Bài tập lớn môn sức bền tàu thủy. Đây là bài tập lớn mẫu dùng để tính toán sức bền tàu thủy. Bài này tính toán về sức bền của tàu dầu 10000T đồng thời vẽ biểu đồ lực cắt, momen và tính cân bằng tàu tại từng trạng thái cụ thể.
BTL SỨC BỀN TÀU LỜI NĨI ĐẦU Đóng tàu vận tải biển ngành công nghiệp quan trọng giới nói chung nước ta nói riêng Hàng năm có nhiều tai nạn biển xảy gây thiệt hại lớn người tài sản , tai nạn chủ yếu thiên tai mà tàu gặp phải biển thiên tai khó tránh khỏi thiệt hại thiên tai hồn tồn giảm nhẹ được, ví dụ cách bố trí hàng hóa, thuyền viên… tàu cách hợp lý giúp cho tàu tránh trạng thái nguy hiểm ứng suất, lực cắt, mômen uốn… Môn Lý thuyết tàu môn sở ngành cho chúng em hiểu đường hình, đặc điểm, đặc tính, tính chất tàu, mơn Kết cấu thân tàu hướng chúng em đến kết cấu, liên kết chi tiết cụ thể tàu Cịn mơn Sức bền thân tàu góp phần giải vấn đề tính an tịan tàu đủ an tồn tránh trường hợp nguy hiểm có sóng, tàu lằm đỉnh sóng hay tàu lằm đáy sóng gây ứng suất cụ nguy hiểm Vì mơn Sức bền thân tàu giải phần vấn đề an toàn cho biết cách bố trí hàng hóa mức độ nguy hiểm Mơn Sức bền thân tàu góp phần cho chúng em hiểu rõ đóng tàu an toàn tiết kiệm Chúng em xin cảm ơn thầy Đồn Trung Việt tận tình giảng dạy hướng dẫn để chúng em hoàn thành tập lớn Mặc dù có nhiều cố gắng trình độ thời gian có hạn nên sai sót điều khó tránh khỏi, nên chúng em mong thông cảm chỉnh sửa cho chúng em Chúng em xin chân thành cảm ơn BTL SỨC BỀN TÀU A : CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU Trọng tải tàu : 10.000 T Tên tàu : LINES Chiều dài lớn : LOA = 132,52 (m) Chiều dài hai trụ : LPP = 123,32 (m) Chiều rộng tàu : B = 19,5 (m) Chiều cao mạn : D = 9,78 (m) Chiều chìm : d = 7,5 (m) Vùng hoạt động : Biển không hạn chế Thuyền viên : 24 người Loại tàu : Tàu chở dầu Chia tàu thành 20 khoảng sườn lý thuyết Ta có độ lớn khoảng sườn l l= = 6,616 m Phân bố khối lượng hàng hóa theo chiều dài tàu Các số liệu đề : TH1: 100% dự trữ , 0% hàng hóa , 50% dằn TH2: 100% dự trự, 100% hàng hóa, 0% dằn - Khối lượng máy móc thiết bị phân bố từ #0→#20 - Hàng hóa 9000T phân bố từ sườn #4→#17 - Trọng lượng thủy thủ 2,4 T #1→#3 - Nhiên liệu dự trữ #0→#4 BTL SỨC BỀN TÀU BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T BTL SỨC BỀN TÀU BẢN VẼ BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T BTL SỨC BỀN TÀU PHẦN I: CÂN BẰNG TÀU TRÊN NƯỚC TĨNH Phân bố trọng lượng sườn I Phân bố trọng lượng tàu Hàng hóa Thiết bị 57.5 57.6 58.4 55.5 56.2 57.2 57.3 57.3 58.0 58.0 58.0 58.0 58.0 57.5 56.4 54.7 50.9 49.7 45.5 44.2 1105.9 0.0 0.0 0.0 237.8 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 613.7 465.6 0.0 0.0 9089.4 10.0 250.0 50.0 3.0 2.5 0.0 2.0 0.0 0.5 2.0 0.0 7.0 0.0 2.0 2.0 1.0 2.0 1.0 20.0 30.0 385.0 Khoảng sườn Vỏ # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9-10 # 10-11 # 11-12 # 12-13 # 13-14 # 14-15 # 15-16 # 16-17 # 17-18 # 18-19 # 19-20 Tổng Thuyền viên Dự trữ 100% tấn 0.0 1.3 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.4 340.3 45.8 207.4 271.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 865.1 Bảng 1: Số liệu phân bố khối lượng theo khoảng sườn - Từ số liệu ta dùng excel để vẽ đồ lược đồ phân bố khối lượng Trên biểu đồ ứng với khoảng sườn tương ứng với khối lượng phân bố sườn BTL SỨC BỀN TÀU - Biều đồ phân bố số thành phần trọng lượng (T) theo khoảng sườn sau: Biểu đồ phân bố trọng lượng vỏ tàu 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Biểu đồ phân bố trọng lượng 100% hàng 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 BTL SỨC BỀN TÀU Biểu đồ phân bố trọng lượng trang thiết bị 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 Biểu đồ phân bố thuyền viên 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 BTL SỨC BỀN TÀU Biểu đồ phân bố trọng lượng dự trữ 100% 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 Tải trọng hàng hóa phân bố lên tàu : (dùng phương pháp công họa đồ) Cộng đồ thị phía ta khối lượng (dằn , dự trữ , thủy thủ , máy móc,hang hóa) ta đồ thị sau : Phân bố tải trọng 800.0 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 BTL SỨC BỀN TÀU Xác định tọa độ trọng tâm tàu Trạng thái 1: II 0% hàng , 100% dự trữ, 50% dằn STT Thành phần # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 561 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 910 # 1011 # 1112 # 1213 # 1314 # 1415 # 1516 # 1617 # 1718 # 1819 # 1920 Tổng theo hàng ngang (1)) (2)) (3)) (4)) (5)) (6)) (7)) (8)) (9)) (10)) (11)) (12)) (13)) (14)) (15)) (16)) (17)) (18)) (19)) (20)) (21)) (22)) Trọng lượng tôn vỏ(T) 57.5 57.6 58.4 55.5 56.2 57.2 57.3 57.3 58.0 58.0 58.0 58.0 58.0 57.5 56.4 54.7 50.9 49.7 45.5 44.2 Trọng lượng thiết bị(T) 10 250 50 2.5 0.5 2 20 30 385 Trọng lượng hàng hóa(T) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Trọng lượng dằn ( T) 0.0 0.0 0.0 0.0 220.0 220.0 200.0 200.0 252.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 200.0 236.7 207.2 174.2 92.5 20.6 2024.2 Trọng lượng dự trữ 100%(T) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Trọng lượng thuyền viên(T) 0.0 1.3 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.4 Tổng theo hàng dọc 67.5 308.9 109.5 58.5 278.7 277.2 259.3 257.3 311.4 60.0 58.0 65.0 58.0 59.5 258.4 292.4 260.1 224.9 158.0 94.8 3517.5 Hệ số cánh tay đòn(T) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 Mô men tĩnh (T.m) 33.75 463.35 273.75 204.75 1254.15 1524.6 1685.45 1929.75 2646.9 10.5 570 609 11.5 747.5 12.5 725 13.5 803.25 3746.8 4532.82 4291.65 3935.75 Từ thông số kết hợp với bảng Hydrostatic hồ sơ thiết kế tàu tiến hành cân tàu với thông số sau đây: (LCG-LCB)/L= 0.0061 Trạng thái tàu Lượng chiếm nước(D) Mômen (Mc) Trọng tâm (XG) %L - 3517.5 0% hàng, 100% d tr, 50% dn 34750.405 Giá trị D (T) MC (T.m) XG (m) Điều kiện cân là: 49.39687474 Tra độ thị %L 3517.5 34750.4 60.9162 49.396875 - 60.91622593 d (m) 1.9002 LCB (m) LCF (m) 61.664 61.585 TÝnh 𝐵𝑀𝐿 (m) da (m) df (m) 485.939 1.900088 1.90032 ϵ < (0.05-0.1) L LCG LCB d a d m LCF 5, 42m BM L d d L LCF LCG LCB 5,37m m f BM L 2 1105.9 19.5 2923 1849.19 34750.41 BTL SỨC BỀN TÀU Trạng thái 2: Xác định tọa độ trọng tâm tàu trạng thái 100% hàng 100% dự trữ Tổng theo hàng ngang STT Thành phần # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9-10 # 10-11 # 1112 # 1213 # 1314 # 14-15 # 1516 # 16-17 # 1718 # 1819 # 1920 (1)) (3)) (4)) (5)) (6)) (7)) (8)) (9)) (10)) (11)) (12)) (13)) (14)) (15)) (16)) (17)) (18)) (19)) (20)) (21)) (22)) (2)) Trọng lượng tôn vỏ(T) 57.5 57.6 58.4 55.5 56.2 57.2 57.3 57.3 58.0 58.0 58.0 58 58.0 57.5 56.4 54.7 50.9 49.7 45.5 44.2 1105.9 Trọng lượng thiết bị(T) 10.0 250.0 50.0 3.0 2.5 0.0 2.0 0.0 0.5 2.0 0.0 7.0 0.0 2.0 2.0 1.0 2.0 1.0 20.0 30.0 385.0 Trọng lượng hàng hóa(T) 0.0 0.0 0.0 237.8 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 647.7 613.7 465.6 0.0 0.0 9089.4 340.3 45.8 207.4 271.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 865.1 0.0 1.3 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.4 Tổng theo hàng dọc 407.8 354.7 316.9 567.9 706.4 704.9 707.0 705.0 706.2 707.7 705.7 712.7 705.7 707.2 706.1 703.4 666.6 516.3 65.5 74.2 11447.8 Hệ số cánh tay đòn(T) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 Trọng lượng dự trữ 100%(T) Trọng lượng thuyền viên(T) Mô men tĩnh (T.m) - 203.875 532.02 792.25 1987.76 3178.8 3876.95 4595.5 5287.5 6002.7 6723.15 7409.85 8196.05 8821.25 9547.2 10238.45 10902.7 10998.24 9034.55 1211.75 Từ thông số kết hợp với bảng Hydrostatic hồ sơ thiết kế tàu tiến hành cân tu vi cỏc thụng s sau õy: Trạng thái tàu Lng chim nc(D) 11447.780 Mụmen (Mc) 110987.440 Giá trị 100%hàng, 100% dù tr÷ D (T) 11447.8 MC XG (T.m) (m) 110987.4 59.78 Trọng tâm (XG) 59.780 %L 48.476 Tra ®é thÞ %L 48.47553 d (m) 5.74 LCB (m) 60.64 LCF (m) 57.40 L 123.320 TÝnh 𝐵𝑀𝐿 (m) 206.75 da (m) 5.72 df (m) 5.76 ϵ < (0.05-0.1) - Điều kiện cân là: - Vì mớn nước lái thấp mớn nước mũi nên tiến hành dằn tàu lần 1: 10 (LCG - LCB)/L =00694 L LCG LCB d a d m LCF 5, 42m BM L 2 d d L LCF LCG LCB 5,37m m f BM L 2 1446.9 110987.44 BTL SỨC BỀN TÀU Tính tốn phân bố lực III PHÂN BỐ LỰC NỔI Sườn LT Hệ số Tính lần I 𝐴𝑖 (𝑚 ) (1)) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (2)) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)) 44.01 77.77 92.92 102.43 107.92 110.88 112.22 112.97 112.97 Tính lần II (2)x(3) (4)) 𝐴𝑖 (𝑚 ) (5)) 44.16 77.94 93.1 102.62 108.12 111.08 112.42 113.17 113.17 112.67 22.005 116.655 232.3 358.505 485.64 609.84 729.43 847.275 960.245 1073.21 1186.18 1299.15 1412.12 1521.04 109.38 Tích phân (2)x(5) (6)) (𝑚 ) (7)) Lực (7)ΔL/2 ɣ (8)) Khoảng sườn (9)) 44.16 122.1 171.04 195.72 210.74 219.2 223.5 225.59 226.34 139.55 385.85 540.50 618.49 665.95 692.69 706.28 712.88 715.25 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 226.34 715.25 # 9-10 226.34 715.25 # 10-11 226.34 715.25 # 11-12 113.17 22.08 116.91 232.75 359.17 486.54 610.94 730.73 848.775 961.945 1075.11 1188.28 1301.45 1414.62 226.34 715.25 # 12-13 112.86 1523.61 226.03 714.27 # 13-14 1586.01 109.58 1588.91 222.44 702.93 # 14-15 100.16 1552.48 100.34 1555.27 209.92 663.36 # 15-16 84.34 1391.61 84.5 1394.25 184.84 584.11 # 16-17 59.9 1048.25 60.02 1050.35 144.52 456.69 # 17-18 31.52 583.12 31.58 584.23 91.6 289.46 # 18-19 3.88 75.66 3.88 75.66 35.46 112.06 # 19-20 112.97 112.97 112.97 112.97 113.17 113.17 113.17 12 BTL SỨC BỀN TÀU Bảng tính phân bố lực Biểu đồ phân bố lực 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Biểu đồ phân bố tổng trọng lượng theo khoảng sườn sau dằn 900.0 800.0 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 13 BTL SỨC BỀN TÀU Theo nguyên tắc cộng biểu đồ ta có biểu đồ phân bố tải trọng sau: Biểu đồ phân bố tải tác dụng 300.00 200.00 100.00 0.00 # 0-1 # 1-2 # 2-3 # 3-4 # 4-5 # 5-6 # 6-7 # 7-8 # 8-9 # 9- # 10- # 11- # 12- # 13- # 14- # 15- # 16- # 17- # 18- # 1910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 -100.00 -200.00 -300.00 IV Tính lực cắt momen uốn nước tĩnh Ta có bảng sau: Trong đó: px: trọng lượng bx: lực qx: tải trọng 14 BTL SỨC BỀN TÀU 15 BTL SỨC BỀN TÀU Sườn LT (1)) p(x) t (2)) b(x) t (3)) q(x)=(2)(3) (4)) Tích phân theo (4) (5)) Tích phân theo (5) (6)) Hiệu chỉnh (5) (7)) Lực cắt (5)-(7) t (8)) (6)xΔL/2 (t.m) (9)) Hiệu chỉnh (9) (10)) Momen uốn M (9)-(10) (t.m) (11)) # 0-1 407.8 139.55 268.25 268.25 268.25 1.804 266.446 827.0148 -738.536 1565.550483 # 1-2 354.7 385.85 -31.15 237.1 773.6 3.608 233.492 2385.009 -1477.07 3862.080266 # 2-3 316.9 540.5 -223.6 13.5 1024.2 5.412 8.088 3157.609 -2215.61 5373.215799 # 3-4 567.9 618.49 -50.59 -260.69 777.01 7.216 -267.906 2395.522 -2954.14 5349.664762 # 4-5 806.4 665.95 140.45 -170.83 345.49 9.02 -179.85 1065.146 -3692.68 4757.824335 # 5-6 804.9 692.69 112.21 81.83 256.49 10.824 71.006 790.7587 -4431.21 5221.973068 # 6-7 707 706.28 0.72 194.76 533.08 12.628 182.132 1643.486 -5169.75 6813.235771 # 7-8 705 712.88 -7.88 187.6 915.44 14.432 173.168 2822.302 -5908.29 8730.587384 # 8-9 706.2 715.25 -9.05 170.67 1273.71 16.236 154.434 3926.848 -6646.82 10573.66953 # 9-10 707.7 715.25 -7.55 154.07 1598.45 18.04 136.03 4928.021 -7385.36 12313.37868 # 10-11 705.7 715.25 -9.55 136.97 1889.49 19.844 117.126 5825.298 -8123.89 13949.19073 # 11-12 712.7 715.25 -2.55 124.87 2151.33 21.648 103.222 6632.55 -8862.43 12500.1241 # 12-13 705.7 715.25 -9.55 112.77 2388.97 23.452 89.318 7365.195 -9600.96 11300.24 # 13-14 702.2 714.27 -12.07 91.15 2592.89 25.256 65.894 7993.88 -10339.5 9452.956 # 14-15 706.1 702.93 3.17 82.25 2766.29 27.06 55.19 8528.472 -11078 7592.22411 # 15-16 703.4 663.36 40.04 125.46 2974 28.864 96.596 9168.842 -11816.6 6140.23109 # 16-17 666.6 584.11 82.49 247.99 3347.45 30.668 217.322 10320.19 -12555.1 4105.21891 # 17-18 516.3 456.69 59.61 390.09 3985.53 32.472 357.618 12287.39 -13293.6 3964.0294 # 18-19 65.5 289.46 -223.96 225.74 4601.36 34.276 191.464 14185.99 -14032.2 1621.8127 # 19-20 74.2 112.06 -37.86 -36.08 4791.02 -36.08 14770.71 14770.71 16 BTL SỨC BỀN TÀU Biểu đồ phân bố lực cắt 400 300 200 100 10 11 12 13 -100 -200 -300 Biểu đồ phân bố momen 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 17 14 15 16 17 18 19 20 BTL SỨC BỀN TÀU PHẦN II: CÂN BẰNG TÀU TRÊN SĨNG Ta tính lực cắt moment tàu sóng theo hướng dẫn IACS Moment uốn sóng gây Moment uốn dọc tàu sóng tính theo công thức sau đây: M w () 190.M C.L2 B.CB 103 (kNm) M w () 110.M C.L2 B.(CB 0, 7).103 (kNm) Trong đó: L B CB = = = C=10,75 - ( 123.32 m 19.5 m 0,808 ) = 7,63 với tàu có 90m < L=123,32m < 300m M: hệ số trình bày phân bố moment theo chiều dài tàu, đọc giá trị từ hình sau: Lực cắt tàu sóng Lực cắt tàu sóng theo tiêu chuẩn IACS tính theo cơng thức: FW () 30.F1.C.L.B.(CB 0, 7).102 (kN ) FW () 30.F2 C.L.B.(CB 0, 7).102 (kN ) Trong đó: F1, F2 phân bố lực cắt dọc tàu 18 BTL SỨC BỀN TÀU Từ liệu ta lập bảng Excel ta lập bảng tính lực cắt moment tàu sóng: 19 BTL SỨC BỀN TÀU Khoảng sườn F1 F2 Fw(+) Fw(-) M Mw(+) Mw(-) # 0-1 0.25 0.215 2075.178 -1784.65 0.125 43421.13 -46917 # 1-2 # 2-3 # 3-4 0.5 0.43 4150.355 -3569.31 0.25 86842.27 -93834 0.75 0.645 6225.533 -5353.96 0.375 130263.4 -140751 0.86 8300.71 -7138.61 0.5 173684.5 -187668 # 4-5 # 5-6 0.86 8300.71 -7138.61 0.625 217105.7 -234585 0.86 8300.71 -7138.61 0.75 260526.8 -281502 # 6-7 0.965 0.78 8010.186 -6474.55 0.875 303947.9 -328419 # 7-8 0.93 0.7 7719.661 -5810.5 347369.1 -375336 # 8-9 # 9-10 # 10-11 0.93 0.7 7719.661 -5810.5 347369.1 -375336 0.93 0.7 7719.661 -5810.5 347369.1 -375336 0.93 0.7 7719.661 -5810.5 347369.1 -375336 # 11-12 # 12-13 0.93 0.7 7719.661 -5810.5 347369.1 -375336 0.95 0.85 7885.675 -7055.6 347369.1 -375336 # 13-14 # 14-15 # 15-16 0.97 8051.689 -8300.71 0.86 298737.4 -322789 0.97 8051.689 -8300.71 0.71 246632 -266489 0.97 8051.689 -8300.71 0.57 198000.4 -213942 # 16-17 # 17-18 0.97 8051.689 -8300.71 0.43 149368.7 -161394 0.65 0.67 5395.462 -5561.48 0.29 100737 -108847 # 18-19 # 19-20 0.32 0.33 2656.227 -2739.23 0.14 48631.67 -52547 0 0 0 Bảng phân bố lực cắt momen cân tàu sóng 20 BTL SỨC BỀN TÀU Biểu đồ phân bố lực cắt sóng 10000 8000 6000 4000 2000 -2000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 -4000 -6000 -8000 -10000 sườn Fw+ Fw- Biểu đồ phân bố momen sóng 400000 300000 200000 100000 -100000 10 11 12 13 -200000 -300000 -400000 -500000 sườn M+ 21 M- 14 15 16 17 18 19 20 BTL SỨC BỀN TÀU PHẦN III: KIỂM TRA ĐỘ BỀN CHUNG THÂN TÀU Dựa vào mặt cắt ngang khoang hàng tàu Mặt cắt ngang tàu Ta có bảng tính độ bền chung sau: 22 BTL SỨC BỀN TÀU TT I II III IV Tên cấu Boong Tôn boong Xà dọc v ngang boong Thanh quây Dm dc boong Mạn Tôn mạn ngoi Tôn mạn Dm dc mn Súng dc mn Đáy Tôn đáy Dầm dọc đáy Dầm dọc đáy dới Sống phụ Sống Tôn đáy Tổng Quy cách Fi (m2) Zi (m) FiZi (m3) FiZ2i (m4) J0 (m4) 12x1800 0.0216 9.78 0.211248 2.06600544 2.592E-07 T 18x280/10x800 0.013 9.768 0.126984 1.240379712 0.000173333 T 18x400/16x800 0.02 9.5 0.19 1.805 0.000266667 L140x90x8 0.00184 9.768 0.017973 0.175561436 3.00533E-06 14x1800 0.0252 4.28 0.107856 0.46162368 4.116E-07 12x1800 0.0216 4.28 0.092448 0.39567744 3.528E-07 L140x90x8 0.00184 4.68 0.008611 0.040300416 3.00533E-06 10x1000 0.01 3.88 0.0388 0.150544 8.33333E-08 12x1800 0.0216 0.0216 0.0216 2.592E-07 L160x100x10 0.0026 0.988 0.002569 0.002537974 5.54667E-06 L160x100x10 0.0026 0.097 0.000252 2.44634E-05 5.54667E-06 12x1000 0.012 0.494 0.005928 0.002928432 0.000000144 12x1000 0.012 0.494 0.005928 0.002928432 0.000000144 12x1800 0.0216 0.006 0.00013 7.776E-07 2.592E-07 0.18748 59.015 0.830327 6.365571221 Chọn trục so sánh nằm trùng với mép tôn đáy Gọi zo khoảng cách từ trục trung hòa đến trục so sánh Theo điều kiện giá trị momen tĩnh hệ kết cấu trục trung hòa 0, ta có: 23 BTL SỨC BỀN TÀU n n ( F z ) z F i i 1 o i i 1 i 0 n zo F z i i 1 n F i 1 i 4.43m i Với giả thuyết mặt cắt ngang tàu đối xứng qua trục Oz, giá trị moment quán tính diện tích mặt cắt ngang dầm tương đương (hay mặt cắt ngang thân tàu_ trục trung hòa) I 2( I oi F i.z i F i.z o) 2( I oi F i.z i z o F i) 19943, 67.103 cm4 n n i 1 i 1 n i 1 n n i 1 i 1 2 n i 1 Trong đó: Z0 - khoảng cách trục so sánh trục trung hòa Zi - khoảng cách từ trọng tâm kết cấu I đến trục so sánh Fi - diện tích mặt cắt ngang chi tiết thứ i có mặt cắt ngang dầm tương đương I0i - momen quán tính riêng diện tích mặt cắt ngang kết cấu xét FiZ20 - momen quán tính chuyển dời từ trục so sánh kết cấu xét đến trục trung hòa Wgh = I Z max 19943, 67.103 372700.9469(cm3 ) 535 Moment uốn bổ sung sóng: Đỉnh sóng: Mw(+) = + 0.19.C.L2.B.Cb = 347369.0678 (kN.cm) Đáy sóng: Mw(-) = -0.11.C.L2.B.(Cb + 0.7) =-375335,9886 (kN.cm) Với: C= 7,63 với tàu có 90m < L=103,6m < 300m Cb=0,808 L=123,32 (m) B=19,5 (m) Ta có: Wmin = C.L2.B.(Cb+0,7).k= 341215 (kN.m) < Wgh Mô đun chống uốn theo IACS: - Trạng thái 100% dự trữ, 100% hàng: + Đỉnh sóng: 24 BTL SỨC BỀN TÀU W đỉnh sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+ 347369,0678)= 2760221,909 (cm3) + Đáy sóng : W đáy sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+(-375335,9886))= -1373651.014 cm3 Mà: Wgh => mô đun chống uốn mặt cắt ngang thỏa mãn Ứng suất uốn chung mặt cắt ngang: - Trạng thái 100% dự trữ, 50% hàng: Ta có: M max hay M max Z i W I Trong đó: Mmax moment uốn lớn đỉnh sóng đáy sóng I: (cm2.m2) qn tính mặt cắt ngang xét đến đường trung hòa Zi (m) : khoảng cách từ đường trung hòa đến kết cấu Kiểm tra bền tiết diện nguy hiểm: M M Ms Mw I Wgh Wgh Zi Trong đó: W I mođun chống uốn mặt cắt ngang Giá trị W nhỏ Zi lớn Zi nhất, nghĩa xa trục trung hòa Tại vị trí ứng suất đạt giá trị lớn => đỉnh = 7.77(tấn/cm2) = 76,2237 KG/cm2 đáy = -3.32 (tấn/cm2) = 32,5692 KG/cm2 Mà ứng suất cho phép: 2350KG / cm2 So sánh 2350KG / cm2 với ứng suất đỉnh đáy sóng => thỏa mãn So sánh với giá trị ứng suất pháp max với giá trị ứng suất pháp giới hạn gh , ta suy kết cấu tàu đảm bảo đủ điều kiện độ bền dọc 25 BTL SỨC BỀN TÀU 26 ... Trọng lượng thủy thủ 2,4 T #1→#3 - Nhiên liệu dự trữ #0→#4 BTL SỨC BỀN TÀU BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T BTL SỨC BỀN TÀU BẢN VẼ BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T BTL SỨC BỀN TÀU PHẦN I: CÂN BẰNG TÀU TRÊN... 17 18 19 20 BTL SỨC BỀN TÀU PHẦN III: KIỂM TRA ĐỘ BỀN CHUNG THÂN TÀU Dựa vào mặt cắt ngang khoang hàng tàu Mặt cắt ngang tàu Ta có bảng tính độ bền chung sau: 22 BTL SỨC BỀN TÀU TT I II III IV... (kN ) Trong đó: F1, F2 phân bố lực cắt dọc tàu 18 BTL SỨC BỀN TÀU Từ liệu ta lập bảng Excel ta lập bảng tính lực cắt moment tàu sóng: 19 BTL SỨC BỀN TÀU Khoảng sườn F1 F2 Fw(+) Fw(-) M Mw(+) Mw(-)