Phương pháp tính tay đòn ổn định dựa trên mô hình vật rắn 3D thực chất là ứng dụng phần mềm kỹ thuật AutoCAD để tính toán trực tiếp các đặc trưng hình học phần chìm thân tàu, từ đó tính ra tay đòn ổn định hình dáng và xây dựng họ đường cong Cross. Tay đòn ổn định tĩnh sẽ được xác định trên cơ sở họ đường cong Cross như đã trình bày ở mục 1.1.3.
Để xây dựng họ đường cong Cross, thông thường, chọn trước một số giá trị thể tích phần chìm giả định (V = const) để tính toán; sau đó, với mỗi giá trị V = const như vậy, sẽ tiến hành xác định các đường nước tương đương rồi tính tọa độ tâm thể tích phần chìm (yB, zB) tương ứng; cuối cùng đưa số liệu vào công thức tính tay đòn ổn định hình dáng. Ở phương pháp này sẽ tiếp cận theo cách khác, sẽ tiến hành tính toán thể phần chìm và tọa độ tâm thể tích phần chìm ở các trạng thái nghiêng ngang giả định, từ đó, tính tay đòn ổn định hình dáng. Các trạng thái nghiêng ngang giả định được lập nên không dựa vào trị số thể tích phần chìm mà chính kết quả tính sẽ cho giá trị thể tích phần chìm. Theo cách này, không cần phải xác định đường nước tương đương bởi khi lập họ đường cong Cross, chỉ cần biết ba đại lượng là thể tích phần chìm V, góc nghiêng ngang φ và tay đòn ổn định hình dáng LK.
Về phương pháp tính toán thể phần chìm và tọa độ tâm thể tích phần chìm của tàu, theo cách quen thuộc, chúng ta thường sử dụng phương pháp tích phân gần đúng. Ở phương pháp này, ta sẽ không quan tâm tới các công thức tính toán mà sẽ dựa hoàn toàn vào công cụ tính toán của phần mềm AutoCAD. Bên cạnh công cụ đồ họa, AutoCAD còn có tiện ích tính toán đặc trưng hình học rất hữu ích. Nếu ta xây dựng con tàu thành mô hình dạng vật rắn 3D và ứng dụng tiện ích tính toán của AutoCAD thì công việc tính toán thể phần chìm và tọa độ tâm thể tích phần chìm của tàu sẽ trở nên hết sức đơn giản. Nhờ đó bài toán tính tay đòn ổn định sẽ nhanh và chính xác.
Họ đường cong Cross là đồ thị thể hiện quan hệ giữa tay đòn ổn định hình dáng với thể tích phần chìm và góc nghiêng ngang LK = f(V,φ), được biểu diễn theo các đường LK = f(V) ở cùng một góc nghiêng (φ = const) (hình 1.7). Như vậy, khi cố định góc nghiêng φ, cho mớn nước thay đổi (thể tích phần chìm V thay đổi), ta sẽ lập được các
trạng thái có cùng góc nghiêng, sau đó tiến hành tính toán tay đòn ổn định cho các trạng thái đó thì sẽ lập được một đường cong LK = f(V) ở góc φ = const. Tiến hành cho các góc nghiêng khác nhau ta sẽ nhận được toàn bộ họ đường cong Cross.
Quá trình thực hiện có thể mô tả như sau:
- Bước 1 - Dựng mô hình tàu 3D Solid (hoặc chọn mô hình sẵn có). - Bước 2 - Lập các trạng thái nghiêng ngang giả định để tính toán.
- Bước 3 - Tính thể phần chìm và tọa độ tâm thể tích phần chìm ở các trạng thái nghiêng ngang giả định đã lập.
- Bước 4 - Nhận số liệu đưa vào công thức để tính tay đòn ổn định hình dáng. - Bước 5 - Vẽ đồ thị Cross.