Thiết kế tàu thủy ( Trần Công Nghị - Nxb ĐH quố gia ) - Chương 5

PHƯƠNG TRÌNH ỔN ĐỊNH TÀU - TÍNH ÊM TÀU5.1 ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH TÀU TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾĐảm bảo ổn định tàu trong mọi điều kiện hoạt động là một trong những yêu cầu cơ bản của thiết kế tàu. Trước khi tìm cách áp đặt công thức cho các bài toán thiết kế người thiết kế cần nắm bắt các yêu cầu tối thiểu về ổn định đề ra cho tàu thủy, gồm tàu chạy biển, tàu sông. Đường cong momen phục hồi của tàu luôn là đối tượng tìm hiểu và nghiên cứu của tất cả...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế tàu thủy ( Trần Công Nghị - Nxb ĐH quố gia ) - Chương 5104 CHÖÔNG 5 5 Chöông PHÖÔNG TRÌNH OÅN ÑÒNH TAØU - TÍNH EÂM TAØU5.1 ÑAÛM BAÛO OÅN ÑÒNH TAØU TRONG GIAI ÑOAÏN THIEÁT KEÁ Ñaûm baûo oån ñònh taøu trong moïi ñieàu kieän hoaït ñoäng laø moät trong nhöõng yeâucaàu cô baûn cuûa thieát keá taøu. Tröôùc khi tìm caùch aùp ñaët coâng thöùc cho caùc baøi toaùnthieát keá ngöôøi thieát keá caàn naém baét caùc yeâu caàu toái thieåu veà oån ñònh ñeà ra cho taøuthuûy, goàm taøu chaïy bieån, taøu soâng. Ñöôøng cong momen phuïc hoài cuûa taøu luoân laø ñoái töôïng tìm hieåu vaø nghieân cöùucuûa taát caû caùc ngöôøi ñoùng taøu quan taâm ñeán oån ñònh. Tieâu chuaån oån ñònh cuûa conngöôøi ñaët ra trong thôøi gian ñaàu döïa vaøo ñöôøng naøy laøm cô sôû chính. Maëc daàunhöõng ngöôøi nghieân cöùu oån ñònh taøu ñaõ coù nhöõng böôùc tieán lôùn trong khi tìm hieåubaûn chaát oån ñònh, theå hieän beân ngoaøi naøy cuûa oån ñònh vaãn coøn laø ñoái töôïng thuhuùt söï chuù yù. Moät trong nhöõng tieâu chuaån ñaàu tieân ñöôïc Rahola trình baøy trong luaän aùntieán só (1939) ñeà caäp chuû yeáu ñeán ñöôøng cong momen phuïc hoài. OÂng phaân tích loaïttaøu ñang hoaït ñoäng thôøi baáy giôø vaø thu thaäp tin töùc veà loaït taøu ñaõ bò laät tröôùc ñoù,töø ñoù veõ laïi taát caû ñöôøng cong momen tónh cho toaøn boä taøu. Ñoà thò naøy ñöôïc chialaøm ba nhoùm, nhoùm ñaàu daønh cho caùc taøu ñöôïc ñaùnh giaù ñaõ bò maát oån ñònh trongkhai thaùc vaø nhoùm thöù hai choïn trong caùc taøu coøn laïi vôùi khaû naêng coù theå seõ bòmaát oån ñònh vaøo moät luùc naøo ñoù veà sau, nhoùm thöù ba goàm caùc taøu ñaõ laøm vieäc antoaøn vaø khaû naêng naøy coøn nhieàu cô hoäi keùo daøi. Töø keát quaû thoáng keâ, Rahola veõmoät ñöôøng cong oån ñònh tónh, khoâng töø moät taøu cuï theå naøo, ñi qua caùc giôùi haïnbaáp beânh giöõa oån ñònh vaø khoâng oån ñònh. Neáu taøu ñöôïc ñoùng ra coù ñöôøng cong oånñònh tónh ít nhaát khoâng “xaáu” hôn ñöôøng vöøa laäp seõ ñöôïc coi laø oån ñònh. Ngöôïclaïi, ñöôøng cong oån ñònh taøu thaät thaáp hôn ñöôøng vöøa laäp, khoâng theå coi laø oånñònh. YÙ ñoà naøy sau ñoù ñöôïc bieán thaønh tieâu chuaån oån ñònh taøu, taát nhieân coù söïphaùn xeùt vaø quyeát ñònh cuûa caùc cô quan phaùp lyù töø phía Nhaø nöôùc. Ñoà thò tieâu chuaån cuûa Rahola coù daïng sau: ϕ (°) 20 30 40 GZ(ϕ) (m ) 0,14 0,20 0,20 Chieàu cao taâm oån ñònh ban ñaàu GM = 0,20m. Goùc taïi ñoù GZ ñaït giaù trò lôùnnhaát kyù hieäu GZ max , naèm taïi vò trí ϕm = 35°. Goùc laën treân ñoà thò ϕV = 60°. 105PHÖÔNG TRÌNH OÅN ÑÒNH TAØU - TÍNH EÂM TAØU Laäp tieâu chuaån theo daïng naøy ngöôøi vieát phaûi chaáp nhaän giaû thieát, ñöôøngcong oån ñònh tónh cuûa taøu treân nöôùc tónh laø cô sôû chính thöùc, tuy khoâng duy nhaát,ñeå xeùt oån ñònh. Vaø nhö vaäy nhöõng yeáu toá mang tính vaät lyù töø moâi tröôøng taùc ñoängthöôøng leä leân taøu nhö gioù, soùng nöôùc, nhöõng chuyeån ñoäng cuûa taøu nhö laéc, vaän toáctieán... khoâng aûnh höôûng ñeán qui trình tính. Noùi caùch khaùc chuùng ta chæ xeùt ñöôøngoån ñònh tónh nhö moät ñöôøng cong toaùn hoïc, khoâng mang tính cô hoïc. Keát quaû theo phöông phaùp thoáng keâ naøy, veà ñònh tính raát phuø hôïp vôùi ñöôøngoån ñònh lyù thuyeát ñaõ ñöôïc Denny ñeà ra tröôùc ñoù raát laâu, töø 1883. Treân ñöôøng congDenny giaù trò GZ taïi ϕ = 30° vaø 40° khoâng nhoû hôn 0,244m; giaù trò GM = 0,244mvaø goùc laën ϕV = 70°.5.1.1 Vai troø GM trong oån ñònh Chieàu cao taâm oån ñònh ban ñaàu GM laø thöôùc ño oån ñònh ban ñaàu. Coâng thöùctính chieàu cao GM ban ñaàu nhö sau: GM = KM − KG (5.1) J KM = KB + BM = KB +trong ñoù (5.2) V Chieàu cao treân ñaây phuï thuoäc vaøo ñoä daâng chieàu cao troïng taâm taøu: - Neáu G daâng cao hôn M, chieàu cao GM < 0. - Tröôøng hôïp G truøng vôùi M, chieàu cao naøy baèng 0. - Giaù trò GM > 0 neáu G naèm thaáp hôn M. Ñoä doác cuûa ñöôøng oån ñònh taïi thôøi ñieåm ñaàu tieân, tính baèng ñaïo haøm cuûa dGZ( ϕ)GZ ( ϕ) theo ϕ, hieåu theo caùch sau: ñoä doác = ϕ= 0 , coøn giaù trò baûn thaân cuûa dϕ ...