3.4.2.1. Các thơng số chính
Các thơng số cơ bản của tàu là:
Chiều dài lớn nhất: Lmax = 11,4 m
Chiều dài thiết kế: LTK = 10,34 m
Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 3,3 m Chiều cao H = 1,32 m Chiều cao mạn: D = 1,2 m Chiều chìm trung bình Ttb = 0,85 m Máy chính + Cơng suất: Ne = 74 CV + Số lượng máy chính z = 1 3.4.2.2. Các kích thước kết cấu chính. Long cốt: 11000x200x200 mm
Chiều cao sỏ mũi: 3800x260x260 mm
Đà ngang đáy: 70x140 mm Cong giang: 70x140 mm Xà ngang boong: 60x120 mm Ván boong: δ 40 mm Bổ chụp: 35x250 mm Ván trần cabin: δ 25 mm Trụ chính cabin: 140x140 mm Bổ viền trên: 50x150 mm Ván mạn: δ40 mm Ván đáy: δ40 mm Ván vách: δ 30 mm Ngà neo: 150x150 mm
3.4.2.3. Bảng tọa độ đường hình lý thuyết.
- 2
7
-
Bảng 3.6: Bảng tọa độ đường hình tàu khảo sát.
Chiều cao Chiều rộng
STT Khoảng cách sườn ĐN 0 ĐN 195 ĐN 390 ĐN 585 ĐN 780 ĐN 975 Mạn CD0 Mép mạn 0 (0-0,5) 1154 1233 1469 880 1816 0,5 (0,5-1) 490 1259 1350 1502 672 1740 1 (1-1,5) 490 1267 1357 1421 1532 471 1675 1,5 (1,5-2)490 1245 1358 1419 1469 1550 292 1617 2 (2-3) 980 1221 1342 1410 1459 1500 1565 138 1567 3 (3-4) 980 1215 1345 1422 1468 1507 1531 1580 0 1522 4 (4-5) 980 1226 1376 1442 1488 1518 1543 1593 0 1536 5 (5-6) 980 1123 1373 1443 1479 1509 1538 1600 0 1580 6 (6-7) 980 1334 1410 1453 1488 1521 1599 0 1649 7 (7-8) 980 1222 1323 1393 1443 1484 1597 0 1757 8 (8-8,5) 490 936 1088 1210 1301 1375 1580 104 1926 8,5 (8,5-9) 490 583 834 1001 1139 1248 1547 126 2034 9 (9-9,5) 490 283 474 671 861 1023 1481 144 2146 9,5 137 221 330 477 656 1325 162 2266
CHƯƠNG 4:
QUÁ TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẪU TỐI ƯU
4.1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC TÀU. 4.1.1. Phân tích số liệu thống kê bằng phần mềm SPSS 4.1.1. Phân tích số liệu thống kê bằng phần mềm SPSS
Ngày nay, việc ứng dụng tin học vào phân tích số liệu trong nghiên cứu khoa học là hết sức phổ biến. Trong đề tài này, tơi xin giới thiệu và sử dùng phần mềm SPSS để phân tích số liệu thống kê, vẽ đường hồi qui đồng thời tính phần hồi qui và phần dư của mơ hình.
- Nhập số liệu vào SPSS:
Hình 4.1: Số liệu thống kê được nhập vào phần mềm.
4.1.1.1. Phân tích tần số (Frequencies)
Hình 4.2: Đường dẫn tới hộp thoại Frequencies
Hình 4.3: Hộp thoại Frequencies. Nhấn vao charts… để vẽ đồ thị.
Hình 4.4: Hộp thoại charts
Sau đĩ nhấn ok ta được bảng phân tích số liệu và đồ thị tần số:
Biểu đồ phân phối xác suất tàu cĩ Lmax từ 15,2 ÷ 18,7 m, khoảng quan sát ΔLmax = 0,5 m. Từ biểu đồ nhận thấy nhĩm cĩ Lmax = (15 ÷ 16,2) mét cĩ xác suất xuất hiện lớn nhất là 60%. Kỳ vọng Lmax =15,951(m).
Làm tương tự như trên đối với Bmax ta được kết quả sau:
Hình 4.6: Đồ thị tần số (Frequencies) của Bmax.
Biểu đồ phân phối xác suất tàu (3.6) cĩ Bmax từ 4,4 ÷ 5,5 m, khoảng quan sát ΔBmax = 0,2m. Từ biểu đồ nhận thấy nhĩm cĩ Lmax = (4,6 ÷ 4,8) cĩ xác suất xuất hiện lớn nhất là 65%. Kỳ vọng là Bmax = 4,6855 (m)
4.1.1.2. Phân tích hồi qui tuyến tính đơn giản
Hình 4.7: Đường dẫn tới hộp thoại Linear.
Được hộp hơi thoại, chọn như hình rồi ok ta được các bảng số liệu. Bảng 4.1: Tĩm tắt mơ hình
Model Summary
Model R R Square Adjusted R Square Std. Error of the
Estimate
1 .904(a) .817 .807 .32373
a Predictors: (Constant), Lmax
Nếu R< 0,3 Nếu R2<0,1 Tương quan ở mức thấp
Nếu 0,3 ≤ R< 0,5 Nếu 0,1 ≤ R2< 0,25 Tương quan ở mức trung bình Nếu 0,5 ≤ R< 0,7 Nếu 0,25 ≤ R2< 0,5 Tương quan ở mức khá chặt chẽ Nếu 0,7 ≤ R< 0,9 Nếu 0,5 ≤ R2< 0,8 Tương quan ở mức chặt chẽ Nếu 0,9 ≤ RNếu 0,8 ≤ R2 Tương quan ở rất chặt chẽ
Hệ số tương quan R = 0,904 và R2 = 0,817 suy ra tương quan rất chặt chẽ. Bảng 4.2: Phân tích ANOVA với biến phụ thuộc là Ltk
ANOVA(b)
a. Predictors: (Constant), Lmax b. Dependent Variable: Ltk
Tổng bình phương phần hồi qui (Regression)= 8,437 Tổng bình phương phần dư (Residual)= 1.886
Trung bình bình phương hồi qui: 8,437/ 1 (bậc tự do) = 8,437
Trung bình bình phương phần dư: 1.886/ 18(bậc tự do = n-2) = 0,105 F = 80,509 và p < 0,000
Bảng 4.3: Thơng số a và b
Kết quả bảng 3 cho biết độ dốc a = 0,792 và điểm cắt tại trung tung là b = 1,705. Phương trình đường thẳng hồi qui là: Bmax = 0,792 Lmax+ 1,705.
Vẽ đường thẳng hồi qui trong SPSS
Hình 4.9: Đường dẫn tới hộp thoại Scatter/Dot.
Chọn Simple Scatter > Define
Hình 4.11: Hộp hội thoại Simple Scatterplot. Chọn số liệu như hình trên rồi nhấn ok được.
Nhấn đúp chuột vào hình vẽ ta được
Hình 4.13: Hộp hội thoại Chart Editor. Chọn tiếp như hình sau.
Hình 4.15: Hộp hội thoại Properties. Chọn linear như hình rồi apply suy ra được kết quả sau:
Làm tương tự như trên ta được các phương trình hồi quy sau: Ltk = 0,792.Lmax + 1,705 Bmax = 0,271.Lmax + 0,358 Btk = 0,859.Bmax + 0,229 D = 0,459.Bmax – 0,056 d = 0,829.D – 0,041 LCN = 11,425.Lmax – 116 4.1.2. Tính chọn đặc điểm hình tàu:
Theo kết quả tần số (Frequencies) ta chọn Lmax = 15,8 m ta cĩ thể tính tốn sơ được các thơng số chính cho tàu thiết kế.
Ltk = 0,792.15,8 + 1,705 = 14,2 m chọn Ltk = 13,8 m Bmax = 0,271.15,8 + 0,358 = 4,63 m chọn Bmax= 5 m Btk = 0,859. 5 + 0,229 = 4,524 m chọn Btk = 4,8 m D = 0,459.5 – 0,056 = 2.194 m chọn D = 2,27 m d = 0,829.2,1 – 0,041 = 1,699 m chọn d = 1,6 m ∆ = 11,425.15,8 – 116 = 64,5 tấn chọn ∆ = 69 tấn
Theo số liệu thống kê và trích trong đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển cơng nghệ - Chuyên đề 1 – Nghiên cứu xây dựng mối quan hệ thống kê giữ các đặc điểm học của đội tàu đánh cá tỉnh Ninh Thuận ta cĩ phạm vi thay đổi các đặc điểm hình học tàu đánh bắt thủy sản của tỉnh Ninh Thuận:
Bảng 4.4: Mối quan hệ thống kê các đặc điểm hình học tàu
Tỷ số các kích thước chính Các hệ số hình dáng
Khu vực Loại tàu
L/B B/H H/T Cw Cb Cm Lưới kéo 3,3-3,9 1,75-2,13 1,25-1,37 0,81-0,85 0,61-,064 0,90-0,95 Lưới vây 3,3-3,8 2,2-2,6 1,22-1,42 0,81-0,85 0,60-0,65 0,90-0,95 Ninh Thuận Câu 3,25-3,45 1,68-2,17 1,25-1,37 0,83-0,87 0,62-0,67 0,90-0,95 (Trích trong đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển cơng nghệ - chuyên đề 1)
– Nghiên cứu xây dựng mối quan hệ thống kê giữ các đặc điểm học của đội tàu đánh cá tỉnh Ninh Thuận)
Ta cĩ: L/B = 16/4,6 = 3,47 B/D = 4,6/2 = 2,3
D/d = 2/1,6 = 1,25
Thỏa mãn điều kiện, kết hợp với số liệu ta thống kế ta chọn kết quả cuối cùng các thơng số đặc điểm hình học tàu hợp lý nhất như sau:
Chiều dài lớn nhất Lmax = 15,8 m
Chiều dài thiết kế Ltk = 13,8 m
Chiều rộng lớn nhất Bmax = 5 m
Chiều rộng thiết kế Btk = 4,8 m
Chiều cao mạn D = 2,27 m
Chiều chìm trung bình d = 1,6 m
Cơng suất N = 340 CV
Lượng chiếm nước W = 69 tấn
Hệ số đầy mặt đường nước (α) Cw = 0,85 Hệ số đầy mặt cắt ngang (β) Cb = 0,648
Hệ số đầy thể tích (δ) CM = 0,914
4.2. XỬ LÝ ĐƯỜNG HÌNH TÀU KHẢO SÁT
4.2.1. Dựng các đường sườn trong phần mềm Autocad 4.2.1.1. Dựng các đường sườn tàu dạng 2D trong Autocad 4.2.1.1. Dựng các đường sườn tàu dạng 2D trong Autocad
Dựa vào bảng tọa độ các đường sườn đã đo đạc được từ mẫu tàu khảo sát thực tế, tiến hành dựng các đường sườn dạng 2D trong phần mềm Autocad:
+ Dựng đường dọc tâm, đường cơ bản của tàu khảo sát. Vẽ các đường thẳng song song với đường cơ bản và cĩ cao độ bằng cao độ các mặt đường nước mà ta tiến hành khảo sát, đo đạc ngoài thực tế.
+ Vẽ đường thẳng giới hạn chiều rộng và chiều cao cao tại sườn đang vẽ (đường trên cùng).
+ Đặt tung độ các mặt đường nước tương ứng lên các đường thẳng vừa vẽ. + Nối các điểm lại với nhau và tiến hành điều chỉnh cho sườn cong trơn.
Hình 4.17: Dựng các đường sườn dạng 2D trong phần mềm Autocad
Do khơng thể tránh được các sai số trong quá trình đo đạc nên hình dáng của các đường sườn dựng theo bảng các giá trị tọa độ đo được nĩi trên sẽ khơng trơn đều, vì thế cần tiến hành chỉnh trơn và điều chỉnh lại bảng số liệu thu thập được.
4.2.1.2. Dựng các đường sườn tàu dạng 3D trong Autocad
Chuyển bản vẽ đường sườn dạng 2D sang dạng mơ hình dạng 3D. Vì các sườn ta dựng trên Autocad 2D được mặt định là nằm trong mặt phẳng Oxy, nên phải đưa các sườn về mặt phẳng Oyz (hoặc song song với mặt phẳng này) và xếp chúng đúng vị trí. Trình tự thực hiện như sau:
- Bước 1: Chọn gĩc nhìn: Từ bản vẽ Autocad 2D vừa dựng, vào mục View → 3D Views → Chọn SE Isometric (chọn gĩc nhìn 3D như trong Lý thuyết tàu):
Hình 4.18: Chọn gĩc nhìn 3D trong Autocad
- Bước 2: Đưa các sườn về song song với mặt phẳng Oyz: Để chuyển tất cả các sườn về song song với mặt phẳng Oyz ta tiến hành 2 lần xoay:
Lần xoay thứ nhất đưa các sườn về song song với mặt phẳng Oxz: Vào mục Modify → 3D Operation → Chọn 3D Rotate → Chọn hết các sườn → Enter → Chọn X → Chọn một điểm gốc bất kỳ (mặt định là điểm (0, 0,0)) → Enter → Chọn gĩc xoay là 90o → Enter. Kết quả xoay lần thứ nhất ta được hình dưới đây:
Hình 4.20: Kết quả sau khi thực hiện soay lần một
Lần xoay thứ 2 cũng làm tương tự như lần xoay thứ nhất nhưng ta lại chọn xoay quanh trục Z. Sau khi xoay lần thứ 2 ta được hình 3.21, lúc này các sườn đã song song với mặt phẳng Oyz.
Hình 4.21: Kết quả sau khi thực hiện soay lần hai
- Bước 3: Sắp xếp lại vị trí các sườn theo đúng chiều dài của tàu, vẽ thêm các đường sống mũi, mép mạn, boong chính… Sau đĩ đưa gốc tọa độ O(0,0,0) về đúng vị trí sườn giữa của tàu (cĩ thể dùng lệnh Move hoặc lệnh chuyển hệ tọa dộ UCS).
- Bước 4: Lưu và xuất file mơ hình Autocad 3D vừa tạo sang dạng file.dxf đểImport vào Autoship phục vụ cho cơng tác tiếp theo: Vào mục File → Save As → Chọn vị trí lưu và đặt tên dự án là “TauluoivayNT”, chọn kiểu file lưu là.dxf → OK.
4.2.2. Dựng mơ hình vỏ tàu trong Autoship
Sau khi dựng xong khung sườn 3D trong Autocad, tiến hành nhập file Autocad vào mơđun Autoship để dựng mơ hình bề mặt tàu:
4.2.2.1. Tạo1 file dự án mới trong Autoship: theo thứ tự sau
- Chọn mục File - New → Setting – Units → chọn đơn vị Meter và tones → OK. - Chọn mục Setting – Preferences → Coordinate system → Engineer/Scientific → OK.
- Chọn file – save, trong hộp hộ thoại Project Info nhập tên dự án, ví dụ: “TauluoivayNT” → OK → xuất hiện hộp hội thoại Save Project → nhập
“TauluoivayNT” → OK.
4.2.2.2. Nhập hình dạng 3D của đường sườn vào phần mềm Autoship
- Các đường sườn dạng 3D đã dựng trong phần mềm Autocad và được lưu dưới dạng file.dxf sẽ được nhập vào trong phần mềm Autoship theo trình tự sau:
- Trong phần mềm Autoship, chọn mục File – Import – DXF làm xuất hiện hộp thoại Import dxf.
- Chọn các tùy chọn cĩ trong hộp Import dxf như mơ tả trên hình 1 và nhấn OK. Sau đĩ tìm đường dẫn tới file vẽ đường sườn 3D đã lưu cĩ đuơi.dxf “TauluoivayNT” và nhấn nút Open.
Hình 4.24: Khung sườn 3D của tàu khảo sát sau khi import vào Autoship. Sau khi được Import, Autoship sẽ tự động gán các tên mặc định cho các đường sườn. Để thuận tiện trong việc quản lý, thao tác nên đổi tên lại các đường sườn bằng cách:
- Chọn sườn cần đổi tên bấm vào mục Set Object Attributes, hộp thoại Attributes hiện lên, đối tượng ta cần đổi tên đã được chọn sẵn, ta chỉ cần bấm vào mục Properties → đổi tên mới sau đĩ bấm OK (ta cũng cĩ thể đổi luơn màu các đối tượng trong mục này).
Hình 4.25: Hộp hội thoại đổi tên lại các đường trong Autoship.
Ví dụ đặt tên như sau: suon 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 9,5 ; songmui, mepman, tương ứng các sườn ở phía mũi, sườn 4 ; 3 ; 2 ; 1,5 ; 1; 0,5 ; 0; vách đuơi tương ứng các sườn nằm ở phía đuơi tàu.
4.2.2.3. Xĩa bớt các điểm control của các đường sườn.
Các đường sườn sau khi Import từ Autocad sang Autoship sẽ cĩ rất nhiều điểm Control. Điều này sẽ làm cho việc tạo và chỉnh trơn bề mặt gặp rất nhiều khĩ khăn nên cần tiến hành bỏ bớt các điểm control bằng cách: tạo 1 bản copy của đường muốn bỏ bớt các điểm Control → chọn đường muốn bỏ bớt điểm control → nhấn Edit → Chọn những điểm control ở giữa muốn bỏ bớt → nhấn chuột nút Delete → di chuyển các điểm control cịn lại ở giữa sao cho đường cong trùng với biên dạng của đường copy (3.26). Tiến hành cho tất cả các đường.
Hình 4.26: Xĩa điểm control trong Autoship.
4.2.3. Dựng mặt mũi tàu và chỉnh trơn
Sau khi tiến hành xong các bước trên, tiến hành dựng bề mặt vỏ tàu theo trình tự sau:
- Nhấn chọn Creat Mode → Create Surface → xuất hiện hộp hội thoại Creat Surface. Trong hộp hội thoại Create Surface, chọn thẻ Loft → nhập vào ơ Surface name tên mặt, ví dụ “Mat mui tau” → chọn những đường sườn để dựng mặt đi qua các đườn sườn ở đây chọn các đườn sườn gồm “ suon5 ; suon6 ; suon7 ; suon8 ; suon8,5 ; suon9 ; suon9,5 ; song mui” → ok.(3.27)
Hình 4.27: Hộp hội thoại Create Surface trong Autoship.
- Sau khi dụng mặt mũi tàu, nhập khoảng cách sườn trong Autoship và để thuận lợi cho việc chỉnh trơn, nhập khoảng cách sườn trong Autoship trùng với khoảng cách sườn trong Autocad bằng cách chọn mục Setting – contours: nhập các giá trị Station (sườn), Buttocks (cắt dọc), Waterlines (đường nước) như hình 4.28, hình 4.29 và hình 4.30.
Hình 4.28: là hộp thoại nhập khoảng giữa cách sườn, trong đĩ sử dụng tới 9 mặt cắt cho mỗi phần mũi (tiện cho việc theo dõi độ trơn của bề của tàu khi hiệu chỉnh).
Hình 4.28: Hộp hội thoại nhập các khoảng sườn.
Hình 3.29 là hộp thoại dùng nhập khoảng cách giữa các mặt cắt dọc, trong đĩ sử dụng 5 mặt cắt dọc với khoảng cách giữa các mặt cắt dọc là 500 mm.
Hình 3.30 là hộp thoại nhập khoảng cách giữa các mặt đường nước, với 6 đường nước và khoảng cách giữa các mặt đường nước là 500 mm.
Hình 4.30: Hộp hội thoại nhập các mặt đường nước.
Sau khi dựng xong bề mặt mũi tàu, tiến hành chỉnh trơn bề mặt này bằng cách di chuyển các điểm control nằm trên các hàng và các cột của bề mặt mũi này cho đến khi những đường sườn, đường cắt dọc và đường nước của đường hình tàu khảo sát là đường trơn đều. Trong quá trình chỉnh trơn, nên bật contours để dễ quan sát (hình 3.31, 3.32).
Hình 4.31: Dịch chuyển các hàng và cột của mặt mũi tàu.
4.2.4. Dựng bề mặt đuơi tàu và chỉnh trơn.
Tương tự phần mũi tàu, tiến hành dựng phần đuơi tàu theo trình tự sau:
Chọn Creat Mode – Create Surface → Chọn thẻ Loft → nhập vào ơ Surface