Nghiên cứu tính toán độ bền chung kết cấu tàu vỏ thép theo mô hình tổng thể

0 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THƠNG  NGUYỄN QUỐC BẢO NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN CHUNG KẾT CẤU TÀU VỎ THÉP THEO MÔ HÌNH TỔNG THỂ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUN NGÀNH ĐĨNG TÀU THỦY GVHD: PGS.TS TRẦN GIA THÁI Nha Trang, 07/2013 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƢƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.2.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1.3 THỰC TRẠNG HIỆN NAY CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 CƠ SỞ TÍNH TỐN ĐỘ BỀN CHUNG KẾT CẤU TÀU VỎ THÉP 14 2.1.1 Các ngoại lực tác dụng lên tàu 14 2.1.2 Khái qt q trình uốn thân tàu mặt nƣớc 14 2.2 PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 15 2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TỐN 17 2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘ BỀN KẾT CẤU THÂN TÀU 18 2.4.1 Kiểm tra độ bền theo giá trị ứng suất cho phép 18 2.4.2 Kiểm tra độ bền theo giá trị mơ-men giới hạn 19 2.4.3 Kiểm tra độ bền theo giá trị ứng suất pháp tổng 19 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU TÍNH TỐN 20 3.1.1 Các thơng số 20 3.1.2 Các đặc điểm kết cấu tàu tính tốn 20 3.2 MƠ HÌNH HĨA VÀ PHÂN TÍCH 21 3.2.1 Mơ hình hóa 21 3.2.2 Phân bố tải trọng 28 3.2.3 Điều kiện biên 31 3.2.4 Đặt sóng 32 3.2.5 Phân tích 33 3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 34 3.4 NHẬN XÉT 46 3.5 KIỂM TRA BỀN 47 3.6 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 49 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50 4.3 KẾT LUẬN 50 4.4 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mơ hình gia cƣờng 11 Hình 1.2: Tàu Ro Ro đƣợc mơ hình hóa – Phần mềm sử dụng MAESTRO.11 Hình 1.3: Mơ hình tàu chở hóa chất 4000T – Phần mềm sử dụng Solid work 12 Hình 2.1: Các tải trọng tác dụng lên thân tàu 14 Hình 2.2: Tàu cân nƣớc tĩnh 15 Hình 2.3: Tàu cân sóng 15 Hình 2.4: Sơ đồ khối chƣơng trình PTHH 16 Hình 3.1: Thơng tin cơng việc 22 Hình 3.2: Đơn vị tính tốn 22 Hình 3.3: Vật liệu mơ hình hóa 23 Hình 3.4: Các kích thƣớc mặt cắt ngang tàu 23 Hình 3.5 Mặt cắt ngang tàu thực tàu mơ hình hóa MAESTRO 24 Hình 3.6: Mặt cắt ngang tàu 24 Hình 3.7: Sƣờn 75-115 tàu 25 Hình 3.8 : Phần mũi tàu 25 Hình 3.9: Phần thƣợng tầng 25 Hình 3.10: Tồn tàu 26 Hình 3.11: Kết cấu bên 26 Hình 3.12: Biểu đồ màu thể độ dày 27 Hình 3.13: Tổng quan mơ hình 27 Hình 3.14: Khoang hàng số 4, mạn phải 28 Hình 3.15: Phân bố tải trọng Trƣờng hợp 100% tải 28 Hình 3.16: Phân bố két dằn nƣớc Trƣờng hợp 100% Ballast 31 Hình 3.17: Điều kiện biên 31 Hình 3.18: Bảng đặt sóng 32 Hình 3.19: Chạy cân 33 Hình 3.20:Chạy phân tích 33 Hình 3.21: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH1 34 Hình 3.22: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH1 34 Hình 3.23: Độ biến dạng chung tàu – TH1 35 Hình 3.24: Ứng suất Von mises – TH1 35 Hình 3.25: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH2 36 Hình 3.26: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH2 36 Hình 3.27: Độ biến dạng chung tàu – TH2 37 Hình 3.28: Ứng suất Von mises – TH2 37 Hình 3.29: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH3 38 Hình 3.30: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH3 38 Hình 3.31: Độ biến dạng chung tàu – TH3 39 Hình 3.32: Ứng suất Von mises – TH3 39 Hình 3.33: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH4 40 Hình 3.34: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH4 40 Hình 3.35: Độ biến dạng chung tàu – TH4 41 Hình 3.36: Ứng suất Von mises – TH4 41 Hình 3.37: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH5 42 Hình 3.38: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH5 42 Hình 3.39: Độ biến dạng chung tàu – TH5 43 Hình 3.40: Ứng suất Von mises – TH5 43 Hình 3.41: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH6 44 Hình 3.42: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH6 44 Hình 3.43: Độ biến dạng chung tàu – TH6 45 Hình 3.44: Ứng suất Vonmisses TH6 45 Hình 3.45: Mơ-men uốn tàu TH2 49 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Bảng so sánh kích thƣớc tàu 27 Bảng 3.2: Bảng phân bố tải trọng - TH 100% tải 29 Bảng 3.3: Bảng phân bố khối lƣợng nƣớc - TH 100% Ballast 30 Bảng 3.4: Bảng quy định điều kiện biên (theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 21: 2010/ BGTVT) 31 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết 46 Bảng 3.6: Giá trị hệ số k 48 LỜI NĨI ĐẦU Đóng tàu ngành cơng nghiệp nặng, quan trọng, phát triển mạnh quốc gia Việt Nam – nƣớc phát triển với điều kiện tự nhiên thuận lợi phát triển mạnh cơng nghiệp đóng tàu Với đƣờng bờ biển dài, nhiều vũng vịnh, nguồn lao động dồi dào, đƣợc đầu tƣ hƣớng lợi rõ thấy Việt Nam Tuy nhiên, năm gần với khủng hoảng tập đồn lớn ngành đóng tàu VINASHIN VINALINES kéo theo nhiều hậu nghiêm trọng Ngành cơng nghiệp đóng tàu bị đình trệ kéo dài, cơng ty đóng tàu vỡ nợ khiến cơng nhân việc, kỹ sƣ trƣờng khơng có việc làm Đó điều đáng báo động với cơng nghiệp đóng tàu nƣớc ta Với tơi, sinh viên tốt nghiệp đại học hình ảnh “những tàu hàng ngàn chinh phục đại dƣơng” thực niềm đam mê Với sức khỏe khát khao tuổi trẻ tơi nguyện cố gắng học tập, làm việc, hi vọng góp phần cơng sức để phát triển cơng nghiệp đóng tàu nƣớc nhà, ln tin vào mơt tƣơng lai tƣơi sáng: cơng nghiệp đóng tàu Việt Nam khỏi khủng hoảng, phát triển đứng đầu khu vực nhƣ giới Tàu thủy cơng trình lớn đƣợc đóng với chi phí khơng nhỏ, để giảm chi phí đóng tàu đồng thời giảm tối đa trọng lƣợng thân, chở đƣợc tối đa hàng hóa mà đủ điều kiện hoạt động lâu dài, an tồn cho tàu thủy thủ đồn vấn đề lớn đƣợc đầu tƣ nghiên cứu Đƣợc phân cơng nghiên cứu độ bền kết cấu tàu thủy với đề tài: “Nghiên cứu tính tốn độ bền chung kết cấu tàu vỏ thép theo mơ hình tổng thể” PGS.TS Trần Gia Thái hƣớng dẫn thực cho kết cuối Đề tài gồm nội dung nhƣ sau: Chƣơng 1: Đặt vấn đề Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3: Kết nghiên cứu Chƣơng 4: Kết luận đề xuất ý kiến Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài dƣới hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Trần Gia Thái, KS Trần Đình Tứ, thầy mơn Kỹ thuật tàu thủy – Trƣờng Đại học Nha Trang bạn sinh viên, tơi hồn thành đề tài thời hạn đƣa đƣợc kết sơ Do lực, kiến thức thời gian thực có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Rất mong nhận đƣợc góp ý, bảo thầy bạn để đề tài đƣợc hồn thiện Tơi xin chân thành cám ơn! Nha Trang, tháng năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Quốc Bảo CHƢƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tàu thủy hệ thống cấu trúc phức tạp gồm khung dàn đƣợc gia cƣờng gắn kết với hoạt động mơi trƣờng khắc nghiệt vơ phức tạp Chịu tác động nhiều yếu tố bên ngồi nhƣ tải trọng, va đập, sóng, gió… Vì tốn tính tốn, kiểm tra bền gặp nhiều khó khăn, phức tạp hầu nhƣ chƣa có lời giải xác Tuy nhiên, tốn lại đóng vai trò quan trọng ngành tàu thuyền Bài tốn tính tốn, kiểm tra bền giúp kiểm tra kết cấu thân tàu có đủ điều kiện hoạt động lâu dài, an tồn cho tàu thủy thủ đồn hay khơng Đồng thời giúp giảm chi phí đóng, giảm tối đa trọng lƣợng thân, chở đƣợc tối đa hàng hóa, mang lại hiệu tối đa cho ngƣời sử dụng Hiện tính tốn, kiểm tra bền theo quy phạm theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn phần mềm máy tính điện tử Việc tính tốn, kiểm tra bền theo quy phạm u cầu bắt buộc với tất tàu muốn vào hoạt động Đồng thời quy phạm quy định lại việc kiểm tra bền theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn cần thiết Các quy phạm quy định, tính tốn kiểm tra độ bền theo cơng thức kinh nghiệm nên kết cấu thƣờng dƣ bền phƣơng pháp phần tử hữu hạn phƣơng pháp tối ƣu để tính tốn, kiểm tra độ bền kết cấu thân tàu 1.2 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu Mục tiêu đề tài nhằm nghiên cứu, tính tốn độ bền chung kết cấu tàu vỏ thép theo mơ hình tổng thể phần mềm MAESTRO 9.0.8 Trên sở đánh giá đƣợc khả tính tốn phần mềm xa giúp bạn đọc sử dụng phần mềm MAESTRO để tính tốn độ bền kết cấu thân tàu 1.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu thập liệu đề tài liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu phƣơng pháp tính tốn, kiểm tra độ bền kết cấu thân tàu - Nghiên cứu phần mềm MAESTRO, thực bƣớc tính phần mềm, tiến hành giải phƣơng pháp phần tử hữu hạn 1.2.3 Phạm vi nghiên cứu đề tài Việc tính tốn độ bền kết cấu thân tàu rộng, chia nhiều loại tàu nhƣ tàu chạy sơng, chạy biển, tàu phá băng, tàu du lịch, tàu ngầm… Phụ thuộc vào cơng dụng, đặc điểm làm việc loại mà đặc trƣng kết cấu, vật liệu đóng loại khác Đề tài xin phép đƣợc bó hẹp phạm vi tàu có kết cấu vỏ thép Phần mềm sử dụng MAESTRO phiên 9.0.8 Các trƣờng hợp tải trọng tính tốn đƣợc ghi cụ thể quy phạm, nhiên nhằm mục đích đơn giản, đề tài xét đến trƣờng hợp tải trọng nguy hiểm là: trƣờng hợp 100% tải 100% dằn nƣớc tĩnh sóng 1.3 THỰC TRẠNG HIỆN NAY Dựa vào cách mơ hình hóa, điều kiện biên tính tốn, ta chia tốn làm cách giải nhƣ sau:  Theo mơ hình ƣớc định: Là thay kết cấu tàu mơ hình tính tƣơng đƣơng, giải đƣợc theo phƣơng pháp học thơng dụng Trong tốn độ bền chung xác định giá trị ứng suất biến dạng xuất mặt cắt ngang xét dƣới tác dụng ngoại lực theo phƣơng thẳng đứng  Ưu điểm: - Mơ hình đơn giản - Giảm thiểu đƣợc độ phức tạp q trình trính tốn - Có khả tính tốn đƣợc tay điều kiện hạn chế máy tính chƣơng trình phân tích cỡ lớn 37 Hình 3.27: Độ biến dạng chung tàu – TH2 Độ biến dạng lớn nhất: 230 mm Hình 3.28: Ứng suất Von mises – TH2 Ứng suất lớn nhất: 158 N/mm2 38 TH3: 100% Ballast – Sagging Hình 3.29: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH3 Tọa độ tâm (mm): x = 70734.20, y = 7595.10, z = 1.38 Tọa độ tâm (mm): x = 67797.70, y = 5517.89, z = -2.32 Hình 3.30: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH3 39 Hình 3.31: Độ biến dạng chung tàu – TH3 Độ biến dạng lớn nhất: 128 mm Hình 3.32: Ứng suất Von mises – TH3 Ứng suất lớn nhất: 95.1N/mm2 40 TH4: 100% Ballast – Nƣớc tĩnh Hình 3.33: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH4 Tọa độ tâm (mm): x = 70573.60, y = 4850.80, z = -2.75 Tọa độ tâm (mm): x = 67731.50, y = 5517.56, z = -2.69 Hình 3.34: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH4 41 Hình 3.35: Độ biến dạng chung tàu – TH4 Độ biến dạng lớn nhất: 88.7 mm Hình 3.36: Ứng suất Von mises – TH4 Ứng suất lớn nhất: 68.4 N/mm2 42 TH5: 100% tải – Hogging Hình 3.37: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH5 Tọa độ tâm (mm): x = 64551.80, y = 7709.87, z = -82.5 Tọa độ tâm (mm): x = 67842.80, y = 6773.96, z = -1.85 Hình 3.38: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH5 43 Hình 3.39: Độ biến dạng chung tàu – TH5 Độ biến dạng lớn nhất: 196 mm Hình 3.40: Ứng suất Von mises – TH5 Ứng suất lớn nhất: 147 N/mm2 44 TH6: 100% Ballast – Hogging Hình 3.41: Sóng, tọa độ tâm nổi, trọng tâm tàu – TH6 Tọa độ tâm (mm): x = 64405.80, y = 3804.95, z = 7.58 Tọa độ tâm (mm): x = 67690.60, y = 5518.71, z = -1.76 Hình 3.42: Áp suất nƣớc biển tác dụng lên bề mặt vỏ tàu – TH6 45 Hình 3.43: Độ biến dạng chung tàu – TH6 Độ biến dạng lớn nhất: 209 mm Hình 3.44: Ứng suất Vonmisses TH6 Ứng suất lớn nhất: 155 N/mm2 46 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết Chuyển vị Các trƣờng hợp STT lớn TH1 100% tải nƣớc tĩnh TH2 100% tải đáy sóng (sagging) Ứng suất pháp lớn Ứng suất Von mises (N/mm2) tiếp lớn lớn Theo Theo (N/mm2) trục x trục y (N/mm2) 24.8 49.7 31.31 -39.97 28.59 230 158 -162.35 -75.83 72.05 128 95.1 -98.19 -38.74 45.23 88.7 68.4 61.23 -42.96 -34.06 196 147 151.17 -50.31 -48.02 209 155 164.21 -66.43 -66.32 (mm) Ứng suất TH3 100% ballast đáy sóng (sagging) TH4 100% ballast nƣớc tĩnh TH5 100% tải đỉnh sóng (hogging) TH6 100% ballast đỉnh sóng (hogging) Chú ý: Giá trị âm thể ứng suất nén, giá trị dương thể kéo 3.4 NHẬN XÉT - Trƣờng hợp 100% tải đáy sóng (sagging) trƣờng hợp nguy hiểm Ứng suất Von mises lớn 158 N/mm2 tại: LC2::/top/nua truoc/075115 Strake 87() Sec 16 (xem kết truy vấn động PHỤ LỤC 2) - Độ biến dạng lớn 230 mm, TH2 (100% tải, sagging) Các phần tử khu vực tàu trƣờng hợp có độ biến dạng lớn có giá trị xấp xỉ - Ứng suất pháp lớn |σx| = 164.21 N/mm2 LC6::/top/nua truoc/075-115 Strake 87() Sec 14, |σy| = 75.83 N/mm2 LC2::/top/nua 47 truoc/163-172 Strake 97() Sec 7, ứng suất tiếp lớn |τmax| = 72.5 N/mm2 LC2::/top/nua sau/029-035 Strake 44() Sec (xem kết truy vấn động PHỤ LỤC 2) - Mơ-men uốn có giá trị lớn khu vực tàu trƣờng hợp tải trọng nguy hiểm – TH2 3.5 KIỂM TRA BỀN Thép đóng tàu thép AH32 có ứng suất chảy 315 N/mm2 [σ]gh = 0.55σch = 0.55x315 = 173 N/mm2 [τ]gh = 0.3 σch = 0.3x315 = 94.5 N/mm2  Kiểm tra theo giá trị ứng suất pháp ứng suất tiếp lớn Dựa vào Bảng 3.5 ta xác định giá trị ứng suất pháp tiếp lớn trƣờng hợp tàu mang 100% tải đáy sóng (sagging) nhƣ sau: |σx max| = 162.35 N/mm2 |σy max| = 75.83 N/mm2 τmax = 72.05 N/mm2 Nhƣ vậy, ứng suất lớn sinh thân tàu nhỏ ứng suất cho phép vật liệu, kết cấu tàu đảm bảo u cầu độ bền dọc theo điều kiện ứng suất pháp ứng suất tiếp lớn  Kiểm tra độ bền chung theo mơ-men giới hạn Mmax < Mgh Trong đó: Mmax : Mơ-men uốn lớn xuất mặt cắt ngang thân tàu Mgh : Mơ-men uốn giới hạn kết cấu thân tàu mơ-men gây ứng suất giới hạn phá hủy vật liệu kết cấu cách xa trục trung hòa thớ ngồi mặt cắt ngang xét Mgh = [σ].Wmin Trong Wmin xác định theo cơng thức: Wmin = 2k(CB + 0.80)BL2.6 (cm3) 48 (Quy phạm DNV 1958 – Sách sức bền thân tàu – PGS.TS Trần Gia Thái, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) Trong đó: L, B - Chiều dài chiều rộng tàu (m) CB - Hệ số thể tích chiếm nƣớc tàu k - Hệ số phụ thuộc chiều dài tàu L (m) có giá trị xác định theo bảng sau: Bảng 3.6: Giá trị hệ số k Chiều dài tàu L (m) 100 120 140 160 180 > 200 k 0.241 0.228 0.216 0.206 0.2 0.197 Từ ta xác định đƣợc mơ-đun chống uốn Wmin: Wmin = 2x0.214x(0.755 + 0.80)x20.8x145.32.6 = 5.79x106 (cm3) = 5.79x109 (mm3) Suy giá trị mơ-men giới hạn: Mgh = [σ].Wmin = 315x5.79x109 = 1.823x1012 (N.mm) - Trƣờng hợp tàu đáy sóng: Mmax = 9.63x1011 (N.mm) - Trƣờng hợp tàu đỉnh sóng: |Mmax| = 8.96x1011 Kết kiểm tra điều kiện bền rút kết luận: tàu đủ bền điều kiện hoạt động nguy hiểm  Kiểm tra độ bền chung theo ứng suất pháp tổng Ứng suất tổng tính theo ứng suất von mises đƣợc xác định theo cơng thức sau: 49 Giá trị lớn là: 158 N/mm2 < [σ]gh = 173 N/mm2 Thỏa mãn điều kiện độ bền dọc theo ứng suất pháp tổng 3.6 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ  Mơ hình: - Tàu mơ hình tàu thực có khác biệt nhƣng nhỏ - Tải trọng đặt vị trí so với tàu thực - Điều kiện biên áp dụng theo quy phạm  Kết quả: - MAESTRO đƣa kết tƣơng đối xác: σx max ≈ 2.3 τmax (theo điều kiện sức bền vật liệu dẻo) - Tàu đóng khơng q dƣ bền: [σ]gh = 1.095 σvm max - Kết đáp ứng u cầu quy phạm - Ứng suất, độ biến dạng, mơ-men uốn lớn sinh khu vực tàu (đúng so với lý thuyết) Hình 3.45: Mơ-men uốn tàu TH2 50 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.3 KẾT LUẬN - Tàu đủ bền trƣờng hợp tải - Kết tính tốn độ bền chung kết cấu tàu 13500 DWT tƣơng đối xác - Các đồ thị xuất so với lý thuyết: Mơ-men uốn lớn sinh khu vực tàu Khu vực xuất ứng suất lớn nhất, nguy hiểm nhất… - Sử dụng MAESTRO để tính tốn bền cho ta kết xác Thời gian tính tốn nhanh chóng so với phần mềm loại khác MAESTRO có nhiều chức trội dành riêng cho ngành tàu thuyển cơng cụ cực hữu hiệu phân tích độ bền kết cấu thân tàu 4.4 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN - Với tính trội nêu trên, tơi xin đề xuất nên đƣa MAESTRO vào giảng dạy đại trà để sinh viên ngành tàu thuyền có thêm cơng cụ hữu hiệu phát huy tƣ suy sáng tạo - Do thời gian có hạn nên phần tối ƣu hóa chƣa đƣợc sử dụng đến Đề nghị nhóm sinh viên sau phát huy khai thác tính MAESTRO 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Trần Gia Thái, Lý thuyết tàu thủy, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 [2] PGS.TS Trần Gia Thái, Sức bền thân tàu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 [3] PGS.TS Trần Gia Thái, Tính tốn độ bền kết cấu thân tàu phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2010 [4] TS.Qch Hồi Nam, Phương pháp phần tử hữu hạn, Lƣu hành nội Trƣờng Đại học Nha Trang [5] Nguyễn Đình Đức & Đào Nhƣ Mai, Sức bền vật liệu kết cấu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2011 [6] Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – QCVN 21: 2010/ BGTVT [7] Tài liệu “Help” MAESTRO [8] Owen F Huge and Jeom Kee Paik, Ship structural ananysis and design, 2010 [9] Jerolim Andrić, Vedran Žanić, Structural analysis of livestock carier [10] Cioarec Dan Sebastian, Global and Local Strength Analysis in Equivalent Quasi-static Head Waves, for a Tanker Ship Structure, Based on Full Length and 2-3 Cargo Holds 3D-FEM Models, Galati, February 2013 [11] Jeom Kee Paik, Ultimate Strength of Plates and Stiffened Panels, The LRET Research Collegium Southampton, 11 July – September 2011 [12] CAR CARRIER 4900 CARS - Dynamic FEM Analysis, January 10th , 2008 [...]... Southampton, vƣơng quốc Anh Hình 1.1: Mô hình tấm gia cƣờng Bên cạnh đó, với sự phát triển của máy tính điện tử và các phần mềm lớn, việc mô hình hóa và tính toán độ bền kết cấu thân tàu không dừng lại ở mô hình ƣớc định mà thay vào đó là mô hình tổng thể với cái nhìn tổng quan, khái quát hơn Vấn đề tính toán độ bền kết cấu thân tàu không mới nhƣng việc áp dụng mô hình tổng thể để tính toán độ bền lại là một vấn... Parts > Create/Modify Hình 3.5 Mặt cắt ngang tàu thực và tàu mô hình hóa trong MAESTRO Hình 3.6: Mặt cắt ngang giữa tàu 25 - Xây dựng mô hình tàu Hình 3.7: Sƣờn 75-115 giữa tàu Hình 3.8 : Phần mũi tàu Hình 3.9: Phần đuôi và thƣợng tầng 26 Hình 3.10: Toàn tàu Hình 3.11: Kết cấu bên trong 27 Hình 3.12: Biểu đồ màu thể hiện độ dày tấm Hình 3.13: Tổng quan về mô hình Tổng quan về mô hình: - Số nút: 35484... chế nhất là khi phân tích độ bền kết cấu các loại tàu đặc biệt, tàu chuyên dụng hay tàu có kích thƣớc nằm ngoài phạm vi quy định của quy phạm hiện hành - Kết quả phân tích thƣờng ít chính xác - Điều kiện biên khắc nghiệt, riêng biệt cho từng phần của mô hình tính  Theo mô hình tổng thể: Mô hình hóa toàn bộ các kết cấu của tàu Toàn bộ kết cấu thân tàu đƣợc xem nhƣ hệ kết cấu không gian đặt trên nền... Models” (Tính toán độ bền chung, cục bộ kết cấu thân tàu trong điều kiện nước tĩnh cho kết cấu tàu chở hóa chất, dựa trên mô hình tổng thể và mô hình 2-3 khoang giữa tàu) – Đề tài tiến sĩ của Cioarec Dan Sebastian trƣờng “EMSHIP” Erasmus Mundus Master Course in “Integrated Advanced Ship Design” Hình 1.3: Mô hình tàu chở hóa chất 4000T – Phần mềm sử dụng Solid work Ở nƣớc ta hiện nay, vấn đề mô hình hóa tàu. .. kiện biên của mô hình tổng thể)  Nhược điểm: - Chia lƣới bằng tay 2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘ BỀN KẾT CẤU THÂN TÀU 2.4.1 Kiểm tra độ bền theo giá trị ứng suất cho phép Kiểm tra độ bền chung theo ứng suất thực hiện bằng cách so sánh giá trị ứng suất pháp và ứng suất tiếp lớn nhất xuất hiện trong quá trình uốn chung kết cấu thân tàu với giá trị cho phép Điều kiện kiểm tra độ bền chung theo giá trị... hồi hoặc sóng, bao gồm nhiều loại kết cấu nhƣ dầm, tấm, vỏ liên kết với nhau Khi đó, các bộ phận kết cấu thân tàu nhƣ khung dàn đáy, boong, mạn, sƣờn và những chi tiết hình thành chúng nhƣ hệ thống dầm gia cƣờng, các tấm tôn bao cùng làm việc trong mô hình Theo xu hƣớng hiện nay, độ bền chung kết cấu thân tàu thƣờng đƣợc phân tích theo mô hình tổng thể bằng phƣơng pháp tính hiện đại và hiệu quả nhất là... kỹ lƣỡng - Yêu cầu máy tính mạnh, cấu hình cao, phần mềm phân tích lớn Đã có nhiều đề tài trong nƣớc cũng nhƣ quốc tế đƣợc công bố về độ bền kết cấu tàu vỏ thép, dùng phƣơng pháp phần tử hữu hạn mô hình hóa và tính toán độ bền cho kết quả khả quan Điển hình nhƣ đề tài: “Ultimate Strength of Plates 11 and Stiffened Panels” (Độ bền tới hạn của tấm và tấm gia cường) – Đề tài nghiên cứu của giáo sƣ: Jeom... lại đẩy tàu nổi lên Do lực tác dụng phân bố không đều theo chiều dọc tàu nên mô- men uốn, mômen xoắn, lực cắt… có thể xuất hiện trong các kết cấu thân tàu khi tàu hoạt động Trong đó mô- men uốn dọc ảnh hƣởng nhiều nhất đến độ bền chung của tàu Hình 2.1: Các tải trọng tác dụng lên thân tàu 2.1.2 Khái quát về quá trình uốn thân tàu trên mặt nƣớc Tàu thủy là một công trình nổi, phức tạp có thể hoạt động trên... hữu hạn  Ưu điểm: - Mô hình tính sát với thực tế - Điều kiện biên đơn giản, dễ áp dụng - Lực tác dụng và các yếu tố tác động bên ngoài đƣợc mô hình đúng theo với thực tế - Kết quả tính toán có độ chính xác cao bởi phƣơng pháp bảo toàn đƣợc những tính chất vật lý, cơ học cũng nhƣ đặc điểm liên kết của kết cấu trong mô hình so với thực tế  Nhược điểm: - Đòi hỏi mô hình hóa toàn tàu, tốn nhiều công sức... khỏe: T 800x13/200x20  Kết cấu khác Tàu có hệ thống vách lƣợn sóng ngang ngăn cách các khoang và vách lƣợn sóng dọc tâm tàu với chiều dày tấm là 15 mm Chi tiết các đặc điểm kết cấu tàu tính toán bao gồm các bản vẽ: đƣờng hình, kết cấu chính, bố trí chung, mặt cắt ngang của tàu bạn đọc có thể xem trong phần PHỤ LỤC I: Hồ sơ tàu dầu 13500 DWT 3.2 MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH 3.2.1 Mô hình hóa - Định nghĩa