bài giảng tĩnh họ tàu thủy

bài giảng tĩnh học tàu thủy rất hay và xúc tích, phù học với các sinh viên học liên quan đến tàu thủy và phương tiện nỗi, bài giảng được tóm gọn xúc tích, kí hiệu trong bài giảng được sử dụng phổ biến và thống nhất....................................................................

Chương 3: TÍNH LẮC TÀU 3.1 Các chuyển động lắc tàu – OX: surge – OY: sway – OZ: heave – OX: roll – OY: pitch – OZ: yaw Tịnh tiến Quay X  u, v, w, p, q, r  T • Phương trình dao động tổng quát:  M { X }   N  { X }  C { X }  { F } F - Ma trận lực kích động Ma trận khối lượng thân tàu N 0 0   N11 0 N 22 N 24 N 26   0 m33 N 35     N N N 42 44 46   0 N 53 N 55    N N N  62 64 66   Ma trận lực cản tổng quát Ma trận khối lượng nước kèm 0 0  0  C   0  0  0 0 0 0 0 0  0 C26  C33 C35   C44 0  C53 C55   00 C66  Ma trận lực hồi phục • Hệ số khối lượng nước kèm lực cản Xem phần lực thuỷ động tác dụng lên vỏ tàu (trang 52 – 80, chương 4, Lý thuyết tàu I) Giải phương trình: Giải toán lắc tàu  M { X }   N { X }  C{ X }  { F } Xác định ma trận khối lượng Khối lượng thân tàu Xác định ma trận lực cản Khối lượng nước kèm Xác định ma trận lực phục hồi Xác định ma trận lực kích động Nghiên cứu lực thuỷ động lắc tàu Thông số cần xác định: X  u, v, w, p, q, r  T • Ảnh hưởng lắc tàu: - Chuyển động số - lắc đứng - Chuyển động số - lắc ngang - Chuyển động số - lắc dọc - Ảnh hưởng lắc tàu: + Lắc đứng (3) kết hợp với lắc dọc làm giảm tốc độ tàu sóng, gây tượng nước phủ boong tàu, làm ướt hàng hóa, dễ gây nguy hiểm cho tàu + Lắc ngang (4) kết hợp với chuyển động dạt ngang (2) trường hợp nguy hiểm xét ổn định tàu + Chuyển động số dẫn đến tính ăn lái, đặc biệt tàu chạy sóng đuổi (mất tính ăn lái) 3.2 Dao động (lắc tàu) tự do, biên độ nhỏ, có cản: s 2s  2 s  (3) (*) (5) (4)  2            2  - Nghiệm PT: s = ert r     2  2 Thực tế:  <  z 2 z z  .z  Hệ số cản Tần số dao động riêng s  et  C1 cos .t  C2 sin t  Điều kiện ban đầu, t = 0: s = s0; (s)’ = (s0)’ : s  e t C1 = s0 so  .so ( so cos .t  sin .t)  C  so  .so  • Chu kỳ dao động: T  2 2      2 /2 TH dao động cản: 2 /2  T  2/ T4  2 Ix  m44 D.GM t T3  2 D/g  m33  Aw T5  2 I y  m55 D.GM L • CT kinh nghiệm x/đ chu kỳ DĐ tự (trên nước tĩnh): - Mô men quán tính Ix Shymanski Duer Ix Pi   [ yi2   zi  KG    ix ] g g Ix  m44  Ix  Ix  D rx g - Mô men quán tính Iy Ix  D  ( B  4.KG2 ) 12 g rx  c (paraboloid) Ix D B2 CW H  (  ) g 11, 4CB 12 B I y  0, 07CB D L g - Chu kỳ dao động (lắc tàu) T3  2 T4  2 I y  m55 2I y D/g  m33 2m 2L.B.T.CB 2CB.T  2  2  2 T5  2  2  2, T Aw Aw g.L.B.CW g.CW D.GM L D.GM L Ix  m44 D.GM t g   2 T4  rx g.GM t C.B GM t C  0, 58 *  C  KG2 H2  0,  0,7 *  H2 B2 3.3 Lắc tàu sóng điều hoà  Lắc đứng tàu sóng điều hoà m.   D  V ( t) 2vz   Lắc ngang tàu sóng điều hoà   N   ( Ix  m44 )   D.GM t   D.GM t  o sin(t)   2         M sin(t) M  D.GM t  o   o Ix  m44 N zz D  m33 g  Giải phương trình lắc tàu sóng điều hoà (3): H = Fzz, pha DĐ  = /2 (4): H = M, pha DĐ  =  s  2s  2 s  H.2 sin(t   ) Nghiệm: S = S1 + S2 + S1 - nghiệm dao động tắt dần, + S2 - nghiệm dao động cưỡng bức: s2  M sin(t   )  N cos(t   ) M  H ( 2  2 ) ( 2  2 )2  422 N  H 2 ( 2  2 )2  422 s2  sm sin(t    ) tg  N 2  M   2 sm  M2  N2  H ( 2  2 )2  422 Nếu bỏ qua dao động tắt dần: S = s2  sm sin(t    ) • Đối với dao động lắc ngang:   m sin(.t   ) m  o tg  [1  (  2   ) ]  4( ) ( )    2  2  2  )    1( )  2  ( m ( D/g )2   a ( D/g )  m33 ( 2  2 )2  422 tg  3.4 Lắc tàu sóng tự nhiên N 2  M   2 3.5 Các biện pháp giảm lắc Giai đoạn thiết kế: chọn thông số vỏ tàu phù hợp, hình dáng vỏ đảm bảo cho tàu có tính biển tốt Trong GM có ý nghĩa đặc biệt Tuy nhiên thực tế để đảm bảo ổn định tàu, giá trị lấy tùy ý Biện pháp thay đổi nhằm tăng chu kỳ lắc sử dụng giới hạn định Nguyên tắc giảm lắc tàu: tạo mômen nghiêng ngược dấu với mômen nghiêng cưỡng tàu lắc Các thiết bị thường làm nhiệm vụ giảm biên độ lắc, vận tốc lắc gia tốc lắc Thiết bị giảm lắc: Vây giảm lắc; Bánh lái hông; Thùng chủ động; Thùng thụ động Biện pháp giảm lắc [...]... 3.4 Lắc tàu trên sóng tự nhiên N 2  2 M   2 3.5 Các biện pháp giảm lắc Giai đoạn thiết kế: chọn thông số vỏ tàu phù hợp, hình dáng vỏ đảm bảo cho tàu có tính đi biển tốt Trong đó GM có ý nghĩa đặc biệt Tuy nhiên trong thực tế để đảm bảo ổn định tàu, giá trị không thể lấy tùy ý Biện pháp thay đổi nhằm tăng chu kỳ lắc vì vậy chỉ sử dụng trong một giới hạn nhất định Nguyên tắc giảm lắc tàu: tạo... giá trị không thể lấy tùy ý Biện pháp thay đổi nhằm tăng chu kỳ lắc vì vậy chỉ sử dụng trong một giới hạn nhất định Nguyên tắc giảm lắc tàu: tạo ra mômen nghiêng ngược dấu với mômen nghiêng cưỡng bức tàu lắc Các thiết bị thường làm nhiệm vụ giảm biên độ lắc, vận tốc lắc và gia tốc lắc Thiết bị giảm lắc: Vây giảm lắc; Bánh lái hông; Thùng chủ động; Thùng thụ động Biện pháp giảm lắc 1