Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực đà nẵng, chương 14

Xác định đường cong lực nổi theo chiều dài tàuKhi tàu hoạt động trong môi trường nước, tất cả những thành phần ngoại lực tác dụng theo chiều dài tàu là phân bố đều và theo một quy luật tuyến tính. Mặt khác áp lực nước tác dụng lên bề mặt vỏ tàu sẽ thay đổi theo diện tích tiếp xúc và sự thay đổi này được theo định luật Acsimet: D = .V (tấn) Trong đó V: thể tích chiếm nước của tàu (m3), được xác định từ đồ thị thuỷ tĩnh của tàu (hình vẽ trang sau): Khối...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích và thiết kế kết cấu một mẫu tàu câu vỏ gỗ khu vực đà nẵng, chương 14 64 Chương 14: Xác định đường cong lực nổi theo chiều dài tàu Khi tàu hoạt động trong môi trường nước, tất cả những thànhphần ngoại lực tác dụng theo chiều dài tàu là phân bố đều và theomột quy luật tuyến tính. Mặt khác áp lực nước tác dụng lên bề mặtvỏ tàu sẽ thay đổi theo diện tích tiếp xúc và sự thay đổi này đượctheo định luật Acsimet: D = .V (tấn)Trong đó V: thể tích chiếm nước của tàu (m3), được xác định từ đồthị thuỷ tĩnh của tàu (hình vẽ trang sau). : Khối lượng riêng của nước (tấn/m3),với nước biển ta có =1,025 (tấn/m3). D: thành phần thẳng đứng của áp lực nước tác dụng lên vỏtàu (tấn) Nếu chỉ xét trong phạm vi từng khoảng sườn lý thuyết thì quyluật phân bố của lực nổi b(x) sẽ được xác định theo công thức: b(x) = .(x).L = . V(x) b(x) =    ( x)dx     i    0   n   L  0  1  ...   n     0   n  L n       0  i 0  2    2  Vì trong phạm vi mỗi khoảng sườn, thể tích phần thân tàuchìm dưới nước được tính gần đúng bằng tích chiều dài khoảng 65sườn L với diện tích mặt cắt ngang giữa khoảng sườn k nên ta cóthể xây dựng công thức tính b(x) gần đúng như trên. k được xácđịnh từ đồ thị BonGien có giá trị phụ thuộc vào chiều chìm tàu, xácđịnh theo mớn nước mũi và đuôi. 65 Tỉ lệ bản vẽ M =0,02m2/mmHình 3.7 : Đồ thị BonGien 66 Việc xây dựng quy luật phân bố lực nổi trong phạm vi từngkhoảng sườn (theo chiều dài tàu) thực chất là đi tìm đường nướcthực tế, tức là xác định vị trí cân bằng dọc của tàu trên nước. Đểtàu nổi cân bằng thì P = D(điều kiện cân bằng lực) và XG = Xc(điều kiện cân bằng moment). Từ kết quả của bảng phân bố trọnglượng các tải trọng và dựa vào đường cong thuỷ tĩnh (hình 3.2) củatàu xác định mớn nước trung bình Ttb, hoành độ trọng tâm XG,hoành độ tâm nổi XC và một số thông số cơ bản khác của mặtđường nước thực tế của tàu. Nếu XG và XC không nằm trên cùng một đường thẳng đứngthì tàu sẽ bị nghiêng dọc và khi đó phải tìm được đường nước thựctế của tàu để có thể xác định chính xác sự phân bố lượng chiếmnước dọc theo chiều dài tàu. Quá trình xác định đường nước thựctế của tàu như vậy gọi là quá trình cân bằng dọc tàu. Điều kiện đảm bảo tàu cân bằng dọc là:  D  Di  D  (0,1  0,5)%    X G  X C  (0,01  0,05)%   LTrong đó: D,XG: trọng lượng chiếm nước và hoành độ tâm tàu đang xét. Di, XC: trọng lượng chiếm nước và hoành độ tâm nổi đangtính. Quá trình xác định đường nước thực tế và xác định lực cắt, 67moment uốn của tàu chia ra hai trường hợp như sau:1. Trường hợp tàu nổi trên nước tĩnh. Đường nước lý thuyết  Xc L/2 Hình 3.8: Đường nước thực tế của tàu trên nước tĩnh Từ kết quả tính trọng lượng tàu trong bảng trên, sử dụng đồthị đường cong thuỷ tĩnh của tàu ta xác định được các thông số cơbản như sau: + Hoành độ trọng tâm mặt đường nước: XF = - 0,193 (m) + Hoành độ tâm nổi : XC = -0,09 (m) + Bán kính tâm ổn định dọc :R = 21,6 (m) + Mớn nước trung bình : Ttb = 1,574 (m) + Hoành độ trọng tâm : XG = 0,127 (m) Từ các thông số trên ta xác định mớn nước Tm và mớn nướcTđ của tàu theo các công thức: Tm = T + Tm = T + tg  T + (L/2 – Xf).(3 - 13a) Tđ = T + Tđ = T - tg  T – (L/2 + Xf).(3 - 13b)Trường hợp XG  XC ta có Md = P(XG – XC) và Md = Mhp 68 XG  XC  P.Ho. = P.(XG – XC)   = (Ho = R) HoSuy ra: Tm = T + Tm = T + (L/2 – Xf).(XG – XC)/R = 1,574 + (18/2 + 0,193).(0,127+0,09)/21,6 =1,67 (m) Tđ = T + Tđ = T – (L/2 + Xf).(XG – XC)/R = 1,574 – (18/2 – 0,193).(0,127 + 0,09)/21,6 = 1,4 85 (m) Tm  1, 67( m)Vậy:  Td  1, 485(m)Đặt giá trị Tm và Tđ vào đồ thị BonGien Hình 3.9 Đường nước thực tế của tàu thiết kế trên nước tĩnhTừ đồ thị trên xác định được diện tích của mặt cắt ngang i trênmặt nước tĩnh như sau: 0 = 0 (m2) 7 = 5,38 (m2) 14 = 4,94 (m2) 1 = 0 (m2) 8 = 5,46 (m2) 15 = 4,58 (m2 ...