Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 12

Xác định ứng suất chung trong kết cấu thân tàuVề mặt lý thuyết, khi tính sức bền chung có thể xem thân tàu như là một dầm rỗng, thành mỏng, có mặt cắt ngang phẳng và tuân theo lý thuyết về dầm chịu uốn. Theo lý thuyết này thì các ứng suất pháp và ứng suất tiếp xuất hiện trong các mặt cắt ngang của tàu xác định ở mỗi khoảng cách đến trục trung hòa sẽ thay đổi theo quy luật tuyến tính dọc theo chiều cao mặt cắt ngang và giữ nguyên không đổi theo chiều rộng mặt...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ, chương 12 Chương 12: Xác định ứng suất chung trong kết cấu thân tàu Về mặt lý thuyết, khi tính sức bền chung có thể xem thân tàunhư là một dầm rỗng, thành mỏng, có mặt cắt ngang phẳng và tuântheo lý thuyết về dầm chịu uốn. Theo lý thuyết này thì các ứng suấtpháp và ứng suất tiếp xuất hiện trong các mặt cắt ngang của tàuxác định ở mỗi khoảng cách đến trục trung hòa sẽ thay đổi theoquy luật tuyến tính dọc theo chiều cao mặt cắt ngang và giữnguyên không đổi theo chiều rộng mặt cắt ngang. Giả thiết nàyđược kiểm chứng nhiều lần bằng thử nghiệm độ bền trên biển vàtrong ụ. Trên cở sở giả thiết đó có thể xác định ứng suất pháp vàứng suất tiễpuất hiện trong các kết cấu dọc của thân tàu theo cáccông thức cơ học kết cấu thân tàu như sau: + Ứng suất pháp: Mzi  I Trong đó: M- là mômen uốn tác dụng trong mặt cắt ngang đangxét zi- là khoảng cách tính từ kết cấu dọc đang xét đến trụctrung hòa I- là mômen quán tính chính của diện tích mặt cắt ngangcủa các kết cấu dọc đang xét đối với trục nằm ngangĐể thuận tiện trong tính toán thường biểu thị công thức trên dưới dạng   k .z M .103 Với k I Trong đó [ M (tấn/m); z (cm) ]. Do mômen quán tính chính I của mặt cắt ngang luôn dương nêndấu của các ứng suất trong kết cấu I được xác định theo dấu củamômen M và cao độ trọng tâm zi. Do đó khi tàu nằm trên đỉnh sóng,mômen uốn trong thân tàuxác định ở phần trên dương nên ứng suấttrong các kết cấu thân tàu nằm trên trục trung hòa dương (ứng suấtkéo ) và ứng suất trong các kết cấu thân tàu nằm phía dưới trục trunghòa sẽ âm (ứng suất nén) và bị uốn cong, các giá trị ứng suất xuất hiệntrong các kết cấu thân tàu cần thiết phải xác định được các yếu tố củamặt cắt ngang thân tàu như diện tích và mômen quán tính. Cácphương pháp tính sức bền chung truyền thống hiện nay thường giảiquyết vấn đề này dựa trên cơ sở thay thế toàn bộ kết cấu thân tàu bằngmột dầm tương đương với thân tàu. + Ứng suất tiếp: Xuất hiện trong các kết cấu dọc khi uốn chung thân tàu được xácđịnh theo công thức N .S  I .t Trong đó: N- là lực tác dụng trong mặt cắt ngang đang xét. S- là mômen tĩnh của diện tích mặt cắt ngang của cáckết cấu dọc Nằm về một điểm xác định ứng suất đối với trụctrung hòa I- là mômen quán tính của mặt cắt ngang so với trụctrung hòa t- tổng chiều dày của kết cấu đang xét H/2 H/2 Zo Hình 3.2Trong quá trình tính toán có các thông số sau: + khoảng cách zo giữa truch trung hòa và trục so sánh B 26.28 zo    0.014 A 1912.5 + Mômen quán tính của tất cả các mặt cắt ngang của dầmtương đương đối với trục trung hòa. B2 26.282 2 2 I  2(C  A.z )  2(C  )  2(2711.9  2 o )  5423.1 (m .cm ) A 1912.5Trong đó: A= 1912.5 là tổng diện tích các kết cấu dọc B= -26.28 là tổng mômen tĩnh của diện tích các kết cấudọc so Với trục so sánh C= 2711.9 là mômen quán tính nửa mặt cắt so với trụcso sánh + Môđun chống uốn của mặt cắt ngang so với điểm xa nhất củamặy boong I 5423.1 wb    4017.1 (m.cm2) zb 1.35 + Mômen chống uốn của mặt cắt ngang so với điểm xa nhấtcủa đáy I 5423.1 Wd   =4519.25 (m.cm2) zd 1.2Ứng suất pháp do uốn chung trong các kết cấu của dầm tươngđương khi tàu nằm trên đỉnh sóng và đáy sóng được xác định theocông thức: M .z  (kg/cm2) I M: là mômen uốn tính toánZ: là khoảng cách từ kết cấu đến truch trung hòa ...