Bài Tập Lớn Sức Bền Tàu

nghiên cứu sức bền tàu là đi tìm hiểu theo chiều xâu của vấn đề.trong tất cả các phương tiện thì con tàu là phương tiên chịu nhiều tác động ngoại cảch nhất,sóng gió,hàng hóa...chính vì thế tìm hiểu sức bền là rất quan trọng.Ở trường em cũng được làm sơ qua về việc khảo sát sức bền chung và cục bộ của con tàu.o mỗi trang thái khác nhau tất cả các phương pháp ấy đều dươi trên sự gần đúng trong 1 giới hạn nào đó.

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU GVHD: T.S ĐỖ HÙNG CHIẾN

MỤC LỤC

1

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU GVHD: T.S ĐỖ HÙNG CHIẾN

Lời nhận xét

2

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU GVHD: T.S ĐỖ HÙNG CHIẾN

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đỗ Hùng Chiến

Sinh viên thực hiện:

Ngô Thái Sơn VT14

Bùi Văn Trí VT14

Nguyễn Thanh Quy VT14

Nguyễn Ngọc Luân VT14

CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU KIỂM TRA BỀN:

Trong tải của tàu : DWT 9637.43 (T)

Lượng chiếm Nước: W 15756.8 (T)

Chiều dài tàu: L 111.56 (m)

Chiều rộng tàu: B 31.7 (m)

Chiều cao mạn: D 7.31 (m)

3

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU GVHD: T.S ĐỖ HÙNG CHIẾN

I Trạng Thái 6 (xuất bến với 100% hàng + 100% dự trữ)

1 Phân bố trọng lượng tàu

a) Phân Bố Trọng Lượng Tàu Không

Các thành phần

tải trọng

Vỏ tàu

crane house

crane jib

Crane hoist loose item

Tổng trọng lượng từng sườn

Hệ

số cánh tay đòn

BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN TÀU GVHD: T.S ĐỖ HÙNG CHIẾN

b) Phân bố trọng lượng tàu ở trạng thái đầy tải:

Phân bố tải trọng

Hình 2 Biểu đồ phân bố trọng lượng tàu ở trạng thái đầy tải.

∆L = 1,83 (LCG-LCB)/L=0,069 ≤ (0,05 ÷0,1)% LCB = 60,372 (m) → Thỏa mãn điều kiện.

g =0,98

L = 111,56 (m)

dao = 1,023 (m)

dfo = 2,634 (m)

32-33 183.303 268.646 -85.343 -484.844 -717.558 7.219 -492.063 -656.566 30886.812 -31543.37833-34 181.616 268.765 -87.149 -571.993 -1774.395 7.438 -579.431 -1623.571 31822.776 -33446.34734-35 181.616 268.884 -87.268 -659.261 -3005.649 7.656 -666.917 -2750.169 32758.740 -35508.90935-36 190.686 272.065 -81.379 -740.640 -4405.550 7.875 -748.515 -4031.078 33694.704 -37725.78236-37 281.708 275.246 6.462 -734.178 -5880.368 8.094 -742.272 -5380.537 34630.668 -40011.20537-38 354.5511 275.365 79.186 -654.992 -7269.538 8.313 -663.305 -6651.627 35566.632 -42218.25938-39 354.5511 275.484 79.067 -575.925 -8500.454 8.531 -584.456 -7777.916 36502.596 -44280.51239-40 184.0631 275.603 -91.540 -667.465 -9743.844 8.750 -676.215 -8915.617 37438.560 -46354.177

Sườn (1) p(x) b(x) q(x)=(2)-(3) Tích phân (4)

Tích phân(5)

Hiệu chỉnh

Lực cắt

Hiệu chỉnh(9)

Momen uốn

4 Tính momen uốn và lực cắt trên sóng

Momen sóng tính theo quy phạm được các đăng kiểm đưa ra 1990

-3

2 10

190

110

2

1 .( 0 , 7 ) 10

Trên đỉnh sóng

Trên đáy sóng

Trên nước tĩnh

Trên đỉnh sóng

Trên đáy sóng

1.000 45.122 1124.406 1169.528 -969.800 -924.678 4.138 22595.379 22599.517 -20614.102 -20609.9642.000 102.565 2248.811 2351.376 -1939.600 -1837.035 103.935 45190.757 45294.692 -41228.205 -41124.2703.000 159.295 3373.217 3532.511 -2923.455 -2764.160 310.216 68576.974 68887.190 -62563.801 -62253.585

4.000 214.457 4497.622 4712.080 -3921.364 -3706.907 620.856 91511.283 92132.139 -83487.115 -82866.2595.000 224.087 5622.028 5846.115 -4905.219 -4681.132 991.921 112976.893 113968.814 -103070.512 -102078.5916.000 232.150 6871.524 7103.673 -5903.129 -5670.980 1379.480 137831.809 139211.289 -125746.025 -124366.5467.000 238.970 8011.390 8250.360 -6901.039 -6662.069 1780.911 160992.073

162772.98

4 -146875.480 -145094.5698.000 244.254 9177.961 9422.214 -7884.894 -7640.641 2193.624 184152.336 186345.959 -168004.935 -165811.3129.000 247.970 10330.476

10578.44

6 -8854.694 -8606.724 2614.721 207312.599

209927.31

9 -189134.390 -186519.67010.000 250.060 11482.992 11733.052 -9838.549 -9588.489 3041.224 225953.786

228995.01

0 -206141.025 -203099.80111.000 250.582 12635.508 12886.090 -10864.569 -10613.987 3470.155 253633.125

257103.28

0 -231393.300 -227923.14512.000 249.597 13788.024

14037.62

1 -11848.424 -11598.827 3898.645 276793.388

280692.03

3 -252522.755 -248624.11013.000 247.045 14055.070 14302.115 -12087.360 -11840.315 4323.826 299388.766

303712.59

3 -273136.858 -268813.03214.000 242.925 14055.070

14297.99

5 -12087.360 -11844.435 4742.775 323396.356

328139.13

1 -295039.342 -290296.56715.000 237.239 14055.070

14292.30

9 -12087.360 -11850.121 5152.568 346274.177

351426.74

5 -315911.121 -310758.55316.000 229.985 14055.070

14285.05

5 -12087.360 -11857.375 5550.282 369434.440

374984.72

2 -337040.576 -331490.29417.000 221.164 14055.070

14276.23

4 -12087.360 -11866.196 5932.992 392594.703

398527.69

5 -358170.031 -352237.03918.000 210.806 14055.070 14265.876 -12087.360 -11876.554 6297.804 415754.966 422052.770 -379299.486 -373001.68219.000 198.881 13577.198 13776.078 -11834.369 -11635.488 6641.822 438915.229

445557.05

1 -400428.941 -393787.11920.000 185.388 12902.554

13087.94

2 -11468.937 -11283.549 6962.121 462075.492

469037.61

4 -421558.396 -414596.27521.000 170.358 12199.801

12370.15

9 -11089.450 -10919.092 7255.807 485235.755

492491.56

2 -442687.851 -435432.044

22.000 153.761 11511.102 11664.863 -10724.018 -10570.258 7519.983 508396.018

515916.00

1 -463817.306 -456297.32323.000 135.596 10822.404

10958.00

0 -10358.587 -10222.990 7751.725 531556.282

539308.00

7 -484946.761 -477195.03624.000 115.865 10119.650

10235.51

5 -9993.155 -9877.290 7948.112 554716.545

562664.65

6 -506076.216 -498128.10525.000 94.566 9838.549 9933.115 -9838.549 -9743.982 8106.217 564884.465 572990.682 -515352.562 -507246.34526.000 71.701 9838.549 9910.250 -9838.549 -9766.848 8223.120 564884.465

573107.58

5 -515352.562 -507129.44227.000 47.238 9838.549 9885.787 -9838.549 -9791.311 8295.868 564884.465

573180.33

3 -515352.562 -507056.69428.000 21.239 9838.549 9859.787 -9838.549 -9817.310 8321.538 564884.465

573206.00

3 -515352.562 -507031.02429.000 -6.299 9838.549 9832.250 -9838.549 -9844.848 8297.261 564884.465

573181.72

6 -515352.562 -507055.30130.000 -36.202 9838.549 9802.347 -9838.549 -9874.751 8219.398 564884.465

573103.86

3 -515352.562 -507133.16431.000 -62.041 9838.549 9776.508 -9838.549 -9900.590 8089.532 564884.465

572973.99

7 -515352.562 -507263.03032.000 -89.446 9838.549 9749.102 -9838.549 -9927.995 7909.994 564884.465

572794.45

9 -515352.562 -507442.56933.000 -125.588 9838.549 9712.961 -9838.549 -9964.137 7671.171 564884.465

572555.63

6 -515352.562 -507681.39134.000 -165.753 9838.549 9672.796 -9838.549 -10004.302 7361.165 564884.465

572245.63

0 -515352.562 -507991.39835.000 -207.485 9838.549 9631.064 -9838.549 -10046.034 6974.760 564884.465 571859.225 -515352.562 -508377.80336.000 -250.784 9838.549 9587.765 -9838.549 -10089.332 6509.033 564884.465

571393.49

8 -515352.562 -508843.52937.000 -295.650 10042.347 9746.698 -10104.190 -10399.839 5961.061 564884.465

570845.52

6 -515352.562 -509391.50138.000 -269.240 10569.413

10300.17

3 -10794.294 -11063.533 5395.866 564884.465

570280.33

1 -515352.562 -509956.697

2 -507106.921 -502700.95341.000 -199.353 12157.635 11958.282 -12860.389 -13059.742 3975.475 529296.744

533272.21

9 -482885.351 -478909.87542.000 -179.182 12747.948 12568.766 -13561.737 -13740.919 3584.064 502747.174 506331.238 -458663.780 -455079.71643.000 -160.578 13071.215

12910.63

7 -14055.070 -14215.648 3228.811 476536.535

479765.34

5 -434751.422 -431522.61144.000 -143.541 13071.215

12927.67

4 -14055.070 -14198.611 2906.792 449648.034

452554.82

6 -410220.640 -407313.84745.000 -128.071 13071.215

12943.14

4 -14055.070 -14183.141 2615.085 423098.464

425713.54

9 -385999.069 -383383.98446.000 -114.168 13071.215

12957.04

7 -14055.070 -14169.238 2350.766 395419.125

397769.89

1 -360746.794 -358396.02847.000 -101.803 13071.215

12969.41

2 -14055.070 -14156.873 2110.938 370564.209

372675.14

7 -338071.281 -335960.34348.000 -91.005 13071.215 12980.210 -14055.070 -14146.075 1892.707 344579.524

346472.23

0 -314365.063 -312472.35649.000 -81.774 13071.215

12989.44

1 -14055.070 -14136.844 1693.148 317465.069

319158.21

7 -289628.140 -287934.99250.000 -74.111 13071.215

12997.10

4 -14055.070 -14129.180 1509.338 290915.499

292424.83

8 -265406.570 -263897.23151.000 -68.014 13071.215

13003.20

1 -14055.070 -14123.084 1338.355 264365.930

265704.28

4 -241184.999 -239846.64452.000 -63.484 12860.389 12796.905 -13830.189 -13893.673 1177.273 237251.475 238428.748 -216448.076 -215270.80353.000 -60.522 11426.772 11366.250 -12284.131 -12344.653 1023.170 211266.790

212289.96

0 -192741.858 -191718.68854.000 -59.688 9993.155 9933.466 -10709.963 -10769.652 872.599 185282.105

186154.70

4 -169035.640 -168163.04155.000 -60.422 8573.593 8513.171 -9220.126 -9280.548 722.112 158732.535

159454.64

6 -144814.070 -144091.958

56.000 -50.777 7027.535 6976.758 -7723.261 -7774.038 579.927 132182.965

132762.89

2 -120592.500 -120012.57257.000 -27.619 5706.358 5678.739 -6142.066 -6169.685 468.329 105633.395

106101.72

4 -96370.929 -95902.60058.000 -66.391 4286.796 4220.405 -4610.063 -4676.454 342.159 79083.825 79425.984 -72149.359 -71807.20059.000 -60.868 2853.179 2792.311 -3073.844 -3134.711 184.966 52929.674 53114.640 -48288.535 -48103.56960.000 -27.435 1433.617 1406.182 -1532.003 -1559.437 64.100 25984.685 26048.786 -23706.218 -23642.117

Trên đáy sóng

Trên nước tĩnh

Trên đỉnh sóng

Trên đáy sóng lực cắt Tổng hợp lực cắt Tổng hợp Mw Tổng hợp Mw Tổng hợp

61 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Đỉnh sóng : Fmax= 14252,88 T , Mmax =579623,9 KN.m

Đáy sóng : Fmax=-14482,84 T , Mmax =-505323 KN.m

6 Đặc trưng hình học mặt cắt ngang

a) Mặt căt ngang giữa tàu

Hình 3 Mặt cắt ngang tính toán

b) Bảng tính mô đun chống uốn

TT Tên kết cấu Quy cách Fi (cm2) Zi (m) FiZi (cm2.m) FiZ2

12 Xà dọc mạn(6701) L150x90x9 20.79 6.631 137.85849 914.1396472 0.0055 III Đáy

7 Tôn đáy trong 12x7930 951.6 1.226 1166.6616 1430.327122 0.0114

7 Tính ứng suất pháp

Thép đóng tàu thường dung thép có giới hạn chảy σch = 235

MPa , Vậy ứng suất giới hạn của vật liệu là

156 5 , 1

235 5

,

= ch gh

σ σ

a) Trạng thái 6

-Mô men uồn lớn nhất trên đỉnh sóng : Mmax = 573206,003 (kN.m)

-Mô men uốn lớn nhất trên đáy sóng : Mmax = -510474,1 (kN.m)

= 4,9502

003,573206

= σ

= 5,241

003,573206

+Ưng suất tại boong : B

boong

W

= σ

= 4,9502

1,510474

= σ

= 5,241

1,510474

b) Trạng thái đầy tải

-Mô men uồn lớn nhất trên đỉnh sóng : Mmax = 579623,4 (kN.m)

-Mô men uốn lớn nhất trên đáy sóng : Mmax = -505323 (kN.m)

= 4,9502

4,579623

= σ

= 5,241

4,579623

+Ưng suất tại boong : B

boong

W

= σ

= σ

: momen tĩnh diện tích bị căt

I : momen quán tính mặt cắt ngang thân tàu ,tính qua đường trung hòa mặt cắt

t : chiều dày tôn vỏ

a) Tính ứng suất tiếp trên đường trung hòa

Trạng thái tàu không tải Trạng thái tàu đầy tải

TT Tên Cơ Cấu

Diện Tích

Fi (Cm2)

Zi(m)

Fi,Zi(Cm2,

tích phân

Chiề u dày (mm )

Lực cắt trên đỉnh sóng (T)

Lực cắt trên đáy sóng (T)

Ứng suất tiếp trên đỉnh sóng (MPa)

Ứng suất tiếp trên đáy sóng (MPa)

Lực cắt trên đỉnh sóng (T)

Lực cắt trên đáy sóng (T)

Ứng suất tiếp trên đỉnh sóng (MPa)

Ứng suất tiếp trên đáy sóng (MPa)

1

Xà dọc boong (19)

L120x100x12

656.64

14482.8

14482.8

-8.10422

6 -8.234983

14482.8

-12.4658

3 -12.6674

14482.8

14482.8

-33.8105

6 -34.35616

14482.8

-45.5624

3 -46.29757

14482.8

-45.6008

2 -46.33668

14482.8 45.6823 -46.41949

14482.8

-45.8068

9 -46.545910

14482.8

-45.9746

1 -46.716411

14482.8

-46.1854

2 -46.9306

12 Tôn vách trên 391 2.00 784.737 27989.94 10 14302.115 -14215.647 43.0215 -42.7614 14252.8 - 42.8734 -43.5652

14482.8 48.98115 -49.771414

14482.8

-49.0195

4 -49.810415

14482.8

-49.1010

3 -49.893216

14482.8

-49.2256

1 -50.019817

14482.8 49.3933 -50.190218

14482.8

b) Tính ứng suất tiếp dưới đường trung hòa

Trạng thái không tải Trạng thái đầy tải

SS

T Tên Cơ Cấu

Diện Tích

Fi (Cm2)

Zi (m)

Fi,Zi (Cm2,m)

Tổng tích phân

Chiề

u dày (mm)

Lực cắt trên đỉnh sóng (T)

Lực cắt trên đáy sóng (T)

Ứng suất tiếp trên đỉnh sóng (MPa)

Ứng suất tiếp trên đáy sóng (MPa)

Lực cắt trên đỉnh sóng (T)

Lực cắt trên đáy sóng (T)

Ứng suất tiếp trên đỉnh sóng (MPa)

Ứng suất tiếp trên đáy sóng (MPa)

1

Xà dọc mạn(610)

2.81 -58.37832 -58.37832 9

-14302.11

5 -14215.647 -0.0997

0.099097

14252.8

8 -14482.8 -0.09936

0.1009592

Xà dọc mạn(1220)

L150x90x9 20.79 -2.2 -45.69642

162.45306 9

-14302.11

5 -14215.647 -0.27744

0.275763

14252.8

8 -14482.8 -0.27649

0.2809453

Xà dọc mạn(1829)

1.59 -33.03531

241.18479 9

-14302.11

5 -14215.647 -0.4119

0.409409

14252.8

8 -14482.8 -0.41048

0.4171034

Xà dọc mạn(2438)

0.98 -20.3742 -294.5943 9

-14302.11

5 -14215.647 -0.50311

0.500071

14252.8

8 -14482.8 -0.50138

0.5094695

Xà dọc mạn(3047)

0.37 -7.71309

322.68159 9

-14302.11

5 -14215.647 -0.55108

0.547749

14252.8

8 -14482.8 -0.54918

0.558043

6

Dầm dọc đáy dưới

(20)L150x90x12 547.2

3.24

1771.833

-6

2102.2283 12

-14302.11

5 -14215.647 -2.69267

2.676387

14252.8

8 -14482.8 -2.6834

2.726684

4315.1019 10

-14302.11

5 -14215.647 -6.63246

6.592366

14252.8

8 -14482.8 -6.60963

6.716256

8

Dầm dọc đáy

trên(9)L150x90x9

187.11

2.23

416.8810

-8 -5173.023 10

14302.11

5 -14215.647 -7.95112

7.903049

14252.8

8 -14482.8 -7.92375 8.05157

9 Sống chính12x1220 73.2

2.74 -200.4216

5790.3256 12

-14302.11

5 -14215.647 -7.41661

7.371774

14252.8

8 -14482.8 -7.39108

7.51031110

Sống phụ

2.74 -668.072

6658.8192 12

-14302.11

5 -14215.647 -8.52903

8.477469

14252.8

8 -14482.8 -8.49967

8.63678611

Tôn đáy

ngoài12x15850 1902

3.34 -6356.484

13683.375 12

-14302.11

5 -14215.647 -17.5265

17.42057

14252.8

8 -14482.8 -17.4662

17.74795

Tôn đáy

trong12x10370 951.6

2.12

2019.295

-2

22059.154 12

-14302.11

5 -14215.647 -28.2548

28.08393

14252.8

8 -14482.8 -28.1575

28.6117113

Tôn vách dưới

1.65 -672.384

24750.834 12

-14302.11

5 -14215.647 -31.7024

31.51076

14252.8

8 -14482.8 -31.5933

32.1029414

Nẹp nằm (610)

2.81 -58.37832

25481.596 10

-14302.11

5 -14215.647 -39.1661

38.92933

14252.8

8 -14482.8 -39.0313

39.6609215

Nẹp nằm

(1220)L150x90x9 20.79 -2.2 -45.69642

25585.671 9

-14302.11

5 -14215.647 -43.6956

43.43147

14252.8

8 -14482.8 -43.5452

44.2476716

Nẹp nằm

(1829)L150x90x9 20.79

1.59 -33.03531

25664.402 9

-14302.11

5 -14215.647 -43.8301

43.56512

14252.8

8 -14482.8 -43.6792

44.3838317

Nẹp nằm

(2438)L150x90x9 20.79

0.98 -20.3742

25717.812 9

-14302.11

5 -14215.647 -43.9213

43.65578

14252.8

8 -14482.8 -43.7701 44.476218

Nẹp nằm

(3047)L150x90x9 20.79

0.37 -7.71309

25745.899 9

-14302.11

5 -14215.647 -43.9693

43.70346

14252.8

8 -14482.8 -43.8179

44.52477

Trạng thái tàu không tải : +Ưng suất tiếp lớn nhất trên đỉnh sóng τmax

9 Kiểm tra bền

Kiểm tra độ chung theo ứng suất pháp ( kiểm nghiệm theo thuyết bền 4 )

Ứng suất giới hạn của vật liệu:

156 5 , 1

σ σ

=

2

2 3.49,7879

=

2

2 3.( 49,47)38

,

=138,94 MPa -Tại đáy sóng :

+Ứng suất tại boong :

2 2 max 3 τ σ

=

2 2

)97,43.(

)2,103

=128,25 MPa

+Ứng suất tại đáy :

2 2 max 3 τ σ

=

2 2

)7,43.(

3)4,97

=123,35MPa Ưng suất sinh ra thỏa mãn điều kiện Vậy kết cấu thân tàu đảm bảo độ bền chung.

b) Trạng thái tàu đầy tải

-Tại đỉnh sóng :

+Ứng suất tại boong :

2 2 max 3 τ σ

=

2

2 3.49,609

,

117 +

=145,22 MPa

+Ứng suất tại đáy :

2 2 max 3 τ σ

=

2

2 ( 50,4)59

,

=140,89MPa -Tại đáy sóng :

+Ứng suất tại boong :

2 2 max 3 τ σ

=

2

2 ( 43,28))

08,102

=126,65 MPa

+Ứng suất tại đáy :

2 2 max 3 τ σ

=

2

2 3.(44,52))

4,96

=123,45MPa Ưng suất sinh ra thỏa mãn điều kiện Vậy kết cấu thân tàu đảm bảo độ bền chung.

II TRẠNG THÁI 7 (Đến bến với 10% hàng + 10% dự trữ):

1 Phân Bố Trọng Lượng Tàu Trạng Thái 7 (Đến bến với 10% hàng + 10%

dự trữ):

Hình 4 Biểu đồ phân bố trọng lượng tàu trạng thái 7

Phân bố trọng lượng tàu ở trạng thái đầy tải:

- Tính toán: LCG = = = 50,51

- Tàu: LCG = 50,55