Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 11 pptx

Trang 1 Chương 11: Xác định đường cong phân bố lực nổi theo chiều dài tàu Về mặt lý thuyết, thành phần thẳng đứng của áp lực thủy tĩnh của nước D tác dụng l ên bề mặt vỏ tàu sẽ được xác định theo công thức sau: . D V   Trong đó:  là khối lượng riêng của nước(T/m 3 ) V là th ể tích chiếm nước của tàu(m 3 ) Để xác định được quy luật phân bố lực nổi dọc theo chiều dài tàu c ần phải xác định được đường nước thực tế, tức là xác định được vị trí cân bằng dọc của tàu trên mặt nước. Từ kết quả của bảng phân bố trọng lượng và các tải trọng đồng thời dụa vào đường cọng thủy tĩnh của tàu ta xác định được mớn nước T TB , hoành độ trọng tâm X g , hoành độ tâm nổi X c và các thông số cơ bản khác của mặt đường nước thực tế của t àu. Nếu X g và X c không nằm trên cùng đường thẳng đứng của tàu thì sẽ bị nghiêng dọc và khi đó phải tìm được đường nước thực tế của tàu để xác định chính xác sự phân bố lượng chiếm nước dọc theon chiều dài tàu. Qua quá trình xác định đường nước thực tế của tàu như thế gọi l à quá trình cân bằng dọc tàu. *Trường hợp tàu nổi trên nước tĩnh: Trang 2 Từ kết quả tính trọng lượng tàu qua bảng trên, sử dụng đường cong thủy tĩnh của tàu ta xác định được: Hoành độ trọng tâm X g = -0.356m Hoành độ tâm nổi X c = -0.25m Bán kính tâm ổn định dọc R =15.2m Mớn nước trung bình T TB = 1.65 m Hoành độ trọng tâm mặt đường nước X f = 0.12m T ừ các số liệu ở bảng trên ta xác định được mớn nước phía mũi T m và mớn nước T L theo công thức sau: ( )( ) 2 ( )( ) 2 g c m TB f g c L TB f x x L T T x R x x L T T x R         16.2 0.356 ( 0.25) 1.65 ( 0.12)( ) 1.59 2 15.2 16.2 0.356 ( 0.25) 1.65 ( 0.12)( ) 1.71 2 15.2 m L T m T m               Sau khi có được giá trị mớn nước T m và T L ta đặt nó vào đồ thị Bonjean và xác định được diện tích mặt cắt ngang như sau: Trang 3 Trang 4 Bảng 3.5 STT sư ờn lý thuyết Hệ số cánh tay đ òn Di ện tích sườn(m 2 ) (II)(III) I II III IV 0 -10 0.45 -4.5 1 -9 1.12 -10.08 2 -8 2.48 -19.84 3 -7 3.85 -26.95 4 -6 4.36 -26.16 5 -5 5.06 -25.3 6 -4 5.58 -22.32 7 -3 6.13 -18.39 8 -2 6.48 -12.96 9 -1 6.52 -6.52 10 0 6.6 0 11 1 6.02 6.02 12 2 5.52 11.04 Trang 5 13 3 5.14 15.42 14 4 4.68 18.72 15 5 4.26 21.3 16 6 3.85 23.1 17 7 3.26 22.82 18 8 2.39 19.12 19 9 1.1 9.9 20 10 0 0  0 85.05 -25.58 D 1 = 70.6 (T) X c = -0.36 Ta có  (III) =85.05  (IV)= -25.58  D 1 = * * ( ) L III    = 0.81*1.025*85.05 = 70.6(T) X c1 = -25.58/85.05*0.81 = -0.36 T ừ bảng tính cân bằng dọc tàu với kết quả X c1 và D 1 ta thấy: X g – X c = -0.356-(-0.37) = 0.014< 0.001L D 1 – D = 70.6– 70.51 = 0.09 < 0.005D V ậy việc cân bằng dọc tàu trên nước tĩnh đã thõa mãn điều kiện. Xác đinh nội lực xuất hiện trong khoảng sườn: Trang 6 Trang 7 TRỌNG LƯỢNG THEO TỪNG KHOẢNG SƯỜN LỰC NÂNG THEO TỪNG KHOẢNG SƯỜN LÝ THUYẾT TẢI TRỌNG THEO KHOẢNG SƯỜN LÝ THUYẾT 1 2 3 4 5 6 4.95 1.99 4.13 4.15 4.137 2.166 1.986 1.507 5.76 1.85 1.95 2.39 5.0 4.95 4.45 4.1374.137 4.1374.137 4.137 (T) 0.93 2.06 3.19 3.62 4.20 4.63 5.09 5.38 5.41 5.0 4.58 4.27 3.88 3.54 3.19 2.70 1.98 0.91 5.48 1 2 3 4 5 6 -0.21 -1.25 -1.23 -0.799 -0.04 -0.64 -0.43 -3.42 -1.35 -0.85 -0.45 -0.13 -1 -2 -3 -4 Trang 8 L ỰC CẮT THEO TỪNG KHOẢNG SƯỜN LÝ THUYẾT 4 3 2 1 1.941 3.797 3.191 2.173 1.983 2.273 1.982 1.533 -0.04 -1.99 -2.90 -3.44 -3.69 -3.65 1-3.32 -2.72 -1.77 -1.13 -0.84 0 5 4 3 2 1 Trang 9 MÔMEN TRÊN TỪNG KHOẢNG SƯỜN LÝ THUYẾT Khi tàu nổi trên đỉnh sóng: Khi tàu nổi trên đỉnh sóng do sự thay đổi của hình dạng bề mặt sóng nên quy luật phân bố lực nổi dọc theo chiều dài tàu cũng sẽ bị thay đổi liên tục và gây ra tải trọng phụ biến đổi tĩnh dẫn đến xuất hiện lực cắt và mômen uốn trên sóng. Xét về độ bền dọc nhận thấy hai vị trí nguy hiểm nhất của tàu nổi trên sóng là khi m ặt cắt ngang giữa tàu nằm trên đỉnh sóng hoặc đáy sóng. Nếu tàu nằm trên đỉnh sóng lực nổi trên đoạn giữa tàu tăng lên và sau đó giảm dần về hai đầu n ên thân tàu bẻ cong lên hoặc ngược lại 0.12 0.917 2.926 6.548 11.75 17.93 24.50 30.88 36.51 40.72 42.11 40.01 35.91 31.1 26.32 21.68 15.85 8.44 2.31 40 50 30 20 10 Trang 10 khi tàu nằm trên đáy sóng thì lực nổi giữa tàu nhỏ và tăng dần về hai bên nên thân tàu sẽ bị uốn cong lên. a.Tàu n ằm trên đỉnh sóng b.tàu nằm trên đáy sóng Các v ị trí nguy hiểm nhất của tàu trên sóng Để tính sức bền thân tàu ta xét trường hợp thân tàu có bước sóng  bằng chiều dài thiết kế TK L  = TK L Xác định các thông số của sóng biển. Trong thực tế sóng biển tự nhiên là hàm ngẫu nhiên 3 chiều, tuy nhiên để đơn giản trong tính toán thường xem sóng biển l à hàm điều hòa hình sin hay cos và có dạng hàm 2 chiều.  Trong đó  : là bước sóng s h : là chiều cao sóng h s x y [...]...Trang 11 Để thuận tiện ta đặt trên sóng có dạng hình sin và có phương trình: y   Với h 2 cos x 2  : tung độ profin sóng tại điểm có hoành độ x : chiều dài sóng, lấy bằng chiều dài thiết kế tàu  = LTK h: chiều cao sóng Vì tàu có chiều dài L  120 (mômen) Nên ta chọn h =  /30 +2 (m) Vậy ta có  = LTK = 16.2 (m) h =  /30 +2 = 16.2/30 +2 =2.54 (m) Thay các giá trị  và h vào phương trình... profin sóng Cân bằng dọc tàu trên sóng: Sau khi có được phương trình sóng, ta tiến hành xây dựng hình dạng bề mặt profin sóng Đặt profin sóng lên đồ thị Bonjean sao cho trục của sóng trùng với đường nước thiết kế sau đó dựa trên cơ sở điều kiện nổi trên mặt sóng tàu vẫn nằm ở vị trí cân bằng tĩnh nên phần diện tích phía trên và phía dưới trục so sánh của đường cong phân bố lực nổi và hoành độ trọng tâm... bằng Trang 12 nhau Để tiến hành cân bằng dọc tàu bằng cách điều chỉnh profin sóng trên đò thị bonjean để đạt điều kiện trên Sau khi tìm được vị trí thực cuat tàu trên sóng ta tìm được diện tích mặt cắt ngang của tàu dựa trên giao điểm profin sóng với đồ thị Bonjean Qua diện tích các mặt cắt ngang vừa tìm được của tàu ta tiến hành tính mômen và lực cắt phụ của tàu theo bảng tính sau: Trang 13 BIỂU ĐỒ LỰC... TRÊN ĐỈNH SÓNG 150 -139 -115 -122 -130 -131 -124 -106 100 -93.3 -86.2 -75.4 -61.5 -52.2 50 -42.3 -32.5 -6.87 -14.2 -28.2 -19.6 -11. 2 Trang 15 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT PHỤ TRÊN ĐÁY SÓNG 4 3 Trang 16 BIỂU ĐỒ MÔMEN PHỤ TRÊN ĐÁY SÓNG 6.55 11. 49 14.35 24.33 50 32.68 33.65 42.96 45.02 57.61 56.41 74.44 100 78.45 81.19 89.02 85.83 99.49 95.9 72.35 65.32 Trang 17 Bảng 3.9 BẢNG TÍNH MÔMEN UỐN VÀ LỰC CẮT TRÊN ĐÁY SÓNG... 8.86 2.175 2.306 2 3.797 0.58 -14.2 - 11. 491 0.825 2.972 5.761 4.377 8.439 19.93 3 3.191 1.025 -32.5 24.33 1.305 1.886 16.65 40.18 4.216 15.85 4 2.173 1.375 -52.2 32.68 54.36 3.548 21.68 1.701 0.472 30.52 5 1.983 1.532 -76.4 45.02 1.854 0.129 50.08 71.34 3.515 26.32 6 2.273 1.583 -93.3 57.61 1.801 0.472 -62.2 88.71 3.856 31.1 7 1.982 1.456 -115 74.44 1.572 0.41 79.09 110 .3 3.438 35.91 8 1.533 0.997 -122... 1.533 0.997 -122 81.19 1.235 0.298 81.99 121.2 2.53 40.01 9 -0.04 0.129 -130 89.02 131.1 0.09 42 .11 0.676 -0.72 87.89 10 -1.99 -0.99 -139 99.49 98.28 140.2 0.139 -1.85 -2.98 40.72 11 -2.9 -1.88 -131 95.9 4.782 36.51 94.49 132.4 0.971 -1.93 Trang 18 12 -3.44 -2.27 1.583 -1.86 -124 85.83 5.713 30.88 93.12 116 .7 Trang 19 LỰC CẮT TỔNG CỘNG TRÊN ĐỈNH SÓNG 4 2.972 3 2 1.886 1.508 1 0.472 0.129 0.472 0.41... CỘNG TRÊN ĐỈNH SÓNG 150 -98.3 100 -79.1 -82 -87.9 -94.5 -93.1 -81.5 -68.3 -62.2 -50.1 50 -49.7 -35.7 -30.5 -25.3 -16.6 -18.7 -4.56 -5.76 -11. 1 MÔMEN TỔNG CỘNG TRÊN ĐÁY SÓNG 8.86 14.23 19.93 50 34.57 40.18 45.89 54.36 62.69 71.34 77.07 100 88.71 90.28 102.9 110 .3 116 .7 121.2 131.1 132.4 Trang 21 . Từ kết quả của bảng phân bố trọng lượng và các tải trọng đồng thời dụa vào đường cọng thủy tĩnh của tàu ta xác định được mớn nước T TB , hoành độ trọng tâm X g , hoành độ tâm nổi X c và các. chiều dài tàu. Qua quá trình xác định đường nước thực tế của tàu như thế gọi l à quá trình cân bằng dọc tàu. *Trường hợp tàu nổi trên nước tĩnh: Trang 2 Từ kết quả tính trọng lượng tàu qua bảng. 10 khi tàu nằm trên đáy sóng thì lực nổi giữa tàu nhỏ và tăng dần về hai bên nên thân tàu sẽ bị uốn cong lên. a .Tàu n ằm trên đỉnh sóng b .tàu nằm trên đáy sóng Các v ị trí nguy hiểm nhất của tàu