Tin học ứng dụng trong thiết kế và đóng tàu trần công nghị (chủ biên), võ trọng cang

CÔNG NGHỊ (Chủ biên) - VÕ TRỌNG CANG V ■1 ' "ùìứUỷ íạ n ¿ã ¿¿K ^ t&cc’ (ACCtt CiCd C&CCềUp tdí \in vui lòng: • Không xé sách • Khỏnp t>:irh vLÌ^t - Đ Ạ I HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ M IN H TRƯ Ờ NG Đ Ạ I HỌC BÁCH KHOA T rầ n C ôn g N g h ị (Chủ biên) - Võ T rọ n g C an g TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KÊ VÀ ĐÓNG TÀU ’ T tn ív iạ ĩ' } ’RỉiCiìOíiìi:^: h N H À X U Ấ T B Ả N ĐẠI HỌC QUÔC GIA T P HỒ CHÍ M INH - 2002 i GT 01 TH(V) 15/1664 ĐHQG.HCM-02 TH.GT.386-0KT) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương CÔNG TÁC THIẾT KỂ TÀU 1.1 Thiết kế tàu 1.2 Các phương pháp thiết kế tàu 1.3 Ngôn ngữ lập trình tự động hóa thiết kế Chương TÍNH N ổ i VÀ TÍNH Ổn ĐỊNH TÀU 2.1 Phương pháp số dùng tự động hóa tính toán tính tàu 2.2 Tính tàu 2.3 Ổn định tàu Chương SÚC CẢN v ỏ TÀU - THIẾT BỊ ĐẨY t u 3.1 Phương pháp tính áp dụng tính sức cản chân vịt 3.2 Sức cản vỏ tàu 3.3 Các phương pháp kinh nghiệm tính sức cản vỏ tàu 3.4 Quan hệ vỏ tàu - máy - chân vịt tàu Chương QUI HOẠCH TUYÊN TÍNH VÀ QUI HOẠCH PHI TUYẾN 4.1 Qui hoạch tuyến tính 4.2 Qui hoạch phi tuyến Chương THIẾT KẾ T ố l Ư u TÀU 5.1 Đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật tàu 5.2 Sơ đồ tính hiệu kinh tế tàu 5.3 Tự động thiết kế tàu vận tải 5.4 Thiết kế tàu chở congtenơ 5.5 Thiết kế tàu đánh cá 5.6 Tài liệu tham khảo hệ thống chương trình thiết kế tàu Chương SPLINE VÀ VẺ ĐƯỜNG HÌNH TÀU 6.1 Spline 6.2 Vẽ đường hình tàu 6.3 Tự động hóa trình vẽ tàu 6.4 Sử dụng hàm spline vẽ đường hình tàu Chương ƯNG DỤNG CAD TRONG THIÊT KẾ MÔ PHỎNG HÌNH DẠNG VÀ KẾT CẤU TÀU 7 21 26 43 43 52 62 82 82 88 93 108 162 162 169 194 194 196 197 206 209 213 228 228 235 240 252 291 7.1 Giới thiệu nhiệm vụ toán 7.2 Thiết kế hình dáng (tuyến hình) 291 293 7.3 Thiết kế mô kết cấu tàu 296 7.4 Xuất kết dạng file DXF Chương PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG CÁC PHAN m e m THIET k ế t u TRONG ĐÀO TẠO T À I LIỆU THAM KHẢO 302 304 306 LỜI M Ở ĐẦU Công việc tính toán chọn thông số tàu từ giai đoạn thiết kế ban đầu, tính toán tính tàu dong thiết kế hnợc tàu sau thiết kế, chọn máy, tính giá thành sản phẩm chiếm lượng lớn toàn thiết kế tàu Từ đời, thiết kế tàu không ngừng phát triển, chừng mực định nhờ hỗ trợ có hiệu phương pháp tính Những phương pháp số đưa vào giải toán thiết kế tàu làm cho kết xác hơn, tốc độ xử lý công việc nhanh Tiến tiếp đường phát triển này, tự động hóa tính toán làm cho tốc độ xử lý nhanh cách đột biến Tự động hóa thiết kế tàu làm cho công việc thiết kế dễ dàng thời gian giải công việc rút ngắn lại nhiều lần so với cách làm trước Các phương pháp thiết kế trình bày giáo trình TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG THIÊT KẺ VÀ ĐÓNG TÀU trình bày theo cách nhìn từ phương pháp tính Trên sở phương pháp tính, phép tính đặt giải chương trình viết, hay nói cách khác, “tự động”giải Giáo trình bao gồm nội dung sau: - Nhừng vấn đề liên quan thiết kế tàu công trình - Những vấn dề liên quan tự động hóa thiết kế tàu, công trình nổi: phương pháp số, thuật toán, chương trình hóa - Những mô hình tính thiết kế vỏ tàu, thuật toán xử lý toán thường gặp thiết kế thăn tàu - Những cách vẽ vỏ tàu công tác chuẩn bị sản xuất tàu Công việc xoay quanh vấn đề thiết kế vỏ tàu tính toán tính phương pháp kinh điển phương pháp có trợ giúp phương tiện tính thích hợp, vẽ tàu, phóng dạng, khai triển tôn bao theo nghĩa tổng quát Các đặc trưng tính tàu thân, tính ổn định, tính chịu sóng, tính biển, tính toán sức cản vỏ tàu, thiết kế máy đẩy tàu đặc trưng thiếu cho thiết kế tàu, chuyển mô hình tính chương trình hóa Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý dộc giả bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn Địa liền hệ: Bộ môn Tàu thủy - Khoa Kỹ thuật Giao thông - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh - 268 Lý Thường Kiệt - Q10 Điện thoại: (08) 8645643 - (08) 8216910 Tiến sĩ TRẦN CÔNG NGHỊ Chương CÔNG TÁC THIẾT KẾ TÀU 1.1 THIẾT KỂ TÀU Đê CÓ tàu thực nhiệm vụ định phải trải qua hai giai đoạn gồm thiết kế tàu chế tạo theo thiết kê Thiết kế tàu thủy có vị trí vô cung quan trọng công nghiệp đóng tàu Thông thường thiết kế tàu phải tiến hành giải việc gắn liền với hình thành tàu đề cập toàn tính tàu Những nhiệm vụ với tàu thương mại làm nhiệm vụ vận chuyển mà môn thiết kế phải giải xác định kích thước chính, quan hệ kích thước chính, hệ sô' đầy thân tàu, lượng chiếm nước, dung tích hầm hàng Đi liền với thông số đặc trưng hình học thân tàu gồm hình dáng theo chiều dọc, hình dáng sườn, hình dáng phần đuôi, hình dáng phần mũi tàu đối tượng tìm kiếm thiết kế tàu Mỗi tàu có nhiệm vụ cụ thể, làm số việc cụ thể song tấ t tàu thương mại có mục đích chung la mang lại hiệu kinh tế cao tàu phải làm việc diều kiện an toàn Chính lè phái giải toán kỷ thuật - kinh tế với đòi hỏi khó thực đồng thời nhiều khỏng thể thực trọn vẹn, môn thiết kế tàu nhả đóng tàu quan tâm sớm Từ kỷ XVIII người đóng tàu cố gắng tổng kết kinh nghiệm, rút học xác định trọng tải, hình dáng, kích thước tàu cho hạm tàu ngày phát triển Những nhà toán, vật lý tích cực góp phần đưa môn lý thuyết tàu liền theo thiết kế tàu đến chỗ ngày hoàn thiện Lịch sử phát triến môn thiết kế tàu đời sớm song giai đoạn phát triển mạnh mẽ phải kế từ kỷ XVII - XVIII Trong tài liệu “Traité du navire, de sa construction et de ses mouvements” xuất Paris năm 1746 tác giả người Pháp Bouguer khái quát lý thuyết tàu thủy, khái quát cách chọn thông số cho tàu, đề cập ứng dụng phương pháp toán học nghiên cứu tàu thủy đặc biệt xác định kích thước cho tàu đóng Tại cần nói thêm thuật ngữ dùng cho môn lý thuyết tau thủy thiết kế tàu Có thể nhà đóng tàu người Pháp, người Anh như: Sir Anthony Dean (1638 - 1724), Monceaux từ năm đầu kỷ XVIII đưa công luận sách trình bày hiểu biết tàu sử dụng thuật ngữ “architecture navale”, người mở đầu cách thức đưa cụm từ “kiến trúc tàu“, (tương đương tiếng Anh là: naval architecture) làm tên gọi cho ngành mới: lý thuyết tàu \ Theo người sử dụng “kiến trúc tàu” để vẽ tàu gọi “kiến trúc sư tàu thủy - từ tiếng Anh: naval architecf\ ngày gọi kỹ sư th iết kế tàu Trong phạm vi “architecture navale” Monceaux trình bày công thức toán nhằm xác định chiều dài, chiều rộng, chiều cao, quan hệ ' theo “Eléments de l ’A rchitecture navale" Dulamel de Monceaux chúng dùng cho tàu chiến, nhằm đảm bảo yêu cầu tác chiến đặt thời Trong giai đoạn lượng chiếm nước chưa lưu V giải Người có công rấ t lớn việc phát triển lý thuyết tàu sở thiết kế tàu kỷ XVIII nhà toán học, học gốc Thụy Sĩ L.p Euler (1707 - 1783), viện sĩ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học St Peterbourg Euler xác định rõ công thức toán học quan hệ kích thước tàu với hệ số đầy thân tàu, tính ổn định tàu nước Công thức tính chiều cao ổn định ban đầu quan hệ với chiều rộng, chiều chìm, hệ số đầy hình thành thời Euler, sử dụng sở lý luận cho thiết kế tàu tấ t Viện nghiên cứu tàu bè tận ngày Những công thức thực nghiệm Euler tìm trở thành công thức đa năng, dùng chung cho tấ t kiểu dáng tàu Tài liệu Euler trình bày đủ tiếng chuẩn châu Âu gồm Pháp, Anh, Đức, Ý Trong th ế kỷ nhà đóng tàu người Thụy Điển F.H Chapman (1721 - 1808) từ hoạt động thực tế xưởng đóng tàu Bắc Âu góp phần hoàn chỉnh sở lý luận môn thiết kế tàu thủy Trong công trình khoa học công bố Stockholm từ 1775, 1806, Chapman trình bày cách giải vấn đề quan hệ lượng chiếm nước kích thước tàu theo yêu cầu thiết kế Chapman xác lập phương trình trọng lượng khuôn khổ hàm lượng chiếm nước Quan hệ lượng chiếm nước nhóm trọng lượng xử lý môn toán học thông kê Cũng Chapman tìm cách trình bày quan hệ sức chở tàu với lượng chiếm nước, với kích thước tàu ảnh hưởng thông số đến ổn định tàu Từ sáng kiến Chapman, cách vẽ tàu sơ khai, cách biểu diễn tàu mặt cắt, cách tạo lưới cho đồ họa, nghĩa yêu cầu cần thiết cho vẽ thiết kế vỏ tàu đời từ th ế kỷ XVIII Trong phần tiếp tài liệu, có dịp làm quen với công thức vẽ vỏ tàu mang tên Chapman Ngày cách làm tác giả từ kỷ XVIII dùng có hiệu tự động hóa thiết kế vỏ tàu Thế kỷ XIX thời kỳ phát triển trình độ cao ngành chế tạo máy tàu, đóng tàu vỏ kim loại Từ đầu thê kv XIX nhà đóng tàu nước có công nghiệp đóng tàu phát riển tiếp tục hoàn chỉnh sở lý luận thiết kế tàu chiến tàu thương mại Phương trình trọng lượng có từ thời Chapman xem xét kỹ hoàn thiện lại Thực tế, phương trình trọng lượng nhà đóng tàu dùng từ đầu kỷ XIX hữu ích đến ngày Nhà đóng tàu J.A Normand (1839 - 1906) tìm cách loại dần cách thiết kế “mò mẫm”, thay vào công thức gần đủng rút từ thực tế làm việc Mối liên hệ máy tàu vỏ tàu Normand đưa vào thiết kế Cũng cần kể thêm ý tưởng dùng phương pháp toán gọi phương pháp vi phân để xác định lượng chiếm nước tàu xuất tác phẩm Normand vào nửa sau kỷ XIX Thế kỷ XX thiết kế tàu đánh dấu tiến lớn Trong lĩnh vực lý luận thiết kế năm đầu kỷ nhà đóng tàu đưa tổng kết hoàn chỉnh giúp cho môn phát triển vững Một điều ghi nhận được, tài liệu làm sở cho th iế t kế tàu công bố vào năm dầu kỷ đầy đủ giá trị khoa học thiên niên kỷ mà sống Một số nhỏ kho tàng lý luận th iết kế đầu kỷ XX kể đây: - “The design and construction of ships”, vol I, II, London, 1923 J.H Biles - “Ship design, résistance and screw propulsion”, London, 1948 G Backer - “General design of warships”, London 192G w Hovgaard - “Approximate rules for the détermination of the displacement and dimensions of a ship in accordance with a given programme of Requirements”, 1901, J.A Normand - “Some approximative formulae useful in ship design”, Shipbuilder, 1925 tác giả người Nga V Posdunine - “Das berichtigungsverfahren als hilfsmittel fur den enwurf der schiffe”, Jahrhuch des Schiffbautechnische Gesellschaft, 1924 w Smidt - “Sostavlenie tieoreticheskich tchertiejei pri pomoshy progressiki” 1908 - 1908, “Ob odnom metodie opredelienia glavnych razmierov proektiruiemnovo sudna”, 1916, I.G Bubnou Nhìn chung sở lý luận thiết kế tàu đầu kỷ XX hoàn thiện Từ năm hai mươi, ba mươi trở nhiều nhà khoa học trẻ đóng góp cho lĩnh vực công trình quí giá khó vượt xa sở hình thành suốt hai thê kỷ qua.0 Cùng với phát triển công nghệ thông tin, tự động hóa, lý luận thiết kế tàu phát triển theo hướng cô" gắng bắt kịp tiến Những vấn đề giải phương pháp kinh điển, nhờ vào công cụ tính toán kỷ trước, ngày xem xét kỹ người đóng tàu tìm cách giải phương pháp với trợ giúp công nghệ thông tin, tự động hóa Trong tài liệu tìm hiểu phương pháp thiết kế hoàn thiện đầu thê kỷ XX, đồng thời tìm hiểu nắm bắt cách làm phù hợp với trình độ công nghệ tính toán Các giai đ o n th iế t k ế Thông thường, theo truyền thống, thiết kế cần trải qua giai đoạn: Những nhà kiến trúc sư lớn môn thiết kế tàu kỷ XX đà phát triển môn khoa học đến đỉnh cao Hệ thống phương pháp hữu hiệu ứng dụng chủng thiết kế tàu, tén tuổi nhà đóng tàu tài liệu tham khảo trình bày tài liệu chuyên dể Tài liệu tham khảo biên soạn phẩn mở đầu tìm thấy sách tạp sau: R MunrO’ Smith, "Early Estimation of Principal Dimensions and other Technical Data", Shipbuider and Marine Enginer Builder, 1956 Từ loạt đăng tạp chí Shipbuider and Marine Enginer Builder nhiều kỳ, Munro-Smith dà viết thành sách dạy thiết kế tên gọi "Lý thuyết tàu ứng dụng - The Applied Naval Architecture" D.G.M Watson, "Estimating Preliminary Dimensions in Ship Design", TIESS, 1961/1962 E Nonnecke, "Die Wahl der Hauptdaten Trockenfrachter", Schiffbautechnik, 1956 R.p Johson, H.p Rumble, "Weight, Cost and Design Chararcteristics of Tankers and Dry Cargo Ships", ISP, 1964 D Arnott, "Design and Construction of steel Merchant Ship", N.Y., 1955, Tr SNAME p Mandel, R Leopold, "Optimization Methods Applied to Ship Design", Tr SNAME, 1966 T Kuniyatsu, "Application of Computer to Optimization of Principal Dimensions of Ships by Parametric Study", Japan SME, 1968 H Nowacki, "Computer Aided Ship Design", University of Michigan, 1969 H Flecken, K Vogt, "Das rechnerische Verzerren von Schiffslinien”, Hansa, 1971 G.c Manning, "The theory and Technique of Ship Design", N Y, London 1957 sách viết bàng tiếng Nga sau: L.M Nogid, "Proektirovanie morskich sudov", Leningrad 1964 v.v Ashyk, " Proektirovanie sudov", Leningrad 1975 A I Rakov, N.B Sevasỉianov, "Proektirovanie promyslovych sudov", Leningrad 1981 Xây dựng yêu cầu nhiệm vụ thiết kế Công việc mở đầu thường người chủ phương tiện đật ra, người thiết kế phải thực đủ Trong nhiệm vụ thiết kế cần thiết phải đề cập đến công dụng, loại hình, khu vực hoạt động tàu Những tính kỹ thuật chủ yếu tàu tương lai trình bày rõ yêu cầu thiết kế Trong điều kiện Việt Nam vấn đề đề cập nhiệm vụ thiết kế sau: - Hạn chế kích thước - Trọng tải, dung tích chở dùng cho tàu vận tải, sức kéo dùng cho tàu kéo, khả khai thác dùng cho tàu cá, tính sử dụng đặc trưng cho loại tàu cụ thể - Máy chính: kiểu máy, hạn chế công suất, vòng quay - Vận tốc tàu cần thiết - Khả chuyên biển - Tính ổn định, tính chịu sóng gió, tính chống chìm - Vật liệu làm vỏ tàu - Thiết bị sinh hoạt - Thiết bị tàu (thiết bị boong): thiết bị lái, neo, buộc, phương tiện cứu sinh, phương tiện an toàn, cần cẩu - Thiết bị buồng máy - Hệ thống ông - Hệ thống thông tin - Hệ thống điện - Các thiết bị chuyên ngành thiết bị đặc biệt Thiết k ế sơ Trong giai đoạn thực công việc gắn liền với xác định dặc tính tàu tương lai Những nhóm việc là: - Xác định lượng chiếm nước tàu thỏa mãn phương trình cân D = yV, lực tính theo định luật Archimedes trọng lượng toàn tàu - Xác định sơ kích thước hệ số đầy thân tàu Kích thước thân tàu hiểu trước tiên chiều dài, chiều rộng, chiều cao, chiều chìm trung bình tàu Từ kích thước nhận thấy chiều cao mạn khô đề cập giai đoạn - Trên sở kích thước chính, hệ số đầy, bắt dầu triển khai việc xác dịnh hình dáng dạng vỏ tàu, lập vẽ đường hình tàu - Với tàu tự chạy, bắt đầu tính sức cản vỏ tàu, công suất máy cần thiết để tàu hoạt động đạt yêu cầu đề - Xác định lần lượng chiếm nước tính ổn định tàu, sở đường hình vừa tạo - Kiểm tra tính tàu sở đường hình tạo - Chuẩn bị bô" trí chung, có tính sơ 10 - Tính trọng lượng, trọng tâm tàu sở bố trí chung vẽ kết cấu ban đầu Thiết kè kỹ thuật Trong phần thiết kế kỹ thuật sử dụng kết rấ t nhiều phương án từ thiết kế sơ kết thừa nhận Trên sở đường hình tàu có, bố trí chung ổn định thời điểm kể, thiết bị máy móc chọn, phận thiết kế tiến hành công việc hợp tác, thiết kế chi tiết hơn, bô" trí chi tiết cụ thể hơn, mối liên hệ phận tàu trở thành thực Trong giai doạn sơ đồ lắD ráp hoàn thiện, thiết kế kết cấu triển khai đến chi tiết Từ vẽ chi tiết tiến hành tính toán giá thành sản phẩm cách cụ thể Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, Viện thiết kế tiến hành phân việc theo nhóm Các nhóm công tác theo dạng sau: - Bộ phận chuyên vỏ tàu Khai triển tôn vỏ, chia tôn Tính tính tàu Bố trí toàn tàu Triển khai thiết kế kết cấu chi tiết vỏ tàu Bố trí hệ thống ống toàn tàu Tính toán lại trọng lượng vật tư, thiết bị trọng tâm chúng - Bộ phận khí - động lực tàu Tính toán cân lượng tàu Bố trí buồng máy Bố trí hệ thống ống liên quan máy chính, máy phụ Bố trí hệ thống điều khiển mây chính, máy phụ, tự động hóa buồng máy - Bộ phận diện - điện tử Cân lượng điện tàu Bố trí hệ thống điện tàu Bố trí hệ thếng nhận điện từ bờ Thiết bị an toàn điện Bố trí hệ thống máy móc thiết bị điện tử đảm bảo an toàn hàng hải, thông tin, liên lạc Nếu coi trình thiết kế hoàn thiện dần phép tính nhằm thỏa mãn yêu cầu đề ra, trình minh họa dạng tiến hóa theo đường xoắn ốc Mọi phép tính, phép thử tiến hành riêng nhau, theo qui luật vật lý định Kết phép tính làm tiền đề cho phép tính tiếp theo, sau kết phép tính làm tiền đề cho phép tính sau Sau vòng tiến hóa, kết phép tính đổi thay so với giá trị ban đầu, kết lần thứ hai (sau thứ ba, thứ tư ) lại làm chức liệu đầu vào cho phép tính Chu trình lặp lại nhiều lần, theo đường xoắn ÔC, kết cuối thỏa mãn điều kiện đặt ra, với sai sót phạm vi cho phép 11 7.2 THIẾT KỂHÌNHDÁNG(TUYẾNHÌNH) Tạo m ật sở Chọn dạng mặt sở theo dạng: trụ (cylinder), hộp (box) mặt lưu tuyến NACA Sô" lượng mật sở tùy thuộc vào hình dạng vỏ tàu ta chọn mặt trụ - Định kích thước cho mặt vừa chọn (Size Surfaces): nwwiii w — Proportional Scaling r I r J Length r [3600mm - r j Beam r* jH 12200 mm r~ re-scale markers Ví dụ: nhập kích thước cho hình bao mặt trụ sở Depth OK Cancel Việc mô tả tiến hành tương tự cho m ặt hông (mạn), mặt sau, mặt đáy, be góc Sau định dạng mặt, nhờ điều chỉnh điểm điều khiển ta hiệu chỉnh đường cong biên qua hiệu chỉnh mặt H iệu chỉnh m ặt xác định Bằng cách thêm vào điểm điều khiển, ta định hình dáng vỏ tàu Điểm điều khiển thêm vào đặt chuột hay nhập sô" qua bảng tọa độ 293 Ví dụ: điều chỉnh mặt đáy qua bảng tọa độ điều khiển: Control Point Properties Cylinder Row Column Long Pos Qffset ¡1.798 m Height |0.923 m Weighting F -Cancel OK ] H ì n h - Sau hiệu chỉnh tọa độ điểm điều khiển ta hình dạng đáy tàu sau: H ì n h Tạo mặt lại: việc thực tương tự cho kết cuối sau: H ìn h 7.5 3, X u ấ t c c b ả n g th ô n g s ố vỏ tàu - Xác định vị trí đường hình (mặt cắt) cần có, ta gọi chia lưới (Grid Spacing): vào liệu tọa độ nhập, chương trình tự động tính mặt cắt cần có Grid S p a c e Lưới chia theo nhóm: - Khoảng sườn (scctions) - Đường nước (ivaterlines) - Cắt dọc (huttocks) - Đường chéo (diagonals) 10 11 12 13 14 hình bên bảng chia lưới theo khoảng sườn, cho thấy tọa độ vị trí 14 sườn với lưới chia 0,5 m M Label Station m si si St St 0 0 S ts s1 St St St St 10 St 11 St 12 St 13 St 14 Split (•' Sections c gùttockỊ r r r rf— 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 c Wateriihes c Diagonals i r r r r r r r r r —J Add Delete Sort SjDace OK Cancel H ìn h 7.6 - Xuất bảng số: P o sitio n Station In d e x m 0.000 0.000 1 1 1 1 10 12 1 000 13 1 11 14 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.500 O ffs e t m Ị 0.600 1.200 1.707 0.572 1.144 1.707 0.000 603 603 1.703 1.703 1.800 1.800 0.600 H e ig h t m 0.315 0.629 0.90Ũ 0.300 Ũ.60Ũ 0.9ŨŨ 0.000 H y d ro statics a t D W L M e a s u re m e n t D is p la c e m e n t D ft Lw l Beam w l W SA V alu e U nits 052 to n n e m m 3.4 m 207 mA2 5 m A2 m A2 M a x c r o s s s e c t a re a 841 0,841 0.841 0.841 W a te rp la n e a re a Cp Cb 0.39 10 Cm 0.5 2.200 2.200 11 Cwp 8 12 IC B fro m z e ro pt m 13 LCF fro m z e ro pt 4 m 14 KB m 15 KG -2 m 16 BMt 19 m 17 BMI m 18 GMt m 19 GMI m 20 KMt 2.421 m 21 KMI m 22 Im m ersion (T P c ) to n n e /c m 23 M Tc 2 to n n e m 24 RM a t d e g ■ G M t.D is 103 to n n e m 25 P re c is io n 07315 Các bảng thông số xuất gồm: - Bảng tọa độ sườn (trong ví dụ 13 điểm sườn thứ 1, tọa độ pos = 0,000) - Bảng thông số vỏ tàu kết tính thủy tĩnh ổn định Density VCG 7 1.025 tonne/m^O I 098 m M edium 50 s ta tio n s fjccalculate I glose H ìn h 7.7 295 7.3 THIẾT KẾ MÔ PHỎNG KẾT CẤU TÀU Khái n iệm th iế t k ế mô p hỏn g k ế t cấu Vì bề mặt vỏ tàu dạng mặt phức tạp, nên vấn đề thiết kế hình học mô tả vỏ tàu thường chấp nhận mức độ hình biểu diễn hai chiều Từ đó, nhiệm vụ đặt cho công tác phóng dạng - vẽ lại chi tiết kích thước cần thiết - không tái lại đầy đủ chi tiết tôn vỏ mà trải phẳng chúng, tính toán hình dạng chi tiết kết cấu bên thân tàu th ật chi tiết, có tiên lượng trước yếu tố hình học lượng bù trừ khe hở, độ dày vật liệu, chỗ khoét giao điều đòi hỏi kỹ (tính thời gian thiết kế kinh nghiệm sản xuất) Với xuất công nghệ tin học, cấe phần mềm đồ họa với chức xử lý liệu lớn, phức tạp, góp phần giải cách đầy đủ, không bỏ sót tiên lượng hình học nêu Mặt khác, khả đồ họa góp phần tăng tính trực quan trình thiết kế phân bô" chi tiết thiết kế mô chúng không gian ba chiều Tiếp theo phần (2) trình thiết kế mô hình dạng tàu thủy - mô tuyến hình - tên thường gọi, phần tiếp tục triñh bày bước thực giai đoạn sau trình thiết kế mô thân tàu mặt kết cấu Về tên gọi Thiết kế mô kết cấu (Construction Design) có nhiều ý kiến khác nhau, tác giả xin tạm thời chấp nhận tên gọi chuyển đổi vậy, ý tưởng quy trình thiết kế mô tả trực tiếp kết cấu liên kết giai đoạn thiết kế hình dáng tàu với giai đoạn chuẩn bị chi tiết cho sản xuất vỏ tàu Mục đích giai đoạn thiết kế nhằm mô tả kết cấu thân tàu, phục vụ công tác quan sát bóc tách liệu cho cắt vật liệu Từng chi tiết tạo gắn tên riêng để truy cập Sơ gồm bước sau (xem sơ đồ đầu tiên) - Ôp tôn vỏ (4): việc ốp tôn mô theo liệu hình dáng đường bẻ góc có Ta chọn tôn vỏ có độ dày vật liệu khác - Dựng chi tiết thuộc mặt cất ngang (5): vách, sườn, boong, sàn giá trị liên quan đến hình bao vỏ Các mô tả cụ thể chỗ khoét, biện pháp gia cường nhập vào qua bảng thông số Ta chọn nhanh theo mẫu có sẵn (hoặc tạo thêm mẫu mới) - Khai triển tôn vỏ chi tiết kết cấu (6): phần chi tiết thiết kế trải phẳng theo danh sách tên chọn Tên gọi chi tiết nhập bước trước Trong có sử dụng số hình ảnh minh họa thiết kế vỏ tàu tuần tra 12m thực Bộ môn Tàu thủy - Khoa Kỹ thuật Giao thông - Trường Đại học Bách khoa TP HỒ Chí Minh T hiết k ế mô p h ỏn g k ế t cấu Phần nhằm mô tả kết cấu thân tàu, phục vụ công tác quan sát, bóc tách liệu cho cắt vật liệu Mỗi chi tiết khai báo chương trình gán cho mã tên để truy cập liệu sau 296 Các giá tri lien quan den vách sifón diícfc diía váo qua bang thông so Các chifcmg trinh CAD cho phép chon theo vài mâu sán có, nhó ta có the mô ta diíac cae dang vách (kín niíóc hay có lo khoét) dang vat lieu cho ket cáu khác (chüf T, L )2 Phân s a bô góm bifóc sau: 2- Ó p to n vo (Plates) Chiêu dáy ton vo dufqc dat vào cho tùng vúng khác cüa vó tàu, theo dô dày vat lieu, vói so lieu hinh hoc dâ tao tru'ôc uây Tam vo có the mot tam lón hay tííng vùng cûa than tàu a) Két quà gán chiêu dày toàn bô tam man b) Két quà gán chiêu dày mot phân tam dày c) Toàn bô tam man mot phân tam dáy dude chQn ó) Bang mô ta chon vât lieu □ Plate Info Rate Name |mari| Materia ( Method iZefoTNckness 3rnruAI 4mmAI 5rnrr^,i GrnrrAI 7mmAI BrnmAI 9rnnAI lOmrrAI 5rnmSteel BmmSteel 7mm$teel 8mmSteel SrnrnSteel 10mmSteel QK Cancd H in h 7.8 - WORKSHOP - USER’S MANUAL - Formation Design Systems 297 2- D ự ng cá c vá ch sườn Các giá trị liên quan đến vách sườn đưa vào qua bảng thông số Trong CAD cho phép chọn theo vài mẫu có sẵn Qua ta chẹn dạng vách (kín nước hay có lỗ khoét) aì b) a) Thiết kế vách: 0; 4; 21 b) Thiết kể vách: 15 có lỗ khoét tròn c) Thiết kế sườn: 10 (sườn khỏe), 11 (sườn thường) Việc dựng sườn thực tương tự Bắt đầu việc mô tả hình học chọn vật liệu (vật liệu kết cấu hình T, L ) a) ZeroThickness 3mrrAI 4mmổ.l 5mmAI 6mmAI 7mmAI 8mmAI 9mmÀI 10mmAI 5mmSteel GmmSteel 7mmSteel SmmSteel 9mmSteel lŨmmSteel b) □ Name: p r Top Frame Material; P i Bottom r Pc« r ị ị [ T * - iị r — ; T*r ♦*« Ị - »oltom -o e Starboard Openingsũperiir !'j1 Web Depth P Fillet Radius r Top P Bottom ^ P Pori ịopen.ngl Add P Starboard Delete Rider Bars: Material T] p Width Fwd |o.015m OK p Ịo.oi5m Cancel Width Aft H ình 7.10 a) Danh sách vật liệu 298 St