sarcină principală care acționează pe catarg unui velier, o forță de compresie sub tensiune giulgiuri Windward, astfel încât calculul secțiunii transversale a elementului catarg se poate realiza prin cunoscuta formula Euler pentru forța critică de lucru pe flambarea unei tije subțiri.
Momentul minim de inerție al secțiunii pilonului:
în care n = · PCR a Ro - forța critică, la care există o pierdere de stabilitate a mast, Kgf (n - factor de siguranță; Ro - forța axială care acționează asupra KGF mast);
L - lungimea estimată a spătarului pilonului, m;
E este modulul de elasticitate normală a materialului, kgf / cm2.
Este evident că forța axială Po depinde de deplasarea D și de stabilitatea iahtului și poate fi determinată prin formula:
unde k este un coeficient având următoarele valori (conform calculelor de stabilitate): pentru catamarane - 1,0; curse de barci, deschise cu trapezoid, - 0,70; croaziere și curse de iahturi de chile - 0,45; yachturi de croazieră - 0,40; vase de croazieră - 0,36.
Coeficientul k reprezintă dublul valorii stabilității statice relație umăr cu lățimea iaht (k = 2lst: BWL) pentru cazul de proiectare sarcina operațională maximă pe catarg: catamaran - este valoarea maximă a momentului de redresare; pentru vapoare - timpul de recuperare la echipajul maxim; pentru iahturile de chilă - recuperarea momentului la călcâi 35-45 °. Firește, dacă designerul are o diagramă de stabilitate statică, ar trebui să utilizați valoarea rafinată a lui k.
Coeficientul n depinde de tipul iahtului și de condițiile de funcționare a acestuia. Cea mai mică valoare a lui n≈3 este luată pentru ambarcațiuni și iahturi de curse; pentru iahturile de croazieră, plutitoare în condiții severe de mare, n = 5 ÷ 6.
Lungimea estimată a spătarului pilonului L, care depinde de schema de deformare a pilonului prin rigidizare în poziție verticală, poate fi determinată aproximativ. Cele mai multe rânduri de ramuri înăuntrul înălțimii triunghiului de navigație frontală H, cu atât este mai mică această lungime. Coeficientul η în dependență
este determinată experimental pentru schemele tipice de rigidizare a pilonilor prin rigidizare în picioare.
Practic, formula pentru determinarea momentului minim de inerție a secțiunii transversale a catargului, care asigură o rezistență suficientă, poate fi redusă la forma:
unde H - în metri, D - în tone.
Valorile coeficientului C (trebuie luate în considerare - nu este fără dimensiuni!) Pentru diferite tipuri de iahturi și materiale sunt prezentate în tabelul. 1, și în Tabelul. 2 prezintă unele dintre proprietățile mecanice ale materialelor utilizate în calcul. Cel mai bun material pentru realizarea catargului, aparent, ar trebui să fie considerat aliaje de aluminiu-magneziu, care au cea mai mare rigiditate specifică.
În Fig. 1-3 prezintă secțiunile tipice ale stâlpilor, pentru fiecare dintre acestea din tabel. 3 prezintă formulele calculate pentru determinarea momentelor de inerție față de axele principale ale secțiunii și a zonei transversale F.
Informații despre imagine
Fig. 1. Secțiuni tipice ale catargelor din lemn
Din constructii considerate de stalpi din lemn vor fi catarg cel mai sever tip „a“, cea mai ușoară (Figura 1.) - de tip „d“ (pentru o rezistență egală cu greutatea lor cu 30-34% mai mic decât pilonilor tip „a“). Greutatea relativă a catargelor de tip "b" și "c" este de 75% și, respectiv, 85% din greutatea catargului "a". Prin toată secțiunea transversală aerodinamică ilustrată aproximativ egală: mai puțin „raționalizate“ decât „b“, forma secțiunilor transversale „a“ și „d“ este compensată în zona catargului normal fluxul.
Greutatea pe metru de catarg poate fi calculată prin formula
unde F este aria secțiunii sale transversale, cm 2;
Y este densitatea materialului, g / cm3.
Informații despre imagine
Fig. 2. Secțiuni tipice ale catargurilor din aliaj ușor apăsat
Secțiunile stâlpilor presați din aliajul ușor sunt prezentate în Fig. 2. Secțiunile „a“ este de obicei folosit pentru dinghies și bărci cu cilindree mai mică de 2,5-3 t, secțiunea „b“ (tub eliptice sau ovale), cu o șină interioară sau exterioară cursoare vele - pentru ambarcațiuni mai mari. Cu toate acestea, secțiunea Mast acum și pentru iahturi mici se găsesc din ce în ce tip „b“ și cu likpazom (prezentat în fantomă). Flancurilor catarge extrudat se ingroasa pentru a furniza valori acceptabile tensiunile de încrețire în câmpul de înclinare și rotiți elemente de fixare. Grosimea medie a peretelui special fabricate profile mastocitare tipic δ = 0,022 ÷ 0,033 B, dar nu mai puțin de 2 mm.
Momentul de inerție al unei țevi rotunde cu pereți subțiri cu diametrul exterior D și grosimea peretelui δ se poate calcula cu formula:
În mod obișnuit se utilizează secțiuni transversale cu raportul dimensiunilor k = H / B, egal cu pilonul "flexibil" 1,25 ÷ 1,3 și pentru "rigid" - 1,4 ÷ 1,5. Astfel de rapoarte furnizează raportul dintre momentele de inerție Imax. Imln = 1.6 ÷ 2.5.
Informații despre imagine
Fig. 3. Secțiuni transversale tipice ale pilonilor sudați din aliaj ușor
Secțiunile eliptice sunt simplificate, alcătuite din arce de cercuri sau cu secțiuni plate pe pereții laterali, așa cum se arată în Fig. 3, b. Catarg secțiune circulară sunt nedorite deoarece acestea oferă o rigiditate în direcție longitudinală, este necesar să se umfle și mai multe rigiditate laterală (cm. Nota 3 la tabelul. 1). În plus, pentru a aduna mai bine la catarg în direcția longitudinală, de obicei este necesar velastraiului și straiul în plus, principalele baieti mari livrata acasa de la travers catargului înainte și înapoi și așa mai departe. N.
(. Figura 3) La alegerea grosimii catargelor sudate trebuie să țină seama de complexitatea sudarea pereților subțiri și fixarea acestora oscilobatant; În plus, mast cu pereți subțiri pot avea rezistență la compresiune insuficientă (verificarea se face prin scheme cu pereți subțiri, tije de calcul convenționale de flambare) și sunt predispuse la pierderea stabilității pereților, la sarcini aleatorii, șocuri, și așa mai departe. N.
După determinarea celei mai mari secțiune transversală în catargului giulgiu de montaj secțiuni principale din zona pot fi setate elemente în alte părți ale catargului. Pentru sloop la „3/4“ tip de armare sau „7/8“ secțiune transversală de la jumătatea deschiderii pintenului poate fi redusă (dimensiuni liniare) și 0,95 din valoarea maximă, la partea de sus a triunghiului frontal - la 0.8-0.85 și la vârf - până la 0,5.
Pentru șanțurile cu un staysail superior, pilonii sunt adesea făcuți cilindrici, deoarece încărcătura axială pe astfel de piloni este practic constantă pe întreaga lungime. Este permisă reducerea secțiunii din partea superioară cu cel mult 20% din maxim și strângerea catargului poate începe cu cel puțin 75-80% din înălțimea sa de la punte.
Dacă în interiorul înălțimea triunghiului frontal este plasat între un număr de distribuitoare, înălțimea lor deasupra punții este de obicei egală cu 52-60% înălțimea triunghiului, dacă două, apoi pune pe altitudinea mai mică de 40-47%, iar partea de sus - 70-76% din înălțimea pilonului deasupra punții.
Lungimea șindrilelor de fund cu arme convenționale "3/4" sau "7/8" nu trebuie să facă mai puțin de 7-8% din înălțimea triunghiului frontal. Același (dar nu mai puțin) poate fi lungimea celor mai mici gandacii roșii cu un staysail de top și două rânduri de tulpini roșii. În cazul în care staysail-ul de sus este un singur rând de gândaci roșii, atunci lungimea lor ar trebui să fie maximă (egală cu jumătate din lățimea iahtului la catarg sau puțin mai mică decât aceasta).
În concluzie, în tabel. 4 oferă date de proiectare de referință pentru piloni ai mai multor iahturi tipice din diferite clase; alegerea dimensiunilor se face prin metoda considerată în articol și, pentru comparație, prin catalogul firmei engleze Proctor, care produce piloni presați din aliaje ușoare.
