So sánh kết quả tính tay đòn ổn định bằng phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng

Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy Tên đề tài: “So sánh kết quả tính tay đòn ổn định theo các phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng”.. Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy Tên đề tài: “So

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS-TS NGUYỄN QUANG MINH

NHA TRANG - NĂM 2011

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên SV : Phạm Chí Tín Lớp : 49 ĐT-1

Ngành: Đóng Tàu Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy

Tên đề tài: “So sánh kết quả tính tay đòn ổn định theo các phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng”

Số trang: 72 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 07

Hiện vật: Toàn bộ đề tài gồm có: + 02 cuốn báo cáo tốt nghiệp

+ 02 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

Nha Trang, ngày …… tháng…… năm 2011

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên)

PGS.TS Nguyễn Quang Minh

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên SV : Phạm Chí Tín Lớp : 49 ĐT-1

Ngành: Đóng Tàu Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy

Tên đề tài: “So sánh kết quả tính tay đòn ổn định theo các phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng”

Số trang: 72 Số chương: 04 Số tài liệu tham khảo: 07

Hiện vật: Toàn bộ đề tài gồm có: + 02 cuốn báo cáo tốt nghiệp

+ 02 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện:

Nha Trang, ngày …… tháng …… năm 2011

(Ký và ghi rõ họ tên) ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

Nha Trang, ngày …… tháng …… năm 2011

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

- Tính tay đòn ổn định cho tàu theo các phương pháp

- Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp Tính tay đòn ổn định và so sánh kết quả tính tay đòn ổn định tàu theo các phương pháp

- Mục đích tìm hiểu phương pháp tính tay đòn ổn định, xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp và khắc phục sai số để giải quyết bài toán ổn định chính xác hơn

2 Nội dung thực hiện

+ Các phương pháp tính tay đòn ổn định đặc trưng

- Cơ sở lý thuyết các phương pháp tính tay đòn ổn định và tính toán tính tay đòn ổn định theo các phưong pháp lựa chọn

+ Cơ sở lý thuyết của các phương pháp

+ Các thuật toán

+ Lựa chọn tàu mẫu

+ Xây dựng đồ thị tính nổi tỏng hợp cho tàu mẫu

+ Tính toán tay đòn ổn định

- Kết quả tính toán tay đòn ổn định

+ Kết quả tính của từng phương pháp

+ Phân tích kết quả tính của từng phương pháp

+ So sánh kết quả tính của từng phương pháp

+ Nhận xét, kết luận, đề xuất ý kiến

3 Kế hoạch thực hiện

- Đặt vấn đề: Thời gian (15/03/2011 - 25/03/2011)

+ Nghiên cứu lý thuyết ổn định

- Tính toán tay đòn ổn định theo các phương pháp: Thời gian ( 26/03/2011 – 20/05/2011)

+ Cơ sở lý thuyết của các phương pháp tính Thời gian (26/03/2011 - 15/04/2011)

+ Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp cho tàu mẫu (16/04/2011 -

15/05/2011)

+ Tính toán tay đòn ổn định theo các phương pháp lựa chọn Thời gian (16/5/2011 – 20/5/2011)

- Kết quả Thời gian (21/05/2011 - 30/05/2011)

+ Phân tích,so sánh kết quả của các phương pháp Thời gian

(21/05/2011 - 25/05/2011)

+ Nhận xét, kết luận, đề xuất ý kiến Thời gian (25/05/2011 -

30/05/2011)

- Hoàn chỉnh bản thảo Thời gian ( Trước ngày 15/06/2011)

Nha Trang, ngày 15 tháng 03 năm 2011

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS- TS Nguyễn Quang Minh Phạm Chí Tín

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian hơn ba tháng thực hiện đề tài, cùng với sự cố gắng của bản

thân đến nay đề tài của tôi là: “So sánh kết quả tính tay đòn ổn định theo các phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng” đã hoàn thành

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy, cùng toàn thể các quý Thầy, Cô trong bộ môn Đóng Tàu đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này

Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Quang Minh, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và các bạn bè của tôi, những người đã tạo mọi điều kiện cho tôi ăn học, đã luôn bên tôi giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hện đề tài này

Tôi xin chân thành biết ơn!

Nha Trang, tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Phạm Chí Tín

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP iii

LỜI CẢM ƠN v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 3

I.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐÓNG TÀU 3

I.1.1 Tình hình chung về ngành đóng tàu 3

I.1.2 Tiềm năng phát triển ngành đóng tàu của việt nam 3

I.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA TÍNH ỔN ĐỊNH 3

I.2.1 Ổn định, tính năng cần thiết của tàu thủy 3

I.2.2 Phương pháp tính tay đòn ổn định 4

I.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 6

I.4 GIỚI HẠN NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 7

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH 9

II.1 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT 9

II.1.1 Bản vẽ đường hình lý thuyết tàu .9

II.1.2 Các kích thước chủ yếu của tàu 9

II.1.2.1 Các yếu tố thuộc về các mặt đường nước (MĐN) của tàu .9

II.1.2.2 Các yếu tố thuộc về các mặt cắt ngang (MCN) của tàu .11

II.1.2.3 Các yếu tố thuộc về thể tích chiếm nước .13

II.2 ĐỒ THỊ TÍNH NỔI TRUYỀN THỐNG .15

II.2.1 Đồ thị tĩnh thủy lực .15

II.2.2 Đồ thị Boongien .16

II.2.3 Đồ thị Phiaxop 16

II.3 Các biểu thức tổng quát tính tay đòn ổn định tàu thuỷ .18

II.4 Tiêu chuẩn ổn định 21

II.4.1 Tiêu chuẩn vật lý .21

II.4.2 Tiêu chuẩn thống kê .21

II.5 Các phương pháp tính tay đòn ổn định điển hình .22

II.5.1 Phương pháp tính tay đòn ổn định của Viện Sỹ Crưlôp .23

II.5.2 Phương pháp tính tay đòn ổn định theo Giáo sư Vlaxop .26

II.5.3 Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp theo đề nghị của PGS TS Nguyễn Quang Minh 29

II.5.3.1 Các yếu tố của đồ thị tính nổi tổng hợp và tính toán .29

II.5.3.2 Phương pháp tính toán .29

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ TÍNH NỔI TỔNG HỢP CHO TÀU CHỞ HÀNG VỎ THÉP 53000 TẤN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỒ THỊ TÍNH NỔI TỔNG HỢP 41

III.1 Tàu mẫu 41

III.3 Tính và vẽ nhánh trái đồ thị tính nổi tổng hợp .43

III.3.1 Bảng tính toán các giá trị V,y , c z theo các mớn nước 43 c III.3.2.1 Góc nghiêng nhỏ 47

III.3.2.2 Góc nghiêng lớn 48

III.3.3 Dựng đồ thị thành phần 49

III.3.3.1 Góc nghiêng nhỏ 49

III.3.3.2 Kết hợp góc nghiêng nhỏ và góc nghiêng lớn .51

III.3.4 Đồ thị tính nổi tổng hợp nghiêng ngang .53

III.5 ĐỒ THỊ TÍNH NỔI TỔNG HỢP .54

III.6 MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐỒ THỊ TÌNH NỔI TỔNG HỢP 55

III.6.1 Bài toán thêm bớt tải trọng .57

III.6.2 Bài toán di chuyển tải trọng .58

III.6.3 Bài toán tính tay đòn ổn định 59

III.6.3.1 Thực trạng về các phương pháp tính tay đòn ổn định tàu thủy .59

III.6.3.2 Tính tay đòn ổn định theo đồ thị tính nổi tổng hợp .60

III.6.3.3 Tính tay đòn ổn định theo phương pháp Vlaxop .62

CHƯƠNG IV: SO SÁNH, KẾT LUẬN VÀĐỀ XUẤT Ý KIẾN 67

IV.1 SO SÁNH KẾT QUẢ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH 67

IV.1.1 Nhận xét đồ thị tính nổi tổng hợp 67

IV.1.2 So sánh kết quả tính đạt được theo các phương pháp 67

IV.1.2.1 Về mặt phương pháp 68

IV.1.2.2 Về kết quả tính 68

IV.1.2.3 Về khả năng lập trình và ứng dụng công cụ máy tính để tính toán 69

IV.1.2.4 Ứng dụng và triển vọng của các phương pháp 69

IV.1.2.5 Nhận xét chung về các phương pháp 70

IV.2 KẾT LUẬN .70

IV.3 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình II.1: Đường cong diện tích mặt đường nước 10

Hình II.2: Các kích thước chính của tàu .10

Hình II.3: Mặt cắt ngang .12

Hình II.4: Mặt cắt ngang .12

Hình II.5: Thể tích chiếm nước .14

Hình II.6: Đồ thị tĩnh thủy lực .15

Hình II.7: Đồ thi Bonjean 16

Hình II.8: Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên tàu 19

Hình II.9 : Đồ thị ổn định Read 20

Hình II.10 : Mô hình tính ổn định theo Viện Sỹ Crưlôp 23

Hình II.11 : Xác định vết MĐN thể tích 25

Hình II.12 : Sơ đồ bài toán thuận và bài toán nghịch trong nghiên cứu ổn định tàu 26 Hình II.13 : Đồ thị Vlaxop 27

Hình II.14: Tính toán các yếu tố diện tích mặt cắt ngang 28

Hình II.15: Các trường hợp nghiêng dọc 30

Hình II.16: Khảo sát trường hợp nghiêng ngang 30

Hình II.17: MCN sườn số 8, mớn nước T tr= ĐN 8000, T ph= ĐN 16000 34

Hình II.18: MCN sau khi đã xén bỏ phần trên mớn nước 34

Hình II.19: Đường cong phân bố diện tích MCN 36

Hình II.20: Đường cong phân bố momen diện tích MCN đối với trục Oy 36

Hình II.21: Đường cong phân bố diện tích MCN đối với trục Oz 37

Hình II.22: Các mớn nước nghiêng ngang giả định 39

Hình II.23: Mớn nước nghiêng ngang ở góc nghiêng lớn giả định 40

Hình III.1: Mô hình minh họa thay đổi tải trọng .57

Hình III.2 : Mô hình minh họa di chuyển tải trọng 58

Hình III.3: Ổn định tĩnh .59

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta có đường bờ biển từ Bắc tới Nam với hàng ngang hòn đảo lớn nhỏ khác nhau, với một vùng biển Đông rộng lớn, đó không chỉ là nơi khai thác và phát huy ngành kinh tế biển của đất nước đã và đang được Đảng và nhà nước quan tâm

mà đó còn là chủ quyền, tài sản quý giá của quốc gia cần phải được bảo vệ Để đáp ứng nguyện vọng này thì ngành công nghiệp tàu thủy là ngành không thể thiếu, đi đôi với ngành là đội ngũ cán bộ làm việc trong ngành và góp phần không nhỏ trong việc phát triển kinh tế và bảo vệ đất nước

Trong những năm qua, đóng tàu nước ta đã có những bước phát triển nhất định, tàu thuyền được dùng làm phương tiện giao thông đường thủy để trao đổi hàng hóa, phục vụ du lịch, quân sự cũng như phục vụ cho việc khai thác, đánh bắt thủy hải sản …

Với môi trường, điều kiện hoạt động của tàu thủy với nhiều yếu tố bên ngoài tác động như: nổi trên mặt nước sông hoặc biển, chịu sóng gió vô cùng phức tạp Thông thường từ trước tới nay, các nhà thiết kế thường sử dụng những công cụ hỗ trợ đắc lực cho tính toán thiết kế đó là các đồ thị truyền thống như: Đồ thị thủy tĩnh,

đồ thị Bonjean, đồ thị phiaxop … Tuy nhiên những đồ thị trên vẫn còn một số hạn chế nhất định

Vấn đề đặt ra là, cần phải có một đồ thị khắc phục được nhược điểm của đồ

thị hiện tại “Đồ thị tính nổi tổng hợp” theo đề nghị của thầy PGS.TS Nguyễn Quang Minh – Trường Đại Học Nha Trang sẽ khắc phục được những nhược

điểm đó Dưới đây tôi xin trình bày về đồ thị tính nổi tổng hợp theo đề nghị của

PGS TS Nguyễn Quang Minh, với đề tài: “So sánh kết quả tính tay đòn ổn định theo các phương pháp lý thuyết và nhờ các đồ thị tính nổi chuyên dụng”, sẽ

cung cấp cho chúng ta một công cụ mới trong tính toán thiết kế Nội dung của đề tài gồm bốn chương:

Chương I: Đặt vấn đề

Chương II: Cơ sở lý thuyết của các phương pháp tính cánh tay đòn ổn đinh

Chương III : Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp cho tàu chở hàng 53000

tấn vỏ thép và ứng dụng của đồ thị tính nổi tổng hợp

Chương IV: So sánh kết quả của các phương pháp, kết luận và đề xuất ý kiến

Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều, kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót và sai số Kính mong được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn

Nha Trang, tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Phạm Chí Tín

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐÓNG TÀU

I.1.1 Tình hình chung về ngành đóng tàu

Một quốc gia muốn phát triển về kinh tế xã hội thì cần phải có sự giao lưu, trao đổi về kinh tế, văn hóa xã hội giữa các vùng miền trong nước và với các quốc gia, khu vực khác nhau trên thế giới Giao thông là hình thức chính trong giao lưu

và trao đổi Ngày nay có rất nhiều loại hình giao thông vận tải đó là đường bộ, đường sắt, đường hàng không, đường thủy Cùng với các loại hình giap thông khác thì đường thủy là loại hình giao thông góp phần quan trọng nhất trong sự phát triển kinh tế hàng hóa của một quốc gia Ngành vận tải biển không chỉ vận chuyển hàng hóa với khối lượng lớn, có thể giao lưu trực tiếp giữa các quốc gia có biển mà nó còn có một vị trí quan trọng trong ngành công nghiệp quốc phòng của một quốc gia Chúng ta cũng sẽ dễ dàng nhận thấy rằng các quốc gia đang đứng đầu thế giới về kinh tế và quốc phòng hiện nay đều là những nước có ngành giao thông vận tải biển phất triển nhất mà cụ thể đó chính là ngành công nghiệp đóng tàu phát triển nhất

I.1.2 Tiềm năng phát triển ngành đóng tàu của việt nam

Qua đó để thấy rằng Việt Nam có những điều kiện thuận lợi về địa lý với đường bờ biển dài, có nhiều cảng nước sâu, đặc biệt là nằm trên đường giao thương biển lớn của thế giới Việt Nam rất có điều kiện để phát triển kinh tế và quốc phòng dựa trên cơ sở của sự phát triển ngành vận tải biển Ngành vận tải biển phát triển được là phải dựa trên cơ sở có một ngành công nghiệp đóng tàu vững mạnh để đủ sức cạnh tranh với các nước khác Bên cạnh đó việc bảo vệ chủ quyền biển đảo luôn

là nhiệm vụ quan trọng của quốc gia Do đó phải đầu tư, chế tạo và khai thác những con tàu có kích thước lớn, trang thiết bị hiện đại và hoạt động trên những vùng biển khác nhau

I.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA TÍNH ỔN ĐỊNH

I.2.1 Ổn định, tính năng cần thiết của tàu thủy

Khi nói về hiệu quả của một con tàu hoạt động trên biển người ta phải nói đến trước tiên đó chính là sự an toàn và làm việc tin cậy của con tàu Tính an toàn ở

đây là tính nổi của tàu và khả năng chống lật của nó Đó chính là bài toán mà các nhà khoa học thuộc ngành thiết kế, chế tạo và khái thác tàu quan tâm nhất

Tàu thủy là công trình nổi hoạt động trong điều kiện phức tạp vì vậy phải sự đảm bảo được các tính năng hàng hải và khai thác khi hoạt động trên biển đó là điều thiết yếu Cho nên trong quá trình thiết kế, tính toán cần chính xác các yếu tố tính nổi và tính ổn định của tàu để đảm bảo cho tàu có khả năng chống lại các tác dụng phức tạp của ngoại lực Vì vậy cần phải có một phương pháp mới chính xác hơn và

có thể áp dụng dễ dàng để xác định kết quả

Ổn định là khả năng tàu có thể khôi phục lại vị trí cân bằng ban đầu khi mômen ngoại lực làm nghiêng tàu khỏi vị trí cân bằng Đây chính là tính năng hàng hải quan trọng đã được nghiên cứu từ xưa tới nay

Ổn định là tính năng không thể thiếu của một con tàu Một con tàu hoạt động

an toàn hay không người ta thường nhắc đến tính ổn định của con tàu đó

Một con tàu khi thiết kế có đảm bảo tính ổn định hay không thì đòi hỏi bài toán ổn định phải được giải quyết thỏa mãn các tiêu chuẩn ổn định

I.2.2 Phương pháp tính tay đòn ổn định

Trước đây, với những khó khăn nhất định trong việc nghiên cứu tìm kiếm các công cụ để giải quyết các vấn đề tính nổi của tàu, các đồ thị tính nổi truyền thống đã trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực, đóng vai trò không thể thiếu trong các modun thiết kế tàu Nhưng chúng ta cũng phải thấy rằng, kết quả nghiên cứu tính nổi của tàu thủy cho đến nay mới chỉ dừng lại ở sự đánh giá khả năng nổi của tàu ở trạng thái thuận lợi nhất, đó là tàu nổi ở trạng thái cân bằng (θ=0 và Ψ=0) Tiến bộ hơn trên cơ sở đồ thị Bonjean và đồ thị Phiaxôp xét ở trạng thái tàu nghiêng thuần túy (θ=0 và Ψ≠0) Trên thực tế, những gì giải quyết được mới chỉ xét đến trường hợp tàu chịu nghiêng dọc đơn thuần, đánh giá sự thay đổi trạng thái nổi của tàu trong các trường hợp thay đổi tải trọng, mới chỉ đưa về sự thay đổi mớn nước trung bình, không thể coi là thoả mãn trong mọi bài toán

Ổn định là một trong những yếu tố mà nhà thiết kế phải đưa vào làm nhiệm

vụ thư và làm thế nào đó để có con tàu có đầy đủ tính năng Dựa vào cơ sở lý thuyết

ổn định phải làm thế nào đó không những đảm bảo khả năng chống lật của tàu mà còn làm tăng tính ổn định cho tàu trong mọi trường hợp Lý thuyết ổn định tàu thủy nghiên cứu các ngoại lực tác dụng lên tàu dưới dạng momen nghiêng làm tàu nghiêng ngang hoặc nghiêng dọc

Các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều phương pháp tính tay đòn ổn định tàu thủy Cho đến nay đã có trên 60 phương pháp tính cánh tay đòn ổn định tàu thủy được các nhà khoa học trên thế giới đề nghị Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tất yếu các nhà khoa học đã và đang tìm ra những phương pháp mói tối ưu hơn nhằm khắc phục những nhược điểm của các phương pháp truyền thống

Trước đây các nhà khoa học tiếp cận bài toán tính tay đòn ổn định theo phương pháp thuận Đối với Giáo sư Vlaxop và PGS TS Nguyễn Quang Minh thì đưa ra hướng tiếp cận mới theo bài toán nghịch:

• Tạo cơ sở để giải quyết bài toán thiết kế tà chủ động theo các yêu cầu đặt ra

• Đồ thị tính nổi tổng hợp thể hiện mối quan hệ giữa các yếu tố hình học và tải trọng trên tàu nó giúp ta giải quyết nhiều vấn đề trong bài toán ổn định

Nhà bác học người Nga, GS Vlaxop đã đưa ra ý tưởng về phương pháp khảo sát trường hợp nghiêng ngang của tàu và đưa ra ba đường cong thông qua việc đề nghị tính và xây dựng đồ thị biến thiên diện tích, và momen tĩnh của phần nữa mỗi mặt cắt ngang theo T Các đường cong cho phép tính khá tiện lợi và chính xác thể tích chiếm nước Vθvà các momen tĩnh M VOy,M VxOy của thể tích đó theo các mặt tọa

độ tương ứng Tuy nhiên cho đến nay ba đường cong Vlaxop dường như không được nhắc đến trong thiết kế tàu mà không rõ lý do

Với cái nhìn tổng quan về các bài toán tính nổi cùng các phương pháp giải truyền thống Ý tưởng đi tìm công cụ mới thể hiện trạng thái nổi của tàu dựa trên đồ thị nghiêng dọc của Phiaxop và đồ thị nghiêng ngang của Vlaxop đã được hình thành Mặc dù hai đồ thị này vẫn còn độc lập nhau và chỉ thể hiện được trạng thái nổi của tàu

Với mục đích tìm công cụ mới, phương pháp mới để xác định trạng thái nổi của tàu PGS TS Nguyễn Quang Minh đã đưa ra một phương pháp mới xây dựng

đồ thị tính nổi tổng hợp dựa trên cơ sở kế thừa và phát triển phương pháp đồ thị Phiaxop và đường cong Vlaxop kết hợp với sử dụng khoa học công nghệ đó là công

cụ AutoCAD trong máy tính

AutoCAD là chương trình ứng dụng dành cho máy tính cá nhân dùng để làm bản vẽ kỹ thuật bằng vectơ 2D hay 3D Ngoài ra, AutoCAD còn có thể tính toán một số đặc tính hình học của vật thể phẳng Do đó, sử dụng phần mềm AutoCAD để tính toán xác định các yếu tố tính nổi của tàu thủy có thể làm giảm được khối lượng tính toán của bài toán đặt ra

I.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đồ thị tính nổi tổng hợp có khả năng giải quyết một số bài toán xác định trạng thái nổi của tàu khi hoạt động.Đồ thị tính nổi nghiên cứu tính toán tính nổi, xét trên nhu cầu của một bên là các vấn đề an toàn, một bên là hiệu quả sử dụng tàu thủy, phải cho phép không chỉ khảo sát định tính và định lượng khả năng nỗi của tàu đối với mọi chế độ tải trọng có thể gặp trong thực tế mà còn kiểm soát và điều khiển tính nổi của tàu khi có nhu cầu

Tính khoa học và thực tiễn của ý tưởng này còn thể hiện ở chỗ một mặt kế thừa đước các kinh nghiệm tiên tiến của thế giới trong cách đặt vấn đề tìm kiếm xác lập các điều kiện tối thiểu như các ý tưởng truyền thống mặt khác đặt và giải quyết bài toán tính tay đòn ổn định của tàu trên mặt nước có sóng tạo cơ sở tin cậy cho các phương pháp mang tính tình thế thiết thực hơn, đó là bù đắp cho những hao hụt

ổn định trên mặt nước có sóng so với mặt nước tĩnh

Biểu thức tổng quát tính momen hồi phục và tay đòn ổn định của tàu thủy Khi chịu tác động của momen nghiêng thì tàu sẽ nghiêng tới một góc θ (θ =

90

÷ ) thì ngừng khi đó tổng momen và tổng ngoại lực tác dụng lên tàu bằng không

) ).

( ).

( (Cosθ y z z Sinθ z z Sinθ

−

−

=

hp hp

co g co

g c

hp

l P M

z z Sin z

z Sin y Cos P M

.

)) (

) (

.

+ Tiêu chuẩn thống kê

Các phương pháp tính tay đòn ổn định điển hình

Ổn định của tàu là tính năng hàng hải quan trọng nhất quyết định đến khả năng di chuyển của tàucungx như thực hiện các chức năng khác Đã có rất nhiều phương pháp tính tay đòn ổn định của nhiều nhà khoa học trên thế giới Trong đề tài tôi đưa ra một số phương pháp sau:

+ Phương pháp tính tay đòn của Viện Sỹ Crưlop

+ Phương pháp của GS Vlaxop

+ Phương pháp của PGS TS Nguyễn Quang Minh

So sánh kết quả giữa các phương pháp

+ So sánh về phương pháp tính

+ So sánh về kết quả tính

+ So sánh về khả năng ứng dụng công nghệ máy tính

+ So sánh về khả năng mở rộng và phát triển

I.4 GIỚI HẠN NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Mặc dù ngành thiết kế tàu đã đạt được nhiều thành công trong thời gian qua, nhưng bài toán ổn định tàu, một trong những tính năng quan trọng nhất của tàu vẫn chưa được giải quyết thỏa đáng Đề tài này nhằm nghiên cứu phương pháp tối ưu nhất để tính tay đòn ổn định tàu, cho phép khắc phục các nhược điểm của các phương pháp truyền thống và trên hết đó là tạo sự tin cậy cao cho tàu khi hoạt động trên biển

Đề tài của tôi giới hạn trong những nội dung chính sau:

1 Đặt vấn đề

2 Cơ sở lý thuyết và tính toán của các phương pháp

3 Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp Cách sử dụng và ứng dụng đồ thị tính nổi tổng hợp

4 So sánh các kết quả của các phương pháp Nhận xét và đề xuất ý kiến Phương pháp nghiên cứu:

Chọn tàu mẫu, dùng AutoCAD tính và xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp

Đánh giá và nêu cách sử dụng đồ thị cụ thể

Nội dung đề tài là đi so sánh các phương pháp, tư đó nêu ra các ưu nhược điểm rồi đưa ra kết luận, mở ra chiều hướng nghiên cứu cho các nhà khoa học sau này, tìm ra phương pháp tính tay đòn ổn định tàu thủy tối ưu hơn

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNHII.1 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT

II.1.1 Bản vẽ đường hình lý thuyết tàu

Để mô tả hình dáng hình học của một con tàu người ta dựa vào ba hình chiếu

cơ bản trong không gian Đây là yếu tố cơ bản nhất trong thiết kế tàu, nó được dùng

để tính toán các tính năng của tàu, để lập hồ sơ cho con tàu Bản vẽ đường hình lý

thuyết bao gồm:

+ Hình chiếu đứng thể hiện mặt cắt dọc và phần boong tàu

+ Hình chiếu bằng thể hiện các mặt đường nước và các mặt cắt dọc + Hình chiếu cạnh thể hiện mặt cắt ngang tàu

II.1.2 Các kích thước chủ yếu của tàu

• Chiều dài lớn nhất Lmax

• Chiều dài thiết kế L tk

II.1.2.1 Các yếu tố thuộc về các mặt đường nước (MĐN) của tàu

 Diện tích mặt đường nước

Xét một MĐN có diện tích S, chiều dài L và được chia đều n các mặt cắt ngang đánh theo số thứ tự 0,1,2,3…, n tính từ đuôi cho tới mũi

Hình II.1: Đường cong diện tích mặt đường nước

S được tính theo công thức: S (m2)

S = 2 ∫

− 2

y y y

+ ∆L:Khoảng cách đều giữa các mặt cắt ngang (khoảng cách sườn)

α = Cw =

i i

i

B L

S

Trong đó :

+ Si: Diện tích MĐN thứ i

+ L : Chiều dài HCN ngoại tiếp MĐN đang xét

+ B : Chiều rộng HCN ngoại tiếp MĐN đang xét

 Hoành độ trọng tâm diện tích MĐN Xf

Xf được tính bằng tỉ số momen Moy với diện tích Si

Xf =

i

Sioy

S M

Trong đó:

+ MSioy: Momen tĩnh của diện tích đối với oy

+ Si : Diện tích mặt đường nước thứ i

MSioy = 2 ∫

− 2

2

L

L

dx y

0

2

n di

mi

y y y

y y y

i

0

0 0

2

2

Trong đó ymi và ydi là nửa tung độ của mặt đường nước phía mũi và phía đuôi

II.1.2.2 Các yếu tố thuộc về các mặt cắt ngang (MCN) của tàu

 Diện tích MCN

Xét một mặt cắt ngang của tàu được chia cách đều bởi k mặt đường nước đánh theo số thứ tự 0, 1, 2, … , k tính từ dưới lên đến mớn nước tàu T

y y y

 Toạ độ trọng tâm diện tích MCN

Cao độ trong tâm được xác định theo công thức sau:

dz y

dz z y

0

0

.

. = ∆L

k

i

k i

y y y

y y

i

0

0 0

0

222

Trong đó, MωOy là momen tĩnh của diện tích MCN ω đối với trục Oy

∫

=

T T

Oy

Oy dM y z dz

M

0 0

2

s s s

+ Si : Diện tích mặt đường nước tương ứng ( m2 )

0

0

2

ω ω

 Hệ số thể tích chiếm nước δ hoặc Cb.

Là tỷ số giữa thể tích chiếm nước V (thể tích phần chìm dưới nước của tàu)

và thể tích hình hộp chữ nhật ngoại tiếp thể tích V Biểu thị độ béo hay gầy của thân tàu

δ = Cb =

i i i

i

T B L

V

.

Hình II.5: Thể tích chiếm nước

Trong đó:

+ L:Là chiều dài MĐN đang xét (m)

+ B: Là chiều rộng thân tàu MĐN đang xét

+ T: Mớn nước

+ V: Thể tích chiếm nước tương ứng với mớn nước

 Tọa độ tâm nổi

dx

dx x

0

0

.

.

dx

dx m

0

0

dx

dx z

0

0

dx

dx m

0

0

dx

dx y

0

0

ωω

Trong đó:

+ MVy0z : Momen của thể tích V với trục 0X

+ MVx0y : Momen của thể tích V với trục 0Z

+ MVx0z : Momen của thể tích V với trục 0Y

T

L

B

+ ω: Là diện tích MCN đang xét (m2)

+ x: Là khoảng cách từ sườn đang xét đến giữa tàu

II.2 ĐỒ THỊ TÍNH NỔI TRUYỀN THỐNG

+ Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bất kỳ sẽ được xác định bởi giao điểm của mớn nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi, tính theo tỷ lệ xích trục hoành

+ Lần lượt tính các giá trị diện tích MCN của tàu ωi tương ứng với sự thay

đổi mớn nước T(0 ÷ k) theo công thức tổng quát ω = 2 Tm∫ydz

và nối đỉnh các đoạn thẳng lại với nhau để hình thành đồ thị ω=f(T)

+ Đường cong momen xây dựng tương tự

II.2.3 Đồ thị Phiaxop

Mặc dù đồ thị Bonjean đã phần nào khắc phục đuợc một số nhuợc điểm của

đồ thị thuỷ tĩnhvà khẳng định sự ưu việc trong việc giải quyết các bài toán tính nổi tàu, nhưng đồ thị Bonjean cũng gặp phải một số hạn chế nhất định Đó chỉ là mới khảo sát tính nổi của tàu trong một số truờng hợp nghiêng dọc thuần tuý (θ = 0 ,ψ = 0), không xét đến truờng hợp nghiêng ngang ở trạng thái nổi trong thực -0.5 0 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 8.5 9 9.5 10

tế Hơn nữa độ chính xác trong đồ thị Bonjean cũng không cao, gây khó khăn trong thiết kế tàu Và sự ra đời của đồ thị Phiaxop đã phần nào khắc phục các nhuợc điểm trên Tuy chưa thể hiện đuợc trạng thái nghiêng ngang nhưng đã phần nào giải quyết nhanh chóng bài toán xác định yếu tố tính nổi khi tàu nghiêng dọc thuần tuý

Đồ thị Phiaxop biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố tính nổi với mớn nước mũi và mớn nước đuôi tàu Bao gồm các đường cong sau:

+ Xác định giá trị các yếu tố tính nổi của tàu thông qua ωi và M0y dựa vào công thức gần đúng

V = dx

L

.0

0

0

2

ω ω ω

dx

dz z

0

0

.

.

dx

dx x

0

0

.

.

Việc sử dụng đồ thị Phiaxop rất đơn giản Chỉ cần xác định mớn nuớc mũi mớn nuớc đuôi rồi đặt vào đồ thị sẽ tìm ra các giá trị V, x , c z c phản ánh trạng thái nổi của tàu Có thể xem đồ thị Phiaxop là dữ liệu về thông tin tính nổi của tàu, đuợc tính toán và xem xét trong các giai đoạn đầu thiết kế

II.3 CÁC BIỂU THỨC TỔNG QUÁT TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH TÀU

P D

Z Z Sin D y Cos D Z

Z Sin P

) ).

( ).

( (Cosθ y z z Sinθ z z Sinθ

=

hp hp

co g co

c c hp

l P M

Sin z z Sin z z y Cos P M

.

) ).

( ).

(

tl hd

lθ = −

Trong đó:

θ

Sin z z y Cos

l hd = c + ( c − g). : là tay đòn ổn định hình dáng phụ thuộc vào hình dạng vỏ tàu

θ

Sin z z

l tl = ( c − l). : là tay đong ổn định trọng luợng, phụ thuộc vào sự phân bố tải trọng trên tàu

Hình II.8: Sơ đồ ngoại lực tác dụng lên tàu

0

0 r

MC = : bán kính tâm nghiêng ban đầu

Mômen: Tâm nghiêng ban đầu

GK P

M hp =

Trong đó: GK =MG.Sinθ=h o..Sinθ

0

h : là chiều cao tâm ổn định ban đầu

Suy ra : M =P.h0.Sinθ vì θ bé nên Sinθ θ≈ thay vào ta có:

Tay đòn ổn định lθ đuợc thể hiện dưới dạng một đồ thị trong hệ trục toạ

độ Decac với 2 trục là lθ và θ gọi là đồ thị ổn định tĩnh hay đồ thị Read

Nhìn vào hình ta thấy nếu θ = 1 thì tay đòn ổn định tĩnh sẽ chính bằng chiều cao tâm ổn định ban đầu h0 Ta thấy cánh tay đòn hồi phục càng dốc thì mức độ ổn định càng cao vì khi h0 lớn mômen hồi phục sẽ tăng nhanh, đuổi kịp và vuợt giá trị mômen nghiêng chống lại sự quay của tàu, h0 đuợc xác định trên đồ thị ổn định tĩnh bằng phương pháp vẽ như hình trên

II.4 TIÊU CHUẨN ỔN ĐỊNH

Tiêu chuẩn ổn định là những chỉ tiêu hoặc những định mức nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho con tàu về phương diện ổn định Tất cả các loại tàu phải đảm bảo yêu cầu cơ bản về ổn định chung, ngoài ra còn phải đảm bảo yêu cầu khác ứng với từng loại tàu riêng

II.4.1 Tiêu chuẩn vật lý

Tiêu chuẩn này đuợc xây dựng trên cơ sở giải bài toán cân bằng của tàu dưới tác dụng của tất cả các mômen ngoại lực Tiêu chuẩn vật lý có tính khoa học cao, sáng tạo và nó tạo điều kiện để tìm kiếm và áp dụng các sáng kiến, nhưng rất phức tạp và khó thực hiện, đặc biệt nó đòi hỏi phải nghiên cứu thực nghiệm

Ví dụ theo tiêu chuẩn của Nga

Tàu đuợc coi là ổn định nếu: = > 1

ng

gh

M

M K

Trong đó:

+ M gh: Mômen giới hạn, giá trị momen lớn nhất mà tàu có thể chịu đựng đuợc mà không bị lật

+ M ng: Mômen nghiêng tác dụng lên tàu tại thời điểm đang xét

Mômen nghiêng được xác định theo công thức:

pg g

ng p s z

M = 0 , 001

Trong đó:

+ p g: áp suất của gió ở cấp cho truớc

+ S: diện tích mặt chịu gió của tàu

II.4.2 Tiêu chuẩn thống kê

Hệ tiêu chuẩn thống kê đuợc xây dựng dựa trên cơ sở:

- Thống kê những vụ đắm tàu do thiếu ổn định

- Xác định những yếu tố thiếu ổn định là nguyên nhân gây tai nạn đắm tàu

- Xác định giới hạn của các yếu tố đó và đưa ra thành tiêu chuẩn

Vớí cách đặt vấn đề như vậy nên hệ thống tiêu chuẩn thống kê rất phù hợp với thực tế và có thể thiết lập đuợc Tuy nhiên hệ tiêu chuẩn này khá bảo thủ và hạn chế việc sáng tạo những mẫu tàu mới

Tiêu chuẩn ổn định do tổ chức IMO đề xuất gồm một hệ với 6 điều kiện sau:

II.5 CÁC PHUƠNG PHÁP TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH ĐIỂN HÌNH

Ổn định tàu là một trong những tính năng hàng hải quan trọng nhất quyết định khả năng di chuyển của một con tàu Cho đến nay có rất nhiều phuơng pháp tính tay đòn ổn định của rất nhiêu nhà khoa học, mỗi người đều có huớng suy nghĩ khác nhau nhưng có cùng mục đích là bài toán ổn định

Các yếu tố ảnh huởng đến tính ổn định tàu thuỷ là y c,z c,z g Xét trong mặt phẳng Oxyz thì có công thức như sau:

+ M VxOy,M VxOz là mômen thể tích chiếm nuớc tàu đối với mặt phẳng xOy và xOz

+ V: là thể tích chiếm nuớc của tàu

∑

=

i i i

Trong đó :

+ M là khối luọng tàu

+ N là số chi tiết kết cấu thành con tàu

+ m , i z i là khối lượng và cao độ của từng chi tiết

Khi tàu nghiêng ở góc θ thì có độ trong tâm z g không đổi, tuy nhiên tâm nổi

C thay đổi theo một đuờng cong không xác định Ở góc nghiêng θ thì tâm nổi C chuyển thành Cθ( x cθ,y cθ,z cθ) Vấn đề đặt ra cho bài toán ổn định là xác định quỹ tích tâm nổi C, nghĩa là xác định chính xác y cθ,z cθ ở từng góc nghiêng θ Đây chính là nét chung của các phương pháp truyền thống

Trong giới hạn nghiên cứu đề tài này tôi xin giới thiệu một số phuơng pháp tính tay đòn ổn định điển hình sau

II.5.1 Phương pháp tính tay đòn ổn định của Viện Sỹ Crưlôp

Hình II.10 : Mô hình tính ổn định theo Viện Sỹ Crưlôp

Mục đích đặt ra ở đây là xác định toạ độ trọng tâm mặt đuờng nước tại các góc nghiêng tính toán

Phương pháp tính dựa trên cơ sở lý thuyết của định lý Ơle và đuợc phát biểu như sau: khi tàu nghiêng một góc vô cùng bé dθ chiếm nuớc không đổi, các mặt đuờng nước trước và sau khi nghiêng cắt nhau theo một đường thẳng đi qua trọng tâm của cả hai mặt đường nước đó

Khi tàu nghiêng một góc θ thì quỹ tích tâm nổi C dịch chuyển theo một đuờng cong trơn, chia cung thành những góc nghiêng vô cùng bé 0

θθ

θθ

0

0

sin

cos

d r

z

d r

y

c c

Các công thức rõ ràng đơn giản nhưng việc xác định r0 phụ thuộc vào vị trí của các MĐN đẳng tích Việc xác định đuờng nuớc đẳng tích đuợc thể hiện như sau:

• Kẻ các đuờng nước ứng với các góc nghiêng ∆θ

• Tính và so sánh thể tích của khối nước đi ra V1 và thể tích phần nước thêm vào V2 theo công thức ∆V =V2 −V1

2

2 2

2

2 1

1 θ

 Nếu ∆V = 0 thì 1L1 chính là đường nước đẳng tích cần tìm

 Nếu ∆V< > 0 thì W1L1 không phải là đường nước đẳng tích cần tìm, đường nước thực tế cần tìm lúc này là đường nước '

1 '

1L

W song song với W1L1 và cách W1L1 một khoảng ε = ∆V / S Cách xác định như sau:

Từ hình vẽ ta có : '

2 2 ' 1

1 V V V

V + = −

2 '

 Nếu V2> V1 thì hạ đường nước đẳng tích xuống một đoạn ε

 Nếu V2<V1 thì nâng đường nước đẳng tích lên một đoạn ε

trình được lặp đi lặp lại cho đến góc nghiêng θ cần tìm

Với cách tính này thì phương pháp của Viện Sỹ Crưlôp đạt độ chính xác rất cao Tuy nhiên nó cũng tồn tại một số nhược điểm:

 Khối lượng công việc tính toán lớn

 Toàn bộ số liệu đầu vào đuợc tính toán trực tiếp từ đưòng hình tàu,

kỹ thuật tính toán phức tạp và không thể tránh được sai số

 Sai số tích tụ trong nhiều phép toán gần đúng, đặc biệt là các phép tính tích phân và luỹ thừa

 Chỉ chính xác với gócng hiêng nhỏ, còn đối với góc nghiêng lớn thì kết quả không còn đuợc chính xác bằng

 Thuật toán nặng tính thủ công nên khó tiến hành xây dựng thuật toán áp dụng cho lập trình

II.5.2 Phương pháp tính tay đòn ổn định theo Giáo sư Vlaxop

Phương pháp của GS Vlaxop khác với các phương pháp của các nhà khoa học khác là ông đã tiếp cận việc tính tay đòn ổn định theo một hướng riêng nhằm đáp ứng yêu cầu tính toán ổn định cho tàu khi thiết kế Với mục đích giải quyết bài toán nghịch cho tàu thiết kế với dữ liệu đầu vào là nhiệm vụ thư thiết kế từ đó ta tiến hành tính toán thiết kế ra con tàu thỏa mãn các nhiệm vụ thư tức là thỏa mãn các yêu cầu đặt ra

Hình II.12 : Sơ đồ bài toán thuận và bài toán nghịch trong nghiên cứu ổn định tàu Gần một thế kỷ trước đây nhà khoa học người Nga, giáo sư Vlaxôp V G đã

có ý tưởng giải quyết các trạng thái nghiêng ngang (θ ≠ 0,ψ = 0), ông đã đưa ra ý tưởng xây dựng các đồ thị biểu diễn các đường cong nửa diện tích mặt cắt ngang (ω/ 2), và các momen tĩnh của phần nửa mỗi mặt cắt ngang đối với trục Oy, Oz (Mω/2oy,Mω/2oz), như mô tả trên hình dưới Biểu thức tính đối vơi từng yếu tố đó như sau:

Hình II.13 : Đồ thị Vlaxop

∫

=

zydz z

0

) ( 2 /

/

2

ω

Các đường cong Vlaxop gồm diện tích nửa mặt cắt ngang ω/2(z), và các

momen tĩnh mω/2oy, mω/2oz của nó theo các trục tương ứng oy và oz, được tính theo

vị trí đơn giản và tiện lợi nhất, đó là khi tàu nổi cân bằng θ = 0, các đường này cho

phép tính, khá tiện lợi và chính xác, thể tích nước chiếm Vθ và các momen tĩnh

MVxoy, MVxoy của thể tích đó theo các mặt toạ độ tương ứng, trên cơ sở các biểu

M θ ωθ = ∫

xm

xđ oz xoz

M θ ωθ

Hình II.14: Tính toán các yếu tố diện tích mặt cắt ngang

Các hàm dưới dấu các tích phân cuối cùng tuy không tồn tại, từng giá trị gián đoạn của nó tại góc nghiêng xác định θ có thể nội suy dễ dàng, nhờ các đường cong Vlaxôp đã được xây dựng sẵn, theo cách chia phần chìm của mỗi mặt cắt ngang đang xét ωθ thành bốn hình nhỏ như trên, khi đó có thể viết các phương trình:

θ θ

θ θ

ω = 1 + 2 + 3 − 4

oy oy

oy oy

θ = 1 + 2 + 3 − 4

Và mωθoz = mω1θoz − mω2ϑoz − mω3θoz − mω4θoz

Trong đó các giá trị của hình (1), (2) được xác định nhờ đường cong Vlaxop

và các giá trị hình (3), (4) xác định là 2 tam giác đơn giản

Sau khi tính được các giá trị ω và mωOy,mωOz ta dễ dàng tính được các giá trị của yếu tố tính nổi thông qua các công thức:

∫

=

L

dx V

V

dx m

V

M y

L i i L

oz Vxoz

dx z

V

dx m

V

M z

L i i L

oy Vxoy

Việc tính toán các yếu tố tính nổi của tàu, theo các góc nghiêng ngang, trên

cơ sở các đường cong Vlaxôp theo trình bày trên đây không còn là quá khó, song vì những lý do không được giải thích nào đó, ý tưởng đặt ra cho đến hiện nay không được thực hiện trong các bước thiết kế tàu

II.5.3 Xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp theo đề nghị của PGS TS Nguyễn Quang Minh

Với hi vọng giải quyết triệt để bài toán tính nổi của tàu Ý tưởng xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp dần hé mở hướng khắc phục những yếu tố của đồ thị tính nổi truyền thống Đồ thị tính nổi tổng hợp được mở rộng từ đồ thị Phiaxop, kết hợp với

ý tưởng nghiêng ngang của Vlaxop.

II.5.3.1 Các yếu tố của đồ thị tính nổi tổng hợp và tính toán

Đồ thị tính nổi tổng hợp là dạng đồ thị được xây dựng dựa trên ý tưởng của

đồ thị Phiaxop Đồ thị tính nổi tổng hợp gồm hai nhánh:

+ Nhánh phải là đồ thị Phiaxop xây dựng cho trường hợp nghiêng dọc thuần túy (θ = 0 ;ψ = 0 )gồm các đường thể tích chiếm nước V = const, tọa độ tâm nổi

,z const

const

x c = c =

+ Nhánh trái là phần đồ thị được phát triển từ đồ thị Phiaxop, xây dựng cho trường hợp nghiêng ngang thuần túy (θ = 0 ;ψ = 0 )gồm các đường thể tích chiếm nước V= const, tọa độ tâm nổi y c =const,z c =const.

II.5.3.2 Phương pháp tính toán

 Cách xây dựng đồ thị tính nổi tổng hợp từ đồ thị Bojean và đường cong Vlaxop

Đê xây dựng đồ thị Phiaxop nghiêng dọc, từ đồ thị Bonjean cho tàu nghiêng theo từng mớn nước mũi và mớn nước đuôi Cố định phần mớn nước đuôi, thay đổi mớn nước nũi Tương ứng với các mớn nước, trên đồ thị Bonjean ta thu được các giá trị diện tích mạt cắt ngang ω , momen diện tích mặt cắt ngang với trục Oz của tàu M

Hình II.15: Các trường hợp nghiêng dọc

Sau khi thu được các giá trị ω,M Oz tại các sườn Tiến hành tính toán các yếu

V

dx m

V

M x

L i i L

oz Vyoz

V

dx z

V

dx m

V

M z

L i i L

oy Vxoy

Phần đồ thị nghiêng ngang có thể được xây dựng từ đường cong Vlaxop bằng cách thay đổi mớn nước mạn phải và mớn nước mạn trái (T , ph T tr) Ứng với mỗi sườn, ta dễ dàng xác định được diện tích mặt cắt ngang được chia thành các diện tích ω1,ω2,ω3,ω4 như hình vẽ

Hình II.16: Khảo sát trường hợp nghiêng ngang