Đáp án: độ bền tàu thủy

1) Trình bày các giả thiết và công thức tính lực cắt , momen uốn thân tàu trong phần “độ bền chung”, theo thứ tự:mô hình tính thân tàu, các giả thiết, mô hình tải cùng các điều kiện ràng buộc, công thức tính lực cắt, momen uốndọc. Vẽ và giải thích đồ thị tải, lực cắt, momen uốn đặc trưng cho tàu thường gặp (ví dụ cho tàu vận tải hàng khô,trạng thái chở đầy hàng).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đáp án: độ bền tàu thủyĐáp án “Độ bền tàu thủy”1) Trình bày các giả thiết và công thức tính lực cắt , momen uốn thân tàu trong phần “độ bền chung”, theo thứ tự:mô hình tính thân tàu, các giả thiết, mô hình tải cùng các điều kiện ràng buộc, công thức tính lực cắt, momen uốndọc. Vẽ và giải thích đồ thị tải, lực cắt, momen uốn đặc trưng cho tàu thường gặp (ví dụ cho tàu vận tải hàng khô,trạng thái chở đầy hàng). Thân tàu nằm trên nước tĩnh giới thiệu tại hình a. Nếu ký hi ệu phân b ố tr ọng l ượng tàu t ạithời điểm xem xét là p(x), hình 1.1a, còn phân bố lực nổi là b(x), hình 1.1b, phân bố tải trọng tácđộng lên thân tàu sẽ là: q(x) = p(x) - b(x) (a) Phân bố trọng lượng p(x) gồm tập họp phân bốtrọng lượng tàu không, phân bố hàng chứa trên tàu vv,tùy thuộc điều kiện khai thác. Phân bố lực nổi từ nướctác động đến thân tàu phụ thuộc cấu hình tàu, tư thếtàu trong nước. Phân bố q(x) tính theo (a) có dạng đặc trưng giớithiệu tại hình c. Tàu nằm cân bằng trên nước biểu đồ tại hình cthỏa mãn điều kiện cân bằng lực, tức là diện tích dướiđường gãy khúc, nằm trên trục Ox, bằng diện tíchphần nằm dưới trục này, và thỏa mãn đồng thời đi ềukiện cân bằng momen. Biểu đồ lực cắt thân tàu trình bày tại hình d, là kếtquả phép tích phân phân bố q(x): x F ( x) = ∫ q ( x)dx 0 Momen uốn thân tàu, tính theo công thức: x x x M ( x) = ∫ F ( x)dx = ∫ ∫ q( x)dxdx 0 0 0trình bày tại hình e. Thân tàu như dầm trên nền đàn hồi, dưới tác độngmomen uốn dọc đang xem xét sẽ bị vồng lên(hogging) hoặc võng (sagging). Hình 1.1 Phân bố tải, lực cắt, momen uốn tàu, tinh cho trường hợp tàu nằm trên nước tĩnh2) Trình bày công thức tính ứng suất do uốn dọc tàu. Vẽ mặt cắt ngang tương đương tàu vận tải hàng khô thườnggặp, giải thích cách tính momen quán tính mặt cắt, trục trung hòa, và công thức tính mô đun chống uốn (theo nghĩasection modulus). Vẽ biểu đồ ứng suất do uốn. Ứng suất mép trên của tấm boong, mép ngoài tấm đáy tính như thếnào? Trình bày ý nghĩa mô đun chống uốn. Mặt cắt ngang thân tàu có dạng kết cấu thành m ỏng. Dưới tác đ ộng c ủa momen u ốn, ứngsuất trong thân tàu, tại vị trí mặt cắt qua tọa độ x thân tàu, tính theo công thức quen thuộc: M σ = ± .z (a) Itrong đó M - momen uốn tại mặt cắt qua x, I - momen quán tính m ặt c ắt so v ới tr ục trung hòacủa nó, z - khoảng cách từ trục trung hòa đến điểm tính toán, đo theo trục 0z. Công thức tính ứng suất tại tấm boong, tấm đáy: M σ= (b) W Trong công thức này W = I/zmax có tên gọi mođun chống uốn của mặt cắt ngang. Giá trị Wnhỏ nhất khi z nằm xa trục trung hòa nhất. Với những vị trí mà W đạt giá trị nhỏ nhất ứng suấtđạt giá trị lớn nhất.3) Trình bày công thức tính ứng suất cắt tại mặt cắt bất kỳ của dầm thẳng, trường hợp mặt cắt dầm hình chữ nhật(chiều cao h của mặt cắt lớn hơn chiều rộng b), lực cắt F. Công thức tính ứng suất cắt mạn tàu vận tải mặt cắtngang dạng hộp, biết rằng chiều rộng tàu B, chiều cao mạn H, chiều dày tôn mạn t, chiều dày boong và đáy t. Lựccắt thân tàu tại mặt cắt đang nêu F. Vai trò ứng suất cắt trong đánh giá độ bền tàu. Ứng suất cắt tính theo biểu thức: F ( x ).S * τs = I ( x).b Với dầm có tiết diện hình chữ nhật rộng b, cao h, S* và Ix có dạng như tại hình: τ xz bdx = ∫ h/2 ( M + dM ) z dA − h/2 Mz z1 Iy ∫ z1 Iy dATừ phương trình này có thể xác định ứng suất cắt: h / 2 dM 1 τ xz = ∫ zdA z1 dx bI y dM 1 h/2Trường hợp b = const, Iy = const có thể viết τ xz = dx bI y ∫ z1 zdA với F = dM/dxhay là F ...