BÀI tập lớn sức bền tàu THỦY

Bài tập lớn môn sức bền tàu thủy. Đây là bài tập lớn mẫu dùng để tính toán sức bền tàu thủy. Bài này tính toán về sức bền của tàu dầu 10000T đồng thời vẽ biểu đồ lực cắt, momen và tính cân bằng tàu tại từng trạng thái cụ thể.

LỜI NÓI ĐẦU

Đóng tàu và vận tải biển là ngành công nghiệp quan trọng trên thế giới nói chung

và nước ta nói riêng Hàng năm có rất nhiều tai nạn trên biển xảy ra gây thiệt hại rất lớn

về người và tài sản , những tai nạn đó chủ yếu là do thiên tai mà tàu gặp phải trên biển thiên tai thì khó tránh khỏi nhưng thiệt hại do thiên tai thì chúng ta hoàn toàn có thể giảm nhẹ được, ví dụ như cách bố trí hàng hóa, thuyền viên… trên tàu một cách hợp lý sẽ giúp cho tàu tránh được những trạng thái nguy hiểm như ứng suất, lực cắt, mômen uốn…

Môn Lý thuyết tàu là môn cơ sở ngành đầu tiên nó cho chúng em hiểu về đường

hình, đặc điểm, đặc tính, tính chất của con tàu, và môn Kết cấu thân tàu nó hướng chúng

em đi đến kết cấu, liên kết của từng chi tiết cụ thể của tàu Còn môn Sức bền thân tàu nó

góp phần giải quyết những vấn đề về tính an tòan của một con tàu đủ an toàn tránh được những trường hợp nguy hiểm như khi có sóng, tàu lằm trên đỉnh sóng hay tàu lằm trên đáy

sóng nó gây ra ứng suất cụ bộ rất nguy hiểm Vì vậy môn Sức bền thân tàu sẽ giải quyết

một phần nào của vấn đề an toàn nó cho chúng ta biết về cách bố trí hàng hóa như vậy thì

mức độ nguy hiểm như thế nào Môn Sức bền thân tàu sẽ góp phần cho chúng em hiểu rõ

hơn về đóng một con tàu an toàn và tiết kiệm

Chúng em xin cảm ơn thầy Đoàn Trung Việt đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn

để chúng em hoàn thành bài tập lớn này

A : CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU

Trọng tải của tàu : 10.000 T

Vùng hoạt động : Biển không hạn chế

Thuyền viên : 24 người

Chia tàu thành 20 khoảng sườn lý thuyết Ta có độ lớn của 1 khoảng sườn là l

l =

= 6,616 m

Phân bố khối lượng hàng hóa theo chiều dài của tàu

Các số liệu đề bài : TH1: 100% dự trữ , 0% hàng hóa , 50% dằn

TH2: 100% dự trự, 100% hàng hóa, 0% dằn

- Khối lượng máy móc thiết bị phân bố từ #0→#20

- Hàng hóa 9000T phân bố từ sườn #4→#17

- Trọng lượng thủy thủ 2,4 T #1→#3

- Nhiên liệu và dự trữ #0→#4

BẢN VẼ BỐ TRÍ CHUNG TÀU DẦU 10000T

PHẦN I: CÂN BẰNG TÀU TRÊN NƯỚC TĨNH

I Phân bố trọng lượng trên các sườn

Bảng 1: Số liệu phân bố khối lượng theo từng khoảng sườn

- Từ các số liệu trên ta dùng excel để vẽ đồ lược đồ phân bố khối lượng Trên biểu đồ ứng với mỗi khoảng sườn thì tương ứng với từng khối lượng và được phân bố đều trên sườn

Phân bố trọng lượng tàu Khoảng

Hàng hóa

- Biều đồ phân bố của một số thành phần trọng lượng (T) theo từng khoảng sườn như sau:

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Biểu đồ phân bố trọng lượng vỏ tàu

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Biểu đồ phân bố trọng lượng 100% hàng

Tải trọng hàng hóa phân bố lên tàu là : (dùng phương pháp công họa đồ)

Cộng 6 đồ thị ở phía trên ta được khối lượng (dằn , dự trữ , thủy thủ , máy móc,hang hóa)

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Phân bố tải trọng

II Xác định tọa độ trọng tâm tàu

5, 37 2

5, 37 2

- Điều kiện cân bằng là: ϵ hoặc < (0.05-0.1)

- Vì mớn nước lái thấp hơn mớn nước mũi nên tiến hành dằn tàu lần 1:

5, 37 2

11647.78 111987.44 59.28 48.07 5.83 60.58 57.15 206.27 5.86 5.80

𝐵𝑀𝐿

III Tính toán phân bố lực nổi

PHÂN BỐ LỰC NỔI Sườn

LT

Hệ

Khoảng sườn

Bảng tính và phân bố lực nổi

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Biểu đồ phân bố lực nổi

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Biểu đồ phân bố tổng trọng lượng theo từng khoảng sườn sau khi

dằn

Theo nguyên tắc cộng biểu đồ ta có biểu đồ phân bố tải trọng như sau:

IV Tính lực cắt và momen uốn trên nước tĩnh

10-# 12

11-# 13

12-# 14

13-# 15

14-# 16

15-# 17

16-# 18

17-# 19

18-# 20

19-Biểu đồ phân bố tải tác dụng

q(x)=(2)-Tích phân theo (4)

Tích phân theo (5)

Hiệu chỉnh (5)

Lực cắt (5)-(7) t

(6)xΔL/2 (t.m)

Hiệu chỉnh (9)

Momen uốn M (9)-(10) (t.m)

PHẦN II: CÂN BẰNG TÀU TRÊN SÓNG

Ta tính lực cắt và moment tàu trên sóng theo hướng dẫn của IACS

1 Moment uốn do sóng gây ra

Moment uốn dọc tàu trên sóng tính theo công thức sau đây:

Từ dữ liệu trên ta lập bảng Excel ta lập bảng tính lực cắt và moment tàu trên sóng:

M-PHẦN III: KIỂM TRA ĐỘ BỀN CHUNG THÂN TÀU

Dựa vào mặt cắt ngang khoang hàng giữa tàu

Mặt cắt ngang giữa tàu

Ta có bảng tính độ bền chung sau:

Chọn trục so sánh nằm trùng với mép dưới của tôn đáy dưới

Gọi zo là khoảng cách từ trục trung hòa đến trục so sánh

Theo điều kiện giá trị momen tĩnh của hệ kết cấu đối với trục trung hòa bằng 0, ta có:

n o

i i

Z0 - khoảng cách giữa trục so sánh và trục trung hòa

Zi - khoảng cách từ trọng tâm kết cấu I đến trục so sánh

Fi - diện tích mặt cắt ngang của chi tiết thứ i có trong mặt cắt ngang dầm tương đương

I0i - momen quán tính riêng của diện tích mặt cắt ngang kết cấu đang xét

FiZ20 - momen quán tính chuyển dời từ trục so sánh của kết cấu đang xét đến trục trung hòa

3

3 ax

19943, 67.10

535

gh m

I

cm Z

W đỉnh sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+ 347369,0678)= 2760221,909 (cm3)

 + Đáy sóng :

W đáy sóng = 5,72.(MS+MW)=5,72.( 135187,21+(-375335,9886))= -1373651.014 cm3

Mà: Wgh => mô đun chống uốn của mặt cắt ngang thỏa mãn

Ứng suất uốn chung của mặt cắt ngang:

  với các ứng suất tại đỉnh và đáy sóng => thỏa mãn

So sánh với giá trị ứng suất pháp maxvới giá trị ứng suất pháp giới hạn    gh, ta suy

ra kết cấu tàu đảm bảo đủ điều kiện độ bền dọc