Ứng dụng chương trình RDM trong phân tích kết cấu thân tàu, chương 14 pdf

Xây dựng mô hình tính kết cấu Mặt cắt ngang tàu tính toán gồm nhiều chi tiết kết cấu liên kết chặt chẽ với nhau bằng mối liên kết hàn, tạo nên một tổ hợp kết cấu rất phức tạp.. Nếu chún

Chương 14: TÍNH KHUNG SƯỜN

NGANG 3.6.1 Xây dựng mô hình tính kết cấu

Mặt cắt ngang tàu tính toán gồm nhiều chi tiết kết cấu liên kết chặt chẽ với nhau bằng mối liên kết hàn, tạo nên một tổ hợp kết cấu rất phức tạp Nếu chúng ta để nguyên kết cấu như vậy thì việc tính toán độ bền cho khung sườn tàu sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc tạo mô hình tính, đặt lực và thực hiện tính toán Vì vậy

để thuận lợi trong việc tính toán cũng như có thể áp dụng được các phần mềm tính toán thông dụng hiện nay ta cần phải mô hình hóa kết cấu về dạng đơn giản hơn Tuy nhiên việc đưa kết cấu khung sườn tàu từ dạng phức tạp về dạng đơn giản hơn ta phải phản ánh được đầy đủ điều kiện làm việc của kết cấu đang xét

Khung sườn ngang khỏe thực tế của tàu có kết cấu như sau:

Đà ngang đáy dạng tấm có mép dưới hàn với tôn đáy ngoài và mép trên hàn với tôn đáy trên Sườn mạn khỏe là thép chữ T được hàn với tôn mạn, đầu trên hàn với xà ngang boong, đầu dưới hàn với đà ngang đáy và tại vị trí hàn nối có mã gia cường Xà ngang boong nối vào xà dọc và kết cấu cứng của miệng hầm hàng

Trong mô hình tính ta bỏ qua độ cong tôn hông để góc giữa khung dàn đáy và mạn là vuông hoặc gần vuông, đồng thời góc bẻ này là giao điểm hai trục trung hòa của sườn và đà ngang đáy Mỗi

đoạn của mô hình khung phẳng nói trên được xét dưới dạng dầm phẳng, có chiều dài bằng khoảng cách tính từ vị trí trục trung hòa của thanh này đến vị trí trung hòa của thanh đối diện và có đặc điểm hình học gồm nẹp gia cường và mép tôn kèm tính riêng cho từng dầm thành phần Các nút liên kết khung xem như không di động, đồng thời do mã hông có độ cứng đảm bảo nên góc giữa đà ngang và sườn mạn hay giữa sườn mạn và boong không đổi trong quá trình làm việc Đặc điểm liên kết tại các gối đỡ khung sườn được xác định tùy thuộc vào độ cứng tương đối giữa các kết cấu khung dàn đáy, khung dàn mạn, khung dàn boong và miệng hầm hàng… trong đó mạn tàu với kết cấu đủ cứng vững có thể xem như

là gối tựa cho những đà ngang đáy, còn thành miệng hầm hàng rất cứng lại được xem như là gối tựa cho kết cấu boong

Xác định điều kiện liên kết:

- Do độ cứng của sống chính lớn hơn nhiều so với độ cứng của đà ngang đáy nên tại nút liên kết chỉ cho phép chuyển vị theo phương của lực tác dụng còn các chuyển vị khác đều bằng 0 (D x    0 ;D y  0)

- Vị trí giao giữa đà ngang đáy với sườn và sườn với xà ngang boong thì coi như là nút tự do như điều kiện liên kết thực tế của nó

- Tại các nút liên kết còn lại như vị trí giao của các sống phụ với đà ngang đáy, sườn với các xà dọc mạn ta sẽ áp đặt điều kiện

biên là cố định chuyển vị theo phương của lực tác dụng, các chuyển vị còn lại thì tự do, tương ứng với gối di động

- Tại nút liên kết của xà ngang boong cụt với sống dọc boong

và với sườn thì ta coi đây là các liên kết gối di động

3.6.2 Xác định tải trọng tác dụng.

Mô hình tải trọng tác dụng nên khung sườn ngang được minh họa cụ thể trên hình 3.22 trong mục 3.5

1,7 m

1,6 m 1,6 m

2,2 m 0,5 (t/m) 0,46 (t/m) 0,47 (t/m)

Hình 3.28 Mô hình tải trọng tác dụng trong một khoảng sườn.

3.6.3 Kết quả tính bằng RDM.

Từ kết quả phân tích độ bền cục bộ các khung dàn ở trên ta nhận thấy rằng các kết cấu dầm của khung sườn tại vị trí sườn 73

và 81 là các dầm chịu ứng suất uốn lớn nhất Do đó ta có thể chọn một trong hai khung sườn nói trên để phân tích độ bền cục bộ, trong bài toán dưới đây tôi chọn khung sườn 73 Các giá trị tải trọng tác dụng lên từng kết cấu của khung sườn sẽ được lấy đúng bằng giá trị tải trọng tác dụng lên các kết cấu đó như khi tính cho khung dàn phần trên (hình 3.28)

2,2 m 1,5 m

1,6 m 1,6 m

2,2 m

2,78 (t/m)

2,6 (t/m) 1,85 (t/m)

1,2 (t/m)

Hình 3.29: Mô hình solid

Hình 3.30: Mặt cắt ngang kết cấu khung sườn ngang 73

Bảng 3.8: Kích thước của tiết diện khung sườn ngang 73

Kích thước

(mm)

tw 8 8 10

Hình 3.31: Tải tác dụng và điều kiện biên.

Hình 3.32: Mặt cắt ngang của các kết cấu thành phần.

Hình 3.33: Biến dạng của kết cấu khung sườn ngang.

Hình 3.34: Biểu đồ lực cắt trong khung sườn ngang.

Hình 3.35: Biểu đồ mô men uốn trong khung sường ngang.

Hình 3.36: Biểu đồ ứng suất pháp trong khung sườn ngang.

Từ kết quả tính bằng phần mền RDM ta nhận thấy rằng giá trị ứng suất uốn lớn nhất tại đáy, đặt tại vị trí giao giữa sống phụ 2

và đà ngang đáy có giá trị:

83 , 17



u

 u

u 

 

 =19,2 MPa, nên kết cấu đủ bền