Chương 13: Kiểm tra độ bền chung thân tàu Để kiểm tra độ bền chung của thân tàu ta tiến hành kiểm tra các giá trị sau: - Kiểm tra giá trị ứng suất pháp và ứng suất tiếp do uốn.. - Kiểm
Trang 1Chương 13: Kiểm tra độ bền chung
thân tàu
Để kiểm tra độ bền chung của thân tàu ta tiến hành kiểm tra các giá trị sau:
- Kiểm tra giá trị ứng suất pháp và ứng suất tiếp do uốn
- Kiểm tra theo giá trị ứng suất tổng
- Kiểm tra theo giá trị mômen tới hạn
Ở đây ta chỉ kiểm tra độ bền dọc theo giá trị mômen tới hạn
Điều kiện kiểm tra sức bền chung thân tàu theo mômen giới hạn:
Mmax Mgh
Trong đó:
Mmax = 140.2 (tấn.m) mômen lớn nhất xuất hiện trong mặt cắt ngang
Mgh = ch* W c
Trong đó :
ch giới hạn chảy của vật liệu của mép ngoài cùng (trên hay dưới của các kết cấu trong mặt cắt kiểm tra)
Wc: môđun đàn hồi chống uốn nhỏ nhất của dầm tương đương tại mặt cắt kiểm tra xác định trog trường hợp xuất hiện ứng suất bằng giới han chảy vật liệu trong các kết cấu cách xa trục trung hòa nhất
Trang 2Giá trị ch và Wc được tính cho 2 trường hợp:
- trường hợp tàu tàu bị võng bụng: Mgh được tính với giả thiết boong trên cùng chịu nén với ứng suất bằng giới hạn chảy của vật liệu
- trường hợp tàu ưỡn bụng: Mgh được tính với giả thiết boong trên cùng chịu kéo với ứng suất bằng giới hạn chảy của vật liệu
Do sự phân bố ứng suất trong các khung sườn xà cứng là tuyến tính nên có thể viết:
ax
i
m
z z
Trong đó: Zmax- là khoảng cách từ boong cao nhất đến trục trung hòa
Zi – khoảng cách tính từ chi tiết thứ I đến trục trung hòa
Tiến hành so sánh ứng suất tính theo công thức trên, ứng suất tới hạn ơle cho từng chi tiết kết cấu để xác định hệ số tham gia
E
Trong đó nếu E [ ] thì lấy =1
Quá trình tính hệ số tham gia của chi tiết mất ổn định có thể thực hiện như bảng sau:
Bảng 3.10 Bảng tính hệ số tham gia
Trang 3Ứng suất 1 (kg/cm2)
Hệ số tham gia E
ST
T
Số chi tiết
cần tính hệ
số tham gia
Diện tích hiệu chỉn
h F (cm2 )
Khoả
ng cách đến trục trung hòa Zi (m)
Boon
g bị kéo
Boon
g bị nén
E
kg/c
m2 Boon
g bị kéo
Boon
g bị nén
7 4600 13000 0.7836 0.3538
3 Xà dọc hầm
boong 128 1.06 11565 5262 13000 0.8965 0.4049
5
5
526 2
1300 0
0.89 65
0.404 9
7
450 0
1300 0
0.78 36
0.353 8
Bảng 3.11 Bảng tính mômen chống uốn
STT Tên chi tiết
Diện tích hiệu chỉnh
F (cm2)
Hệ số tham gia
Hiệu chỉnh diện tích F(
-1) (cm2)
Khoảng cách đến trục trung hòa z m
Mômen tĩnh (5)(6) m.cm2
Mômen quán tính (6)(7)
m2.cm2
1 Ky chính 576 0.3538 372.2- 1.354 -503.9 -682.36 2
Sống
dọc
hông
192 0.3443
-125.9
1.124
-141.5 -159.06
Trang 4Xà dọc
hầm
hàng
126 0.4017
-75.39
1.186
-89.41 -106.04
4 Xà dọc boong 128 0.4049 76.17- 1.046 -79.67 -83.339
5 Ván boong 112.5 0.4049 66.95- 1.186 -79.4 -94.172
7 Thanh đỡ
8 Bổ viền
trên
-83.76
1.086
-90.96 -98.786
9 Bổ viền
dưới
-104.7
0.666
-69.73 -46.44
Sự thay đổi của trục trung hòa: 1
1 1
B Z C
1396 1.176
1157
Mômen quán tính của mặt cắt đối với trục trung hòa mới:
1 1
1
1396
1157
B
I C
A
-1.36(m2.cm2) Môđun chống uốn nhỏ nhất:
c
1 ax
W
m
I
Z
44.2
1.35
=-32.74 (m2.cm2)
Z1max = 1.35 : khoảng cách xa nhất so với trục trung hòa
Kiểm tra theo mômen giới hạn cần phải so sánh giá trị Mgh với các giá trị mômen uốn lớn nhất khi tàu nằm trên đỉnh sóng hay đáy sóng
Trang 5Mgh = ch.Wc = 5360* (-1.36) = -7289.6 (tấn.m)
Ta có Mmax = 140.2 (tấn.m)
Suy ra ta có hệ số giới hạn bền cả trên đỉnh sóng và đáy sóng là:
nđỉnh = Mgh/Mmax = 7289.6/98.28 = 74.17
nđáy = Mgh/Mmax = 7289.6/140.2 = 51.99
** Kết luận: Qua quá trình tìm hiểu và giải quyết bài toán tính sức bền chung thân tàu tôi thấy con tàu đủ bền trong điều kiện hoạt động nguy hiểm nhất
