TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 20
PHAN III
THIET KE TUYEN HINH
L.XAY DUNG TUYEN HINH
Đường hình dáng tàu có quan hệ mật thiết đến tốc độ tàu, tính hàng hải,
tính ổn định, dung tích chở hàng và công nghệ đóng,sửa chữa tàu
Xây dựng hình dáng tàu không hoàn toàn dựa vào lý thuyết để thiết kế, mà
phải dựa vào thực tế, tài liệu mô hình thí nghiệm, căn cứ vào lý thuyết và yêu
cầu khai thác, dựa vào tàu mẫu tốt để xây dựng và hiệu chỉnh một cách thích
đáng
Lựa chọn phương pháp xây dựng tuyến hình hiện nay có các hệ thống thiết kế tuyến hình tàu :
e Thiết kế mới:
Theo phương pháp này việc xây dựng đường cong diện tích sườn có thể thực hiện bằng phương pháp giải tích hay phép tính gần đúng mà cơ sở của nó là kết quả nghiên cứu của các mô hình trong bể thử
e Tính chuyển đông dạng từ tàu mẫu
Trong thực tế thiết kế người ta sử dụng rộng rãi phương pháp tính chuyển bản vẽ lý thuyết của tàu mẫu để thu được bản vẽ lý thuyết của tàu thiết kế
Phương pháp tính chuyển đơn giản nhất là tính chuyển đồng dạng, nhưng phép tính chuyển như vậy chỉ áp dụng khi các kích thước L, B, T thay đổi, còn các
hệ số béo giữ nguyên không thay đổi Lượng chiếm nước, bán kính tâm nghiêng, vị trí trọng tâm của các đại lượng và các yếu tố khác của bản vẽ lý thuyết được tính dễ dàng bằng các công thức đơn giản Ta sẽ thu được hình đáng của tàu thiết kế từ hình đáng ban đầu của tàu mẫu
* Qua phân tích các phương pháp trên và kết với tàu thiết kế chọn phương pháp thiết kế mới
1.)Xác định chiều dài thân ống thon mũi, thon đuôi :
Theo” bảng 4-9 Trang 212 Sổ Tay Kĩ Thuật Đóng Tàu Tập I” Đối với tàu có hệ số béo thể tích ö = 0,73 thi:
- Chiểu dài đoạn thân ống : Ly = 29,5%Lpp = 39.04 m
- Chiểu dài phần thon mũi: L;= 31%Lpp =41.03m - Chiểu dài phần thon đuôi : Lạ = 39,5% Lạp = 52.29 m 2.)Xác định LCB: Theo suy diễn từ đồ thị của bể thử Wageningen có dạng : Với Cp> 0,65: g— 0,65 LCB =0,0224sin(Z.€ 2 0,15
3.) Thiết kế đường cong diện tích sườn :
Công thức xác định hệ số đây phần mũi và phần lái.(công thức 8.47 và
8.48: trang 146 - thiết kế tàu thủy: (Trần Công Nghị -Nguyễn Đức Ân)
)+0,5]= 0.01
Trang 2
TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 21 Cpp= Cp + K.LCB = 0,76 Cp, = Cp — K.LCB = 0,72 Trong đó : — 6 — 4-1/Cg s* Diện tích sườn giữa : Au =Cy B T = 0,98* 22.82 * 7.89 = 176.449 (m? )
Sử dụng đữ liệu của bể thử Wageningen là cơ sở cho thiết kế : *Thiết Kế Tàu Thủy:Trần Công Nghị-Nguyễn Đức Ân” =2,265 Bảng diện tích sườn phân lái (m”) Ces) AP | 05 | 1 | 15 | 2 | 25 | 3 4 5 (0,72| 8.47 |30.173|67.227| 103.4 |132.87|154.76|166.92| 174.86 | 176.45 Bảng diện tích sườn phần mũi (m”) Cpr| 5 6 7 1,5 8 8,5 9 9,5 F-P 0,76 176.45]175.21}169.92/162.33|146.98]1 19.98) 82.93 | 42.52 -
Bảng trị số diện tích sườn sau khi vẽ và chia lạisườn lý thuyết :
Diện tích sườn phân lái (m”) CpA|A-IAP| 0,25 | 0,5 | 0,75 1 1,5 2 2,5 | 3 |35| 4 |5 0.,72|3.4 5.7| 22.6 | 36.75 | 57.72 | 83.32 | 122.5 | 153.3 |168.8)175.3| 177) 178 {178} Diện tích sườn phần mũi (m”) CpA| 5 6 | 6,5 7 7,5 | 8 | 8,5 9 (9,25) 9,5 |9,75| FP 0,76] 178 | 178 | 178 |173.94} 172 | 168 | 142.5 | 91.3 | 61.5| 37.5 16.7] -
Ban vẽ đường cong diện tích sườn dựa vào bảng tri số vừa tìm được,được trình
Trang 3
TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 22
4.) Xây dựng đường nước thiết kế : Diện tích đường nước thiết kế :
Aw = Cw L.B = 0,83 132.36 13,83 = 2506.978 (m” )
Sử dụng dữ liệu của bể thử Wageningen là cơ sở cho thiết kế :
"Thiết Kế Tàu Thủy-Trần Công Nghi-Nguyén Đức Ân”
Nửa chiều rộng đường nước phần lái (m) Cpa | AP 0,5 1 1,5 2 2,5 3 4 5 0,72 | 2.97 | 5.64 | 7.83 | 9.39 | 10.46 | 10.97 | 11.26 | 11.41 | 11.41 Nửa chiều rộng đường nước phần mii (m) CpA| 5 6 7 7,5 8 8,5 9 9,5 FP 0,76 | 11.41 | 11.41 | 11.18 | 10.93 | 10.16 | 8.66 | 6.31 | 2.73 0 Bảng trị số nửa chiều rộng đường nước thiết kế sau khi vẽ và chia lạisườn lý thuyết : Nửa chiều rộng đường nước thiết kế phần lái (m) CpA|A-I|AP|0,25| 0.5 /0/75| 1 1,5 2 |25| 3 | 35 | 4] 5 0,72|0.43/1.63] 2.75 | 3.52 | 4.17 |7.25 | 10.92 |11.41|11.41|11.41/11.41|17.2122.8 Nửa chiều rộng đường nước thiết kế phần lái (m) Cpa} 5 | 6 | 65 | 7 | 7,5 | 8 8,5 9 |9,25| 9,5 | 9,75 | FP 0,76|22.8|17.2|L1.41|11.41/11.41|11.41| 10.45 |5.77| 2.9 |1.95|1.021 0 Bản vẽ đường nước thiết kế dựa vào bảng tri số vừa tìm được,được
trình bày ở trang sau :
Trang 4TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 23 5) Xây dựng hình dáng đường sườn : a)_Chọn dạng sườn : -Khi xây dựng đường sườn lý thuyết sao cho đẩm bảo các yêu câu chính sau :
+ Đường sườn cong trơn, đều, sức cẩn min
+ Đảm bảo lượng chiếm nước với các kích thước chủ yếu và hệ số béo
đã chọn, dòng chảy đều
- Sườn giữa có dạng chữ U ( mạn thẳng, đáy bằng)
-Sườn mũi có dạng U vừa
-Sườn đuôi có dạng V vừa b)Thiết kế sườn giữa :
Hình dáng ở hông và độ nghiêng của đáy là những yếu tố thiết thực
của hình dáng sườn giữa:
Tàu thiết kế được chia làm 5 đường nước với các chiều chìm bằng nhau T AT = —=1.578 (m) R=1200 mm Dn thiết kế H B/2 c) Thiết kế các sườn :
Để xây dựng đường sườn ta dựa vào đường cong diénp tich đường
sườn, đường nước thiết kế để xây dựng
Nếu diện tích của tiết diện sườn f chia cho 2T ( tính bằng mét ) chúng ta
được chiểu rộng của hình chữ nhật mà nó có diện tích bằng nửa diện tích tiết
diện ấy , chiều cao là chiều chìm T
Trang 5TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 24 | Sườn | Sỉ YTK YTBi A-l 3.400 2.142 0.215 AP 5.700 3.670 0.361 0.250 22.600 5.478 1.432 0.500 36.750 7.036 2.329 0.750 57.720 8.325 3.658 1.000 83.320 9.672 5.280 1.500 122.500 10.924 7.763 2.000 153.300 11.410 9.715 2.500 168.800 11.410 10.697 3.000 175.300 11.410 11.109 3.500 177.000 11.410 11.217 4.000 178.000 11.410 11.280 5.000 178.000 11.410 11.280 6.000 178.000 11.410 11.280 6.500 178.000 11.410 11.280 7.000 173.940 11.410 11.023 7.500 172.000 11.410 10.900 8.000 168.000 11.410 10.646 8.500 142.500 10.449 9.030 9.000 91.300 7.691 5.786 9.250 61.500 5.806 3.897 9.500 37.500 3.907 2.376 9.750 16.700 2.025 1.058 FP 0.000 0.000 0.000
Trên hình chữ nhật ABCD, tại đường nước thiết kế với nửa đường sườn thứ
I xác định từ bảng trên, vẽ khoảng cách AE vẽ đường cong C đến E cắt BD
tại E sao cho tổng diện tích giới hạn bởi đường cong bằng 0 * Sườn A-1 va 0.25
Trang 10TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 29 e _ Nghiệm lại lượng chiếm nước : Sườn Si € Si*c x x*Si*c A-I 3.400 0.200 0.680 -5.200 -3.536 AP 5.700 0.450 2.565 -5.000 -12.825 0.25 22.600 0.500 11.300 -4.750 -53.675 0.50 36.750 0.500 18.375 -4.500 -82.688 0.75 57.720 0.500 28.860 -4.250 -122.655 1.00 83.320 0.750 62.490 -4.000 -249.960 1.50 122.500 1.000 122.500 -3.500 -428.750 2.00 153.300 1.000 153.300 -3.000 -459.900 2.50 168.800 1.000 168.800 -2.500 -422.000 3.00 175.300 1.000 175.300 -2.000 -350.600 3.50 177.000 1.000 177.000 -1.500 -265.500 4.00 178.000 1.500 267.000 -1.000 -267.000 5.00 178.000 2.000 356.000 0.000 0.000 6.00 178.000 1.500 267.000 1.000 267.000 6.50 178.000 1.000 178.000 1.500 267.000 7.00 173.940 1.000 173.940 2.000 347.880 7.50 172.000 1.000 172.000 2.500 430.000 8.00 168.000 1.000 168.000 3.000 504.000 8.50 142.500 1.000 142.500 3.500 498.750 9.00 91.300 0.750 68.475 4.000 273.900 9.25 61.500 0.500 30.750 4.250 130.688 9.50 37.500 0.500 18.750 4.500 84.375 9.75 16.700 0.500 8.350 4.750 39.663 FP 0.000 0.250 0.000 5.000 0.000 Tổng Thể Tíchphầnchm : V = 17397mẺ Lượngchếmnước : A = 17832T Hệ số béo thể tích : Cp = 0,729 Hệ số béo sườngiữa : Cy = 0,99
Hệ số béo đường nước: Cw = 0.87
So sánh kết quả tính toán từ bước thiết kế tuyến hình với kết quả từ
bước tính các kích thước cơ bản
Trang 11TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 30 Các thông số Trước khi Sau khi có Sai lệch có tuyến tuyến hình (%) hình Chiểu dài tàu LIL (m) 132.36 132.36 0 Chiểu rộng tàu B_(m) 22.82 22.82 0 Chiểu cao mạn D (m) 10.88 10.88 0 Chiểu chìm d (m) 7.89 7.89 0 Cz 0,73 0,729 0.136 Cw 0,83 0.87 4.59 Cu 0.99 0.99 0 Lượng chiếm nước (T) 17754.39 17832 0.43
Như vậy các thông số xây dựng tuyến hình và sau khi vẽ tuyến
hình phù hợp với các kích thước đã chọn ở bước tính toán ban đầu Kết luận : ta chọn các kích thước cơ bản của tàu để tính các bước
tiếp theo như sau :
Lyp = 132.36 m Cy = 0.729
B =2282m Cụ = 0.99
d =7.89m Cw = 0.87
D = 10.88m
Luong chiếm nước: =A = 17397T
Il) TINH TOAN MAN KHO
1.) Nguyên tắc chung :
Mạn khô cửa tàu được tính theo “ Quy phạm mạn khô tàu biển vỏa thép “
TCVN 6259-11-2003 cho tàu loại B,cấp không hạn chế 2.) Các thông số chủ yếu : a) Kích thước chủ yếu: Lyp = 132.36 m D =10.88m d =7.89 m Fy =2.99m
b).Kích thước chủa yếu xác định theo quy phạm :
- Chiểu đài đường nước ở 0,85D: Lan = 137.246m
- 96% chiều dài đường nước: Ls¿¿ = 132.217m - Mớn nuớc tính toán ở 0,85D: Tọ = 9.248 m
- Chiểu cao mạn tính toán : D = 10.88 m
Trang 12TKTN
- Chiều chìm tàu : - Chiểu dài hai trụ : - Chiều dài tính toán : - Chiểu rộng tàu : - Thể tích chiếm nước : - Hệ số béo thể tích : 3) Độ cong dọc boong : TUYẾN HÌNH Trang: 31 d =7.89m Lpp = 132.36 m Ly = 132.36m B = 22.82 m Vv = 17111.449 m Cg = 0,729 Độ cong dọc boong theo quy phạm No Diém tinh Toa do Tính toán Hệ số | (4)*(5) 1 2 3 4 5 6
1⁄2 Đường vuông góc lái 25.(L/3+10) 1353 1 1353 Phẩn| L/6 từ đường vuông góc lái |11,1.1/3+10)| 600.73 3 1802.19
Lái | L/3 ti đường vuông góc lái | 2,8.(L/3+10) | 151.536} 3 454.606
Giữa tàu 0 0 1 0
Tổng cộng Yo 3609.804
1⁄2 Giữa tàu 0 0 1 0
Phần| L⁄3 từ đường vuông góc mũi | 5,6.(L/3+10) | 303.072| 3 909.216 mũi | L/6 từ đường vuông góc mũi |22,2.(L/3+10)|1201.464| 3 |3604.292
Đường vuông góc mũi 50.(L/3+10) | 2706 1 2706 Tổng cộng dX) 7219.608 Độ cong dọc boong thực tế No Diém tinh Toa d6 Tính toán Hệ số | (4)*(5) 1 2 3 4 5 6
Trang 13TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 32
mii L/6 từ đường vuông góc mũi | 22,2.L/3+10) | 493 3 1479 Đường vuông góc mũi 50.(L/3+10) | 1536 1 1536 Tổng cộng x4) 3042 ) B2 E6) 259m) 20°20 = 42 (mm 4)Tính man khô :
a) Tri số man khô theo bảng 11/4.2 TCVN 6259-11-2003:
Mạn khô đối với tàu có chiêu dài 132 m :F¿ = 1940 mm
Mạn khô đối với tàu có chiều đài 133 m :Fy = 1959 mm
* Bằng phép nội suy tuyến tính ta có :
Mạn khô đối với tàu có chiểu dài 132.36 m :F, = 1951 mm
b) Hiệu chỉnh mạn khô :
Nhằm đảm bảo dự trữ lực nổi cho những tàu không tiêu chuẩn ta phải điều
chỉnh mạn khô cơ sở để hiệu chỉnh là: tỷ số # <I5hệ số béo thể tích C,, 20-68
* Hiéu chinh theo hé s6 béo thé tich:
Vì ,>0.68 nên mạn khô trong bắng cần bổ xung thêm một lượng như sau :
AF, = Cr rp = 107 mm ¢ Hiéu chinh theo chiéu cao man :
Vi = <15 nên trị số mạn khô bảng phải tăng thêm một lượng như sau : L AF2= (0-2 = 567 mm L, Với: R=—— =275.75 0,48
e_ Hiệu chỉnh theo độ cong dọc boong :
Vì độ cong thực tế nhỏ hơn tiêu chuẩn, ta điều chỉnh lượng thiếu vào mạn
khô bằng cách cộng vào mạn khô một lượng :
Chiêu dài tính toán của thượng tầng mũi : Ltm = 13.135 m
Chiểu đài tính toán của thượng tầng lái :L =27.011m
Trang 14TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 33 Tổng chiều dài thượng tầng :Ls = 40.146 m - Sứ jp = ee 75— Ls \= 14 mm 18 2
V6i Ls = 40146 mm :La téng chiéu dai thugng ting tau
c) Man khé hiéu chinh:
Em = AH,+AFH,+AF, =788 mm
Ea > Fa :(Thỏa mãn quy phạm )
đ) Chiểu cao tối thiểu của mũi tau ( theo qui 39, qui định mạn khô tàu biển ) Đối với tàu dài dưới 250 m : S641 -Ìm sa =5260 mm 500) C,, + 0.68 Chiểu cao mũi thực tế là: 1536 mm Thoả qui phạm 5.)Dấu mạn khô : Mạn khô thực tế : Fa=2990 mm Chiều chìm ứng với mạn khô thực tế : d= 7890 mm Mạn khô mùa hè : Fd = 7890 mm
Mạn khô vùng nhiệt đới : d’=Fy— d/48 = 2825.6mm Mạn khô nước ngọt mùa hè :d”=Fa — d/48 = 2825.6 mm
Trang 15
TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 34
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP-HCM
KHOA ĐÓNG TÀU THUỶ & CƠNG TRÌNH NỔI
PHẦN TÍNH NỔI
GVHD:THS NGUYỄN THỊ THU THUỶ SVTH : CHU QUANG TU
Trang 16
TKTN TUYẾN HÌNH Trang: 35
1.ĐỒ THỊ BONJEAN :
Đường Bonjean gồm 2 nhóm đường cong
- Đường cong diện tích mặt cắt ngang biểu diễn diện tích của mặt cắt
ngang ở các mớn nước khác nhau
Để tính toán diện tích mặt cắt ngang ta sử dụng phương pháp hình thang :
S=d.( yo + 2-y1 + yo + 2.y3 + + Yn-2 + 2-Yna + Yn)
- Đường cong momen diện tích mặt cắt ngang biểu diễn momen của điện tích mặt cắt ngang ở các mớn nước khác nhau đối với đường chuẩn đáy
Công thức để tính toán momen của diện tích mặt cắt ngang :
M=dˆ( O.yo + 2.21.1 +Z2 Yo + 2.23.3 + + Zn-.2.Yn-2 + 2.Zn-I-Vn-L + Zn.Vn)