
Рис. 1. Изменение изгибающих моментов на тихой воде в течение промыслового рейса: а — автономный промысел; б — экспедиционный промысел.— среднерасчетное поступление улова;—— минимальное поступление улова;
1 — переход к месту промысла или обратно; 2 — промысловое время;
3 — стоянка в порту; 4 — швартовка в море; t — шкала времени.
Предельная прочность корпуса. Стандарт общей предельной прочности корпуса определяется выражением 
где
σs — предел текучести материала корпуса; kω, ksω — коэффициенты, учитывающие вероятные отклонения составляющих изгибающих моментов от их расчетных значений и влияние динамических эффектов; 
— расчетное значение волновой составляющей изгибающего момента; 
— максимальное абсолютное значение изгибающего момента на тихой воде.
Волновая составляющая изгибающего момента изменяется главным образом в зависимости от длины судна, коэффициента общей полноты, комплекса условий эксплуатации и относительной скорости судна (числа Фруда Fr). Различия в изгибающих моментах транспортных и промысловых судов обусловлены только условиями эксплуатации и режимами движения в море. Его можно оценить на основе полновероятностной схемы построения долговременных распределений для переменных условий эксплуатации.
Для транспортных судов движение с максимально возможной скоростью характерно для всего периода нахождения в открытом море, и с ростом скорости волновой изгибающий момент увеличивается. Расчетные высоты волн принимают исходя из наибольших волн 3%-ной обеспеченности для данного района плавания. В отличие от транспортных судов промысловые суда эксплуатируют в существенно переменном режиме: на переходах в район промысла и обратно, а также из одного района в другой — с максимальной скоростью; в районе промысла — движение с ограниченными скоростями (траление, обход базой добывающих судов и т. п.), стоянка в дрейфе или на якоре. В результате уменьшается вероятность воздействия на корпус экстремального изгибающего момента.
Вторым важным фактором, уменьшающим значимость критерия предельной прочности для промысловых судов, является ограничение их эксплуатации при волнении более 5—6 баллов (по шкале Бофорта). При значительном волнении добывающие суда практически не могут вести промысловые операции, а базы получать улов, поскольку не обеспечены безопасная швартовка и передача грузов в море. С приближением штормового фронта флотилии меняют район промысла, т. е. снова уменьшается вероятность встречи промысловых судов с экстремальными волнами.
Таким образом, представляется возможным уменьшить запасы предельной прочности судов промыслового флота по сравнению с действующими нормативами для транспортных судов.
Усталостная долговечность корпуса. Требования к минимально необходимому моменту сопротивления корпуса, обеспечивающему требуемый уровень усталостной долговечности промысловых судов, могут быть представлены в виде [1] 
где 
— требуемый момент сопротивления корпуса транспортного судна с теми же, что и для рассматриваемого промыслового судна размерениями, номинальной скоростью судна, распределением нагрузки и материалом корпуса;
ησ, ηэ, ηк — коэффициенты, отражающие различия во влиянии на требуемый момент сопротивления промыслового и транспортного судна соответственно эксплуатационной скорости судна, режимов эксплуатации судна на волнении и конструктивной надежности узлов растянутых на тихой воде поясьев эквивалентного бруса.
Будем считать, что средняя расчетная скорость промыслового судна в течение рейса определяется соотношением 
где Fr(t)—распределение относительных скоростей промысловых судов за время Т одного рейса (включая стоянку в порту для сдачи продукции и получения снабжения).
Анализ фонда ходового времени промысловых судов показывает, что средняя расчетная скорость соответствует kFr =0,2÷0,4. В этом случае при одинаковых номинальных скоростях и распределениях нагрузки на тихой воде ησ = 0,94÷0,95, т. е. стандарт прочности промыслового судна может быть уменьшен по сравнению с требуемым для транспортных судов.
Оценку коэффициента т]э можно произвести исходя из полновероятностной схемы определения усталостной долговечности. Полный усталостный ресурс корпуса Ту выражается формулой [5] 
где
Pi — вероятность каждого режима волнения (относительное время пребывания судна на волнении, характерном для режима);
Ti(xi)—долговечность корпуса при данном режиме в зависимости от параметров волнения, усталостных характеристик материала и конструкции, среднего уровня нагружения и коэффициентов концентрации напряжений.
С учетом приведенных выше ограничений по балльности волнения, при которой эксплуатируются промысловые суда, выражение (4) дает более высокий усталостный ресурс, чем рассчитанный на одном наиболее тяжелом режиме (для которого выбран стандарт прочности сопоставимого транспортного судна
. Следовательно, для достижения некоторого заданного уровня долговечности промысловых судов можно допустить в их конструкциях более высокий номинальный уровень напряжений, чем в конструкциях транспортных судов при прочих равных условиях, т. е. 
Детальную количественную оценку можно выполнить на основе статистических данных о длительной эксплуатации в разных районах промысловых судов различного назначения.
Таким образом, принимая для промысловых и транспортных судов одинаковые стандарты прочности , можно допустить определенное уменьшение конструктивной надежности узлов корпуса, соответствующее на основании (2) выражению 
Специфика планировки помещений на промысловых судах, особенности расположения оборудования и прокладки трубопроводов и систем заставляют увеличивать число прерывистых связей корпуса в растянутой зоне и повышать эффективный коэффициент концентрации в узлах корпуса по сравнению с транспортными судами (т. е. ηk>1). В связи с этим до накопления достаточно полных и достоверных статистических данных и их анализа нет оснований для уменьшения стандарта прочности промысловых судов по сравнению с требуемым Правилами Регистра СССР для транспортных судов, но и нет необходимости в его увеличении: В известной мере этот вывод подтверждается многолетней эксплуатацией ряда крупнотоннажных промысловых судов.
Тест оценки компетентности для ПДНВ-дипломирования (стр. 23 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
2. Диаграммы осадок носом и кормой
13.2.004 Определение начальной остойчивости судна может быть произведено с использованием 1. Таблицы загрузки судна
2. Диаграммы контроля остойчивости
3. Диаграммы статической остойчивости
4. Гидростатических кривых (Кривых элементов теоретического чертежа)
13.2.005 Независимый контроль начальной остойчивости судна h(GM) может быть произведен 1. Проведением опыта кренования
2. Определением периода собственных (свободных) колебаний судна h(GM)=(с*B/t)2
13.2.006 Учет влияния свободных поверхностей жидкостей на остойчивость судна не целесообразно производить при заполнении танка или цистерны 1. Менее, чем на 5% объема
2. Более, чем на 95% объема
13.2.007 Учет влияния свободных поверхностей жидкостей на остойчивость судна производится 1. Введением соответствующих поправок на свободные поверхности в Таблицу нагрузок
2. Вычислением исправленного значения начальной метацентрической высоты hи
13.2.008 Повышение остойчивости судна достигается 1. Перемещением более тяжелых грузов в низлежащие судовые помещения
2. Приемом балласта в днищевые балластные танки без свободных поверхностей
13.2.009 Тяжеловесный груз в трюмах судна ниже ватерлинии 1. Уменьшает период качки
2. Увеличивает поперечную остойчивость судна
2. Ограничения на максимальную величину метацентрической высоты вводятся РМРС посредством расчета «Критерия ускорения»
13.2.011 Отметьте верные утверждения об избыточной остойчивости 1. Кодекс ИМО советует избегать избыточных значений метацентрической высоты
2. Кодекс ИМО не ограничивает максимальную метацентрическую высоту для судов
13.2.013 Расчет плеча статической остойчивости l(GZ) на малых углах крена (до 10-12°) может быть произведен по следующей зависимости L = h*sinq (GZ = GM*sinq)
13.2.014 Путем составления таблицы нагрузок судна определяются следующие величины 1. D (водоизмещение судна)
2. SMx (Суммарный момент относительно оси X)
3. SMz (Суммарный момент относительно оси Z)
13.2.015 Расчет координат центра тяжести судна с использованием таблицы нагрузок производится по следующим зависимостям 1. Zg=SMz/D (KG=SMz/D)
13.2.016 При отрицательной начальной остойчивости тип диаграммы статической остойчивости (ДСО) представлен на Рис. Г
13.2.017 При положительной начальной остойчивости тип диаграммы статической остойчивости (ДСО) представлен на 1. Рис. Д
13.2.018 Правильное изображение начальной метацентрической высоты на диаграмме статической остойчивости (ДСО) представлено на рисунке 1. Рис. В
13.2.019 Судно опрокидывается при диаграмме статической остойчивости (ДСО) представленной на 1. Рис. Д
13.2.020 Судно имеет начальный крен при диаграмме статической остойчивости (ДСО) представленной на 1. Рис. А
13.2.021 На обеспечение начальной поперечной остойчивости судна оказывают влияние 1. Осадка судна
4. Площадь ватерлинии судна
13.2.022 Водонепроницаемый надводный борт судна, определяемый Грузовой маркой, обеспечивает 1. Запас плавучести судна
2. Остойчивость судна на малых и больших углах крена
13.2.023 Повысить остойчивость судна можно 1. Приемом балласта в днищевые танки
2. Расположением наиболее тяжелых грузов на палубе двойного дна судна в трюме
13.2.024 Понизить остойчивость судна можно 1. Откачкой балласта из днищевых танков
2. Расположением наиболее тяжелых грузов на верхней палубе судна
3. Расположением наиболее тяжелых грузов на твиндеках выше ватерлинии
13.2.025 К понижению остойчивости приведет 1. Заполнение балластных танков двойного дна на 10 % объема
2. Открытие клапанов крен-балластной системы для перетока воды с борта на борт
3. «снятие пресса» с заполненных балластных танков, уменьшающее их объем до 90%
13.2.026 Отметьте все ответы, которые соответствуют уровням заполнения цистерн (в процентах), при которых необходимо учитывать влияние свободной поверхности жидкости при расчете остойчивости 1. 50
13.2.027 Признаками недостаточной начальной остойчивости у судна являются 1. Длительная задержка судна на одном из бортов при качке
2. Переваливание судна с одного борта на другой с последующей длительной задержкой
13.2.028 Поправка за свободную поверхность жидкости в отсеке зависит от 1. Плотности жидкости в отсеке
2. Формы площади свободной поверхности
3. Величины площади свободной поверхности
13.2.029 Для спрямления судна, стоящего в порту, при наличии крена может быть использовано 1. Перенос груза с борта на борт
2. Перекачка балласта с борта на борт
3. Заполнение на 100 % танков, имеющих свободные поверхности
13.2.030 Начальную остойчивость судна (при малых углах крена) можно определить посредством 1. Расчета начальной метацентрической высоты
2. Построения диаграммы статической остойчивости
13.2.031 Для восстановления остойчивости судна в рейсе рекомендуется заполнение отсеков, удовлетворяющих следующим условиям 1. Находящихся ниже центра тяжести судна
2. Расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости судна
13.2.032 Текущую осадку судна можно определить при помощи 1. Марок углубления на носу, корме и средней части судна
2. Рулетки или футштока, путем измерения расстояния от главной палубы до поверхности воды
13.2.033 Свидетельство о Грузовой марке судна устанавливает 1. Минимальный надводный борт судна
2. Положение грузовой марки (диска Плимсоля) на борту судна
13.2.034 Согласно Правил РМРС при учете влияния обледенения на остойчивость судна, плавающего в зимнее время в Беринговом море, Охотском море или в Татарском проливе, следует принимать массу льда на квадратный метр площади 1. Парусности равной 15 кг
2. Общей горизонтальной проекции открытых палуб равной 30 кг
13.2.035 Согласно Правил РМРС при учете влияния обледенения на остойчивость судна, плавающего в зимних сезонных зонах южнее параллели 66°30’с. ш. и севернее параллели 60°00’ю. ш. следует принимать массу льда на квадратный метр площади 1. Парусности равной 7.5 кг
2. Общей горизонтальной проекции открытых палуб равной 15 кг
13.2.036 Признаками положительной начальной остойчивости у судна являются 1. Равномерная качка с равными углами крена на каждый борт
2. Возвращение судна на ровный киль после появления крена, вызванного перекладкой руля
13.2.038 К нарушению продольной прочности судна может привести 1. Попадание на попутную волну с длиной равной длине судна
2. Неравномерное распределение груза и/или балласта по длине судна
3. Размещение наиболее тяжелой части груза в носовой и кормовой частях судна в удалении от мидель-шпангоута
13.2.039 Потеря или снижение остойчивости во время рейса при перевозке навалочных грузов может быть вызвана 1. Разжижением груза под действием вибрации и движения судна и перетекания на один борт
Обеспечение продольной прочности судна
При погрузке или выгрузке груза корпус судна будет подвержен изгибу.
На практике расчету подлежит только продольная прочность судна, так как поперечная прочность судна заведомо обеспечена. Равномерное распределение груза по грузовым помещениям судна не всегда представляется возможным.
Так, при перевозке навалочных грузов с небольшим удельным погрузочным объемом, применяется схема чередующей загрузки трюмов, обеспечивающая понижение остойчивости и достаточную продольную прочность.
В Информации об остойчивости и прочности грузового судна для капитана помещаются типичные варианты загрузки судна (не менее 20), служащие для облегчения расчета состояния судна при его загрузке.
Напряженное состояние корпуса судна определяется изгибающим моментом и перерезывающей силой,действующих на судно в различных его поперечных сечениях.
Изгибающие моменты, возникающие в различных поперечных сечениях корпуса судна, подразделяют на:
изгибающие моменты, возникающие при плавании судна на тихой воде;
дополнительные изгибающие моменты, возникающие при плавании судна на волнении в результате перераспределения сил плавучести по длине судна;
дополнительные динамические изгибающие моменты, действию которых судно периодически подвергается при ходе на волнении вследствие ударов днищем о воду.
Соответственно подразделяют и перерезывающие силы в поперечных сечениях корпуса.
С точки зрения общей продольной прочности наиболее неблагоприятными являются такие положения судна, когда его мидель-шпангоут располагается:
на вершине волны (силы плавучести на этом участке возрастают, а к оконечностям убывают. Наблюдается перегиб);
на подошве волны (силы плавучести посередине уменьшаются, а к оконечностям возрастают. Наблюдается прогиб).
Проверку прочности корпуса судна по изгибающему моменту выполняют по Диаграмме общей прочности или Таблицам изгибающих моментов и перерезывающих сил. Различают кроме общей прочности местную прочность, т. е. допустимую нагрузку на палубы трюмов, твиндеков, главную палубу и крышки трюмов. Ее значение дается в Информации об остойчивости и прочности для капитана.
На всех транспортных судах имеется компьютерная программа для расчета посадки, прочности и остойчивости конкретного судна. Эта программа подвергается освидетельствованию Регистром и только после ее одобрения может использоваться как грузовой инструмент.
Тест оценки компетентности для ПДНВ-дипломирования (стр. 22 )
| | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
2. Заземление на корпус судна металлических компонентов оборудования для замера танков и взятия проб
12.2.011 Согласно Международному руководству по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов (ISGOTT) факторы, способствующие накоплению статического разряда при погрузке нефтепродуктов следующие 1. Образование нефтяного тумана, аккумулирующего заряд
2. Смешивание нефти с остатками воды в трубопроводе или танке
3. Турбулентность и расплескивание нефти на начальной стадии заполнения танка
12.2.012 Согласно Международному руководству по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов (ISGOTT) необходимо предпринять следующие меры во избежание перелива танков 1. Предупредить заранее терминал и попросить снизить скорость погрузки
2. Минимизировать количество клапанов, которые должны быть закрыты во время долива танка
3. Где возможно, обеспечить отделение уже погруженных танков от системы двумя закрытыми клапанами
12.2.013 Какие объемные характеристики зернового груза используется при решении вопросов распределения груза по грузовым помещениям при составлении предварительного грузового плана судна? 1. Удельная плотность груза
2. Удельный погрузочный объем
12.2.014 Количество наливного или насыпного груза может быть определено 1. По счетчику или весам на отгрузочном терминале
2. Путем расчета по значениям осадок судна до и после погрузки
12.2.015 Распределение грузов по грузовым помещениям и на палубе следует производить 1. С учетом обеспечения остойчивости судна
2. С учетом обеспечения продольной прочности судна
3. С учетом обеспечения местной прочности грузового помещения
12.2.016 Наличие груза на палубе судна 1. Увеличивает парусность судна
2. Уменьшает поперечную остойчивость судна
12.2.017 Если давление груза на палубу выше расчетного, то необходимо 1. Выстлать «постель» из бревен, брусьев и досок соответствующей толщины
2. При невозможности произвести перераспределение нагрузки отказаться от перевозки груза
3. Изготовить специальный фундамент для груза в виде продольных балок, соединенных между собой поперечными бракетами и опирающиеся на жесткие палубные связи судовых конструкций (борта, переборки, комингсы грузовых люков)
12.2.018 Обеспечение продольной прочности судна достигается 1. Выполнением расчетов прочности при составлении каргоплана с использованием диаграмм контроля прочности судна
2. Поэтапной погрузкой-выгрузкой судна в соответствии с каргопланом, в котором учтены расчеты прочности судна с использованием диаграмм контроля прочности судна
12.2.020 Учет изменения осадок судна при погрузке осуществляется в целях 1. Контроля за непотопляемостью судна
2. Определения количества погруженного груза
12.2.021 Для определения водоизмещение судна по средней осадке судна необходимо знать 1. Осадки носом, кормой и на миделе с правого и левого борта судна
2. Осадки носом, кормой и на миделе с одного борта судна и величину крена судна
13.1.001 Значение исправленной поперечной начальной метацентрической высоты при всех вариантах нагрузки, за исключением лесовозов и рыболовных судов должно быть не менее 0,15 м
13.1.002 Согласно правилам РМРС требования к остойчивости контейнеровозов применяются для других типов судов, приспособленных для перевозки на палубе грузов в контейнерах Да
13.1.005 Площадь под кривой восстанавливающих плеч диаграммы статической остойчивости до угла крена 30 градусов должна быть не менее 0,055 м*рад
13.1.009 После окончания грузовых операций в порту отхода судно имеет посадку на ровный киль. Танки, из которых будет расходоваться топливо на переходе, расположены на миделе. Какую посадку будет иметь судно на приход, если плотность воды в порту отхода и в порту прихода примерно одинаковая? Дифферент на корму
13.1.011 Контроль статической остойчивости судна на больших углах крена может быть произведен с использованием Универсальной диаграммы статической остойчивости
13.1.012 Статическую остойчивость судна (при любых углах крена) можно определить посредством Построения диаграммы статической остойчивости
13.1.013 Критерий погоды вычисляется для контроля Динамической остойчивости судна
13.1.014 Центр величины судна (center of buoyancy) это Точка приложения гидростатических сил давления воды на судно
13.1.015 Центр тяжести судна (center of gravity) это Точка приложения сил веса судна
13.1.016 При накренении судна на малый угол метацентром судна (metacenter) является Точка пересечения линий действия сил плавучести
13.1.017 При накренении судна на малый угол метацентром судна (metacenter) является условная точка вокруг которой происходит движение Центра величины
13.1.018 Прием груза ниже поперечной нейтральной плоскости судна (приблизительно уровень ватерлинии) Увеличивает остойчивость судна
13.1.019 Подвешенный на стреле грузового устройства судна груз Уменьшает остойчивость судна
13.1.020 Признаками избыточной начальной остойчивости у судна являются Резкая качка с малыми периодами колебаний
13.1.021 Признаками отрицательной начальной остойчивости у судна являются Наличие постоянного по величине, но переменного по знаку крена (то на один, то на другой борт)
13.1.022 Метацентрической высотой (начальной) называется Расстояние между начальным метацентром и ЦТ судна
13.1.023 Метацентрическая высота считается отрицательной Если метацентр расположен ниже ЦТ
13.1.024 Признаками недостаточной начальной остойчивости у судна являются Переваливание судна с одного борта на другой с последующей длительной задержкой
13.1.025 При наличии свободных поверхностей жидкости в нескольких отсеках суммарное влияние на остойчивость судна определяется Суммой поправок за свободную поверхность в каждом отсеке
13.1.026 Расчет влияния на остойчивость судна грузовых операций своими кранами производится путем Приведения центра тяжести каждого из мест обрабатываемого груза к ноку стрелы соответствующего крана
13.1.027 При учете поправок за свободную поверхность жидкости в отсеках наибольшее влияние на изменение поперечной остойчивости оказывает Ширина отсека
13.1.028 При положительной начальной остойчивости судна: Качка судна равномерная, судно накреняется с борта на борт без задержек и «переваливания»
13.1.031 Снятие груза ниже поперечной нейтральной плоскости (приблизительно уровень ватерлинии) Уменьшает остойчивость судна
13.1.032 Применяются ли требования по остойчивости для лесовозов для других типов судов при перевозке палубного лесного груза? Да
13.2.001 Водоизмещение судна по средней осадке судна может быть определено с использованием 1. Грузовой шкалы
2. Таблицы гидростатических величин
3. Гидростатических кривых (Кривых элементов теоретического чертежа)
4. Грузового размера
13.2.002 Средняя осадка судна по расчетному водоизмещению может быть определена с использованием 1. Грузовой шкалы
2. Таблицы гидростатических величин
3. Грузового размера (deadweight plan scale)
4. Гидростатических кривых (Кривых элементов теоретического чертежа)
13.2.003 Приближенное водоизмещение судна по замерам осадок носом и кормой судна может быть определено с использованием 1. Масштаба Бонжана