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 Name tên bề mặt, ví dụ ví dụ “Mat đuoi tau” → chọn những đường sườn để dựng mặt đi qua các đườn sườn ở đây chọn các đườn sườn gồm “ suon5 ; suon4 ; suon3 ; suon2 ; suon1,5 ; suon1 ; suon0 ; vach duoi” → ok (hình 3.33).
Hình 4.33: Hộp thoại tạo mặt đuơi tàu.
Nhập các khoảng sườn phần đuơi tàu tương tự theo cách tương tự đã làm ở mặt mũi tàu. Bật nút contours để hỗ trợ việc chỉnh trơn và dịch chuyển các hàng các cột của bề mặt đuơi tàu cho tới khi các đường nước, cắt dọc và các sườn đều như hình 3.34.
Hình 4.34: Các hình chiếu mặt đuơi tàu sau khi chỉnh trơn.
4.2.5. Dựng mặt vách đuơi tàu
Sau khi dựng xong mặt mũi và đuơi tàu, ta tiến hành tạo mặt vách đuơi tàu theo trình tự sau:
- Dựng một đường embeb cĩ tên “duong vach duoi embed” trên mặt đuơi tàu bằng cách chọn Create Mode Create → Create Curve → Embedded→ Chọn cách mục như hình …
Hình 4.36: Hộp hội thoại Create Curve.
- Chia “duong vach duoi embed” vừa vẽ thành 2 phần tại điểm Knucle giới hạn giữa đáy và mạn tàu bằng lệnh Split và đặt tên đường bên mạn là “duong vach duoi embed tren”, đường phía dưới là “duong vach duoi embed duoi”.
Hình 4.37: Cắt 1 đường thành 2 đường riêng.
- Dựng “ duong tam vach duoi” bằng cách chọn Create Mode – Create Curve →Nhập tọa độ điểm đầu trùng với tọa độ điểm mút dưới của “duong vach duoi embed” và điểm kết thúc cĩ cao độ và hồnh độ bằng điểm mút trên của “duong vach duoi embed”, tung độ cả 2 điểm này bằng 0.
Hình 4.38: Hình ảnh tạo mặt đuơi tàu.
- Tiến hành tạo mặt vách đuơi tàu bằng cách chọn Create Mode – Create Surface - chọn mặt Sweep như hình sau → OK (hình 2.39).
Hình 4.40: Kết quả sau khi tạo xong mặt đuơi.
4.2.6. Tiến hành phĩng tàu theo kích thước đã chọn
Vì kích thước con tàu đo đạc và vẽ hoàn thiện trên Autoship cĩ kích thước rất ngắn nên ta tiến hành scale con tàu đấy lên đúng với các kích thước đã chọn, các bước làm như sau:
- Tạo nhĩm (group) bao gồm các mặt mũi tàu, đuơi tàu và vách đuơi tàu khơng chọn ky và sỏ mũi tàu, bằng cách chọn Edit – Attributes → chọn mặt mũi tàu, mặt đuơi tàu, mặt vách đuơi tàu → OK. → chọn Arrange – Group → đặt tên cho Group → OK.
Hình 4.42: Kết quả sau khi tạo nhĩm.
Hình 4.43: Hộp hội thoại scale.
- Chọn tỷ lệ như trên hình rồi nhấn ok ta sẽ được con tàu cĩ kích thước ta đúng theo lựa chọn.
4.2.7. Điều chỉnh các hệ số hình dáng
Sau khi đã phĩng tàu theo kích thước mới nhưng các hệ số hình dáng con tàu sẽ vẫn như cũ khơng giống với số liệu ta đã chọn nên cần phải điều chỉnh lại cho giống. Việc điều chỉnh khơng cĩ cách nào khác là dịch chuyển các điểm control. Trong quá trình dịch chuyển dẫn đến vỏ tàu sẽ khơng cịn trơn đẹp cần phải chỉnh trơn. Quá trình đĩ đan xen tiếp diễn đến khi đạt được hệ số hình dáng mình mong muốn.
Muốn biết được các hệ số hình dáng của tàu ta tạo nhĩm (group) rồi nhấn chuột vào biểu tượng chữ H → ghi chiều cao thiết kế vào mục Depth → chọn mục Group ta được hình sau.
Hình 4.44: Hộp hội thoại sau khi chọn mục group. Tiếp đĩ nhấn Ok → Update ta được tất cả các số liệu về tàu mình.
Hình 4.45: Các số liệu về con tàu.
Để tiện cho việc chỉnh trơn, ta sẽ giữ lại bảng của các số liệu về con tàu. Ta tiến hành Ungroup sau đĩ điều chỉnh các điểm control và các hệ số sẽ thay đổi và khi nào ta thấy trên bảng cĩ các hệ số đạt theo yêu cầu là hồn chỉnh.
Hình 4.46: Phương pháp điều chỉnh các hệ số Cuối cùng ta đạt được con tàu hợp lý nhất.
Sau khi hồn thiện toàn bộ, tiến hình xuất bảng tọa độ đường hình tàu theo trình tự như sau:
- Tạo nhĩm (group) bao gồm các mặt mũi tàu, đuơi tàu và vách đuơi tàu bằng cách chọn Edit – Attributes → chọn mặt mũi tàu, mặt đuơi tàu, mặt vách đuơi tàu
→ OK. → chọn Arrange – Group → đặt tên cho Group → OK.
- Xuất bản vẽ đường hình tàu khảo sát bằng cách từ menu chọn File – Export – DXF → đánh dấu chọn các mục trong hộp hội thoại Export DXF như hình 2.42
→ OK. Bản vẽ đường hình xuất ra nằm ở phụ lục cuối đề tài.
Hình 4.47: Hộp hội thoại xuất bản vẽ từ Autoship sang Autocad.
Xuất bảng tọa độ đường hình tàu khảo sát bằng cách chọn Report – Create – Offsets → nhập giá trị Tolerance trong hộp thoại Offset Tale là 1 → OK.
Sau khi xuất Autoship ra bảng trị số tuyến hình và bản vẽ tuyến hình, ta tiến hành chỉnh sửa và thêm vào các đường lưới. Kết quả cuối cùng ta được bản vẽ sau:
4.3.1. Xác định kích thước kết cấu tàu.
4.3.1.1. Tính tốn kết cấu theo yêu cầu quy phạm
Quá trình tính tốn, thiết kế quy cách một số kết cấu chính của tàu theo yêu cầu của quy phạm phân cấp và đĩng tàu cá biển TCVN-6718:2002 của Đăng kiểm tàu Việt Nam cụ thể như sau.
1. Ky chính
Theo yêu cầu quy phạm, ky chính hay sống đáy dưới phải là sống liền và nếu khơng thể làm được sống liền thì cĩ thể sử dụng được sống đáy nối đơi và mối nối các đoạn sống phải là mối nối gài. Diện tích tiết diện của các sống dọc tàu nĩi chung và ky chính (sống đáy dưới) nĩi riêng khơng được nhỏ hơn bản trị số trong bảng A1:
Bảng 4.5: Bảng A1- Diện tích tiết diện các cơ cấu (cm2) Chiều dài tàu (m) Sống đáy dưới Sống đáy trên Tổng diện tích Sống mũi sống đuơi Thanh kề sống đuơi L ≤ 18 342 210 552 342 196 18 ≤ L ≤ 20 400 341 741 400 256
Từ đĩ ta tiết diện ngang khơng được nhỏ hơn 552 cm2 vậy ta chọn sống chính cĩ kích thước 250mmx250mm cĩ tiết diện ngang 784 cm2.
2. Sống mũi
Theo yêu cầu quy phạm, sống mũi phải được làm liên tục.Theo bảng A1 thì diện tích tiết diện ngang của sống mũi khơng được nhỏ hơn 342 cm2, kích thước sống mũi ở chân và đỉnh sống mũi khơng được nhỏ hơn trị số cho bảng sau:
Bảng 4.6: Quy cách sống mũi. Chiều dài tàu
L (m)
Chiều rộng chiều cao của tiết diện chân sống mũi (mm)
Chiều rộng, chiều cao của tiết diện đỉnh sống mũi (mm) 12 125 105 14 140 115 16 160 125 18 175 140 20 195 150 22 210 160
Do tàu tính tốn cĩ chiều dài 15,8 m nên cĩ thể tính chọn được quy cách sống mũi là 350x350 mm cĩ diện tích tiết diện ngang là 1225 cm2
3. Sống đuơi
Theo yêu cầu quy phạm, sống đuơi phải là thanh liền chỉ cĩ mối nối với sống đáy, tiết diện sống đuơi khơng được nhỏ hơn trị số trong bảng A1, làm bằng gỗ tấm cĩ tiết diện hình chữ nhật, sống đuơi cĩ kích thước 140x240mm.
4. Sống dọc hơng, đáy và mạn
Theo yêu cầu quy phạm, quy cách của sống dọc hơng đáy và mạn, khơng được nhỏ hơn trị số cho ở bảng A2:
Bảng 4.7: Quy cách thanh dọc đáy, hơng, mạn. Chiều dài tàu
L (m)
Diện tích thanh dọc đáy (cm2)
Chiều dày thanh dọc hơng (cm)
Diện tích thanh dọc mạn (cm2)
L ≤ 18 110 4,5 -
18 ≤ L ≤ 20 145 5,5 150
Như vậy theo yêu cầu của quy phạm thì chiều dày sống dọc hơng khơng nhỏ hơn 4,5 cm. Nhưng do tàu thiết kế khơng cĩ sống dọc đáy và sống dọc hơng.
5. Đà ngang đáy
Theo yêu cầu quy phạm, kích thước của tiết diện đà ngang đáy khơng được nhỏ hơn trị số cho ở bảng sau: