BÀI tập TÍNH sức bền THÂN tàu

Đây là bài mẫu của bài tập lớn tính sức bên thân tàu thủy. Đây là bài mẫu của bài tập lớn tính sức bên thân tàu thủy. Đây là bài mẫu của bài tập lớn tính sức bên thân tàu thủy. Đây là bài mẫu của bài tập lớn tính sức bên thân tàu thủy. Đây là bài mẫu của bài tập lớn tính sức bên thân tàu thủy.

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

Em xin cảm ơn cô Ngô Thị Mai Ka đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn để em

hoàn thành bài tập lớn này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên sai sót

là điều khó tránh khỏi, nên em rất mong thông cảm và chỉnh sửa cho em

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

A : CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU

Trọng tải của tàu : 8700T

Vùng hoạt động : Biển không hạn chế

Thuyền viên : 20 người

Phân bố khối lượng hàng hóa theo chiều dài của tàu

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

- Khối lượng máy móc thiết bị phân bố từ (S1S5) , (S10S12)và (S17 S20)

- Hàng hóa 8700T phân bố từ sườn (S4S18)

- Trọng lượng thủy thủ 2T (S1S4)

- Dữ trữ 100T (S0 S15)

PHẦN I : CÂN BẰNG TÀU TRÊN NƯỚC TĨNH

I : Phân bố trọng lượng trên các sườn

Bảng I : 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

Biểu đồ 1: Phân bố khối lượng vỏ tàu

Biểu đồ 3: Phân bố khối lượng cơ cấu

Biểu đồ 4: Phân bố khối lượng thiết bị

Biểu đồ 5: Phân bố khối lượng thuyền viên

Biểu đồ 6: Phân bố tải trọng dự trữ

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) ta được đồ thị sau :

Biểu đồ 7: Phân bố tải trọng

Xác định tọa độ trọng tâm của tàu

STT Thµnh phÇn 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 Tæng theo

hµng ngang (T)

II XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG PHÂN BỐ LỰC NỔI THEO CHIỀU DÀI KHI TÀU NẰM CÂN BẰNG TRÊN NƯỚC TĨNH

A Cân bằng dọc tàu trên nước tĩnh

Để tàu nổi cân bằng trên nước cần thỏa mãn điều kiện về lực và mômen tác dụng lên tàu như sau:

Hình 1

Từ kết quả P=7201 tấn, sử dụng đồ thị đường cong thủy tĩnh của tàu ta

xác định các thông số cơ bản sau: (sau khi đo trên tàu mẫu ta nhân với các hệ

số kb, kh tương ứng ra số liệu tàu thiết kế)

LCF (m)

LCB (m)

dm(m)

D ( tấn) Giá trị 138,5 -1,88 2,07 2,03 4.83 7201

 Từ bảng trên ta xác định được giá trị da và df của tàu đang thiết kế:

6, 352

3, 422

 Tiến hành cân bằng:

Tiến hành dằn két dằn ở vị trí sườn 16-20 với dung tích là 921,74 tấn

Ta có bảng phân bố tải trọng mới như sau:

STT Thµnh phÇn 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 Tæng theo

hµng ngang (T)

 Từ đó ta lập được bảng tóm tắt các giá trị sau:

Thông số BML

(m)

LCG (m)

LCF (m)

LCB (m)

dm(m)

D ( tấn) Giá trị 130,5 1,95 1,66 2,01 5,4 8122,7

 Từ bảng trên ta xác định được giá trị da và df của tàu đang thiết kế:

5, 422

5, 372

B Tính toán và phân bố lực nổi

STT Diện tích sườn

ngâm nước

Hệ số tay đòn

(2) x (3) ʃ(2) bx = (5).ΔL/2 Khoảng

Biểu đồ 8: Phân bố lực nổi

Biểu đồ 9: Phân bố trọng lượng

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

Biểu đồ 10: Phân bố tải trọng

III TÍNH LỰC CẮT VÀ MOMENT UỐN TRÊN NƯỚC TĨNH

Lực cắt (5- 7)

(6) ΔL/2

Hiệu chỉnh (9)

Momen uốn (9- 10) (1) (2) (3)

(4) (5) (6)

(7) (8) (9)

(10)

(11)

139,6 -370,6 157,2 -296,8 -959,8 1080,6 -2040,4

Bảng V: Tính lực cắt và moment trên nước tĩnh

Biểu đồ 11 : Biểu đồ lực cắt trên nước tĩnh

15_16 350,3 485,9 -135,6

629,8

1672,1 209,5 -839,4

4330,6 1440,8 -5771,4 16_17 479,2 431,2 47,9

581,9

1544,8 222,6 -804,5

4001,1 1530,8 -5531,9 17_18 674,7 332,0 342,7

239,3 -635,2 235,7 -475,0

1645,1 1620,9 -3266,0 18_19 449,5 216,8 232,7 -6,5 -17,4 248,8 -255,4 -45,0 1710,9 -1755,9

Biểu đồ 12 : Biểu đồ moment uốn trên nước tĩnh

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:

5_6

16053,69 6_7

-0,9825 0,82 603,95 -504,06 0,8125 15517,66

18972,54 7_8

-0,9475 0,74 582,44 -454,89 0,9375 17904,99

21891,39 8_9

23350,82 9_10

23350,82 10_11

23350,82 11_12

23350,82 12_13

23350,82 13_14

-0,96 0,925 590,12 -568,61 0,9286 17735,01

21683,57 14_15

18346,74 15_16

15012,24 16_17

11675,41 17_18 0,8085 0,835 496,99 -513,28 0,3571 6820,13 -8338,58

Biểu đồ 13 : Biểu đồ lực cắt trên sóng

Biểu đồ 14 : Biểu đồ moment trên sóng

Ta tổng hợp được biểu đồ lực cắt và moment sau:

Biểu đồ 15 : Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ 16 : Biểu đồ moment

PHẦN III KIỂM TRA ĐỘ BỀN CHUNG THÂN TÀU

A XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT PHÁP

Dựa vào mặt cắt ngang sườn số 59, ta tính ứng suất pháp:

Xác định vị trí trục trung hòa:

TT Tªn c¬ cÊu Quy c¸ch Fi (m2) Zi (m)

FiZi (m3)

FiZ2 i(m4) J0 (m4)

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

3.21 1.332

n o

i i

Với giả thuyết mặt cắt ngang tàu đối xứng qua trục Oz, giá trị

moment quán tính chính của diện tích mặt cắt ngang dầm tương đương (hay

mặt cắt ngang thân tàu_ đối với trục trung hòa)

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 ax

5271131,6(cm ) => mô đun chống uốn của mặt cắt ngang thỏa mãn

Ứng suất uốn chung của mặt cắt ngang:

 Trong đó:

Mmax là moment uốn lớn nhất trên đỉnh sóng và đáy sóng I: (cm2.m2) quán tính của mặt cắt ngang đang xét đến đường trung hòa

Zi (m) : khoảng cách từ đường trung hòa đến kết cấu Kiểm tra bền tại tiết diện nguy hiểm:

Trong đó:

i Z

I

W  là mođun chống uốn của mặt cắt ngang Giá trị W nhỏ nhất

khi Zi lớn nhất, nghĩa là xa trục trung hòa nhất Tại những vị trí đó ứng suất đạt giá trị lớn nhất

  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

W

M

Z I M

i





