BÀI tập lớn TÍNH TOÁN và xây DỰNG các yếu tố TÍNH nổi tàu THỦY

Đây là bài tập lớn mẫu về tính toán và xây dựng đường cong các yếu tố tính nổi của tàu thủy dựa vào tàu mẫu.Đây là bài tập lớn mẫu về tính toán và xây dựng đường cong các yếu tố tính nổi của tàu thủy dựa vào tàu mẫu.

MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU

BÀI TẬP LỚN

Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính

nổi của tàu đã cho

PHẦN THUYẾT MINH

1: Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi của tàu đã cho

+Áp dụng phương pháp hình thang trong việc tính toán các yếu tố tính nổi.

Các công thức tính các yếu tố trong bài đã sử dụng

21

y y y

y y y

4321

S S S S S S S S T

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

-Tính hoành độ tâm nổi Xc:

2

5052

10

5500551

100

S S S S

S S

X S X S X

S X

S X

43210

2 / 1

2

5 5 4 3 2 1 0

S S S

S S S S S

S S S

S S S S S T

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

2

y y

L dx y x I

L

L y

(m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng

Hệ số diện tích mặt đường nước  :

i i

i i

L B

i i

T B



5 1 25

i i

T B L

y y y T

0

02 2

-Cao độ trọng tâm diện tích mặt cắt ngang Z:

k

i

k k

T

T

oy

y y y

y y

k iy T ydz

zdz y M

0

00



Lần lượt tính toán cho các mặt ĐN và MCN ta đựoc các bản số liệu

Và từ đây ta đi xây dưng được

ĐỒ THỊ BONJEAN và ĐỒ THỊ TÍNH NỔI

1 Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi:

- Tính các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau

- Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương

ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tố tính nổi tính cho

mớn nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định

- 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

- Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S = f(T),

nhóm Xc, Xf, Zc = f(T), nhóm  ,  ,  = f(T), có ghi tỷ lệ xích trên các đường

cong

Dựa vào các công thức tính ở trên, ta có được các bản số liệu sau:

Ở đây, mỗi bản đường nước ta tính 4 yếu tố chính đó là : S, Xf, Ix, Iy

Còn các yếu tố khác ta nhập số liệu và tính toán trên phần mềm EXCELL

Ta sẽ có bảng số liệu tổng hợp và chi tiết khác

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước BOTTOM

TT Sườn

Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

0.00 10.00 7.40 7.40 0.00 0.00 0.00 405.22 405.22 14.80 0.00 0.00 1.00 9_11 7.40 7.40 0.00 1.00 0.00 405.22 405.22 14.80 1.00 14.80 2.00 8_12 7.40 7.40 0.00 2.00 0.00 405.22 405.22 14.80 4.00 59.20 3.00 7_13 7.36 7.32 -0.04 3.00 -0.12 392.87 399.18 14.69 9.00 132.18 4.00 6_14 6.67 6.55 -0.12 4.00 -0.47 281.27 296.74 13.22 16.00 211.55 5.00 5_15 4.74 5.14 0.40 5.00 2.00 135.64 106.43 9.88 25.00 246.93 6.00 4_16 2.57 3.37 0.80 6.00 4.81 38.31 16.97 5.94 36.00 213.88 7.00 3_17 1.15 1.71 0.56 7.00 3.94 4.98 1.50 2.85 49.00 139.80 8.00 2_18 0.31 0.50 0.19 8.00 1.50 0.13 0.03 0.82 64.00 52.16

21

y y y

y y y

yo =2*6*(91.8-0.82/2)=1096.68 - (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*0.756=1.51(m2)

2

5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

.

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

2

y y

L dx

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =451186-1099.75*0.7157*0.7157=450622.7 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL1150

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

21

y y y

y y y

yo =2*6*(138.6-(0.669+0.512)/2)=1656 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*0.52=1.04 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(2336.042-100/2*0.669)=994719.74 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =994720-1657.8*1.3989*1.3989=991476 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL2300

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

y y y

y y y

yo =2*6*(155.928-(1.362+0.637)/2)=1859.14 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*0.769=1.538 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(2853.55-100/2*1.362)=1203315 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =1203315-1864.7*1.3435*1.3435=1199949 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL3450

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

y y y

y y y

yo =2*6*(166099-(1.648+0.652)/2)=1979.3 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*0.651=1.302 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(3268-100/2*1.648)=1376197.3 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =1376197.3-1987.9*0.927*0.927=1374488 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL4600

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

21

y y y

y y y

yo =2*6*(173.212-(1.734+0.97)/2)=2062.3 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*0.799=1.598 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(3635-100/2*1.734)=1533015.9 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =1533016-2072.2*6.1103*6.1103=1532991 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL5700

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

21

y y y

y y y

yo =2*6*(180.745-(1.584+2.978)/2)=2141.5 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*4.272=8.544 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(4095.226-100/2*1.584)=1734923.2 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

y

f I S X

I   =1734923-2156.7*(-1.02)*(-1.02)=1732679 (m4)

Bảng tính các giá trị bổ trợ cho tính toán đường nước WL6900

TT Sườn Nửa Chiều rộng Ym-Yđ Giá trị i: i.(Ym-Yđ) Giá trị: y³ Ym+Yđ i² i²(Ym+Yđ)

21

y y y

y y y

yo =2*6*(194.212-(0.05+4.9)/2)=2300.9 (m2) Phần S dư ở đuôi: Sđ=2*10.525=21.05 (m2)

2 5

5

4

3

2

1 0

100102

10

010

0101

92

83

74

65

y y y

y y y

y y

y y y

y y

y y

y y

y y

30310310393

231302

2

y y y y y

y y

L dx

y I

L

L x

2

5 ) (

5

) (

1 0 2

2 0 10 2 4

2 5 3 2

2

y y

L dx y x I

L

L y

=2*6*6*6*(5114.9-100/2*4.949)=2102754 (m4)

-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2. f

2 Tính toán và xây dựng đồ thị Bonjean:

Cách thực hiện:

-Lần lượt tính giá trị diện tích của các mặt cắt ngang của tàu i(i=0  n)

tương ứng với sự thay đổi của mớn nước Tj (j=0  k)

-Dựng hệ trục OT  , trong đó trục tung OT biểu diễn mớn nước tàu T và

trục hoành O  biểu diễn chiều dài tàu L theo tỷ lệ xích nhất định

-Tại vị trí mặt cắt ngang thứ i, lần lượt đặt theo các mớn nước Tj(j=0  k)

các đoạn biểu diễn cho gía trị diện tích cho các mặt cắt ngang itheo một tỷ

lệ xích nhất định và nối đỉnh các đoạn thẳng lại với nhau để hình thành các

đồ thị  =f(T)

-Tương tự ta cũng tính toán xây dựng được đường cong mômen

-Chú ý tỷ lệ theo chiều dài và chiều cao tàu phải khác nhau và phải ghi đầy đủ tỷ lệ xích của các đại lượng trên đồ thị

Bảng công thức tính diện tích mặt cắt ngang và mômen diện tích

Diện tích ω(m2

)=

∆T.[3]

Tay đòn [2].[5]

Từng cặp tổng của cột [6] cộng vào từ trên xuống

y y y T

0

02 2

Cao độ trọng tâm diện tích mặt cắt ngang Z được tính theo công thức:

k

i

k k

T

T

oy

y y y

y y

k iy T ydz

zdz y M

0

00

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

WL6900 10.385 97.473 112.094 6 62.310 340.458 450.256

Bảng tính cho sườn số 5

Nửa Từng cặp tổng

Diện tích Tay

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

WL6900 10.40 119.82 137.80 6.00 62.40 372.14 492.16

Bảng tính cho sườn số 8,9,10,11,12

Nửa Từng cặp tổng

Diện tích Tay

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]

vào từ trên xuống ∆T2.[7]