TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ KIỂM TRA ĐỘ BỀN DỌC CHUNG TÀU HÀNG 8700T

bé GIAO THÔNG VậN TảI
Trờng đại học hàng hải VIệT NAM

khoa đóng tàu
-----------&----------

Thiết kế tốt nghiệp

đề tài: tính toán kết cấu và kiĨm tra bỊn däc chung
cho tàu hàng bách hoá trọng t¶i 8700T,
hoạt động vùng biển không hạn chế.

Giáo viên hớng dẫn: Th.S. nguyễn văn hân

Sinh viên thực hiện: vũ văn tuyển

Lớp: vtt-43-đh2

Hải phòng - 2006 1

Nội dung của đề tài

PhÇn 1: Giíi thiƯu chung
PhÇn 2: Tổng quan về tàu hàng bách hoá 8700T

PhÇn 3: Tính toán kết cấu
Phần 4: Kiểm tra bền dọc chung thân tàu

2

PhÇn 1: Giíi thiệu chung

* Mục đích của đề tài

* Cơ sở lý luận và phơng pháp nghiên cứu
* Tình hình nghiên cứu ë trong níc vµ thÕ giíi

3

Phần 2: tổng quan về tàu hàng bách hoá 8700t

ã Chiều dài lớn nhất: LOA = 111,8 (m)

ã Chiều dài giữa hai đờng vuông góc: LPP = 103,6 (m)

• ChiỊu réng thiÕt kÕ: B = 18,6 (m)

ã Chiều cao mạn: D = 9,65 (m)

ã Chiều chìm tàu: d =7,5 (m)

ã Tốc độ: v = 12,5 (hl/h)

ã Công suất máy chính: P = 3090 (KW)

ã Tải trọng thiết kế: Pn = 8700 (T)

ã Vùng hoạt động: Biển không hạn chế

ã Tên tàu: GRACE CASABLANCA

ã Thiết kế: KITADA

ã Thuyền viên: 20 ngời

ã Loại tàu: Tàu hàng bách hoá

ã Các loại hàng chuyên chở: Hàng hạt, hàng bao kiện, gỗ.

4

5

6

7

Phần 3: TíNH TOáN KếT CấU

1. Qui phạm áp dụng:
Với đặc điểm của tàu thiết kế ta sử dụng Qui phạm phân

cấp và đóng tàu biển vỏ thép 2003 phần 2A để tính toán
2. Vật liệu đóng tàu:

VËt liƯu sư dụng là các loại thép thông dụng có mác thép:
KA, KB, KD, KE.
3. Néi dung tÝnh to¸n kÕt cÊu :

Kết cấu khoang đuôi
KÕt cÊu khoang m¸y

KÕt cÊu khoang hµng
KÕt cÊu khoang mịi
S¬ ®å tÝnh to¸n kÕt cÊu tõng khoang cơ thĨ nh sau:

8

Kết cấu khoang đuôi

Dàn vách Dàn đáy Dµn mạn Dàn boong

- Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kÕt cÊu
- TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiều

dày tôn dày tôn dày tôn dày tôn
- Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cÊu

9

Kết cấu khoang máy

Dàn vách Dàn đáy Dµn mạn Dàn boong

- Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kÕt cÊu
- TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiều

dày tôn dày tôn dày tôn dày tôn
- Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cÊu

10

Kết cấu khoang hàng

Dàn vách Dàn đáy Dµn mạn Dàn boong

- Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kÕt cÊu
- TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiều

dày tôn dày tôn dày tôn dày tôn
- Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cÊu

11

Kết cấu khoang mũi

Dàn vách Dàn đáy Dµn mạn Dàn boong

- Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kết cấu - Sơ đồ kÕt cÊu
- TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiỊu - TÝnh to¸n chiều

dày tôn dày tôn dày tôn dày tôn
- Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cấu -Tính toán cơ cÊu

12

13

14

PhÇn 4: kiĨm tra bỊn däc chung

4.1 Lý thuyết
- Xác định độ bền dọc chung thân tàu theo qui phạm
- Phơng pháp sử dụng để xác định độ bền dọc chung thân tµu

15

4.1.1. Xác định độ bền dọc chung thân tàu theo Quy phạm.

+ Mômen uốn bổ sung của tàu trên sóng
MW(+) = + 0,19C1C2L12.B.Cb’
MW(-) = - 0,11C1C2L12.B.(Cb’ + 0,7)

+ Lùc c¾t bổ sung của tàu trên sóng
FW(+) = + 0,3.C1C3.L1.B.(Cb’+ 0.7
FW(-) = - 0,3.C1C4 L1B.(Cb+ 0.7)

+ Mômen chống uốn tại tiết diện ngang giữa tàu
Ws =5,72 M S  M w(  )
Ws =5,72 M S  M w(  )

+ Môđun chống uốn tại tiết diện giữa tàu
Wmin= C1L12.B.(C'b + 0,7)

+ Mômen quán tính tiết diện ngang thân tàu tại giữa chiều dài
I = 3.Wmin. L1

16

4.1.2. Phơng pháp sử dụng để xác định độ bền dọc chung thân tàu.
- Bớc 1: Phân bố trọng lợng thân tàu theo chiều dài.

- Bớc 2: Xác định nội lực thân tàu khi tàu nằm trên nớc tĩnh.
- Bớc 3: Xác định nội lực thân tàu khi tàu đặt tĩnh trên sóng điều hòa.
- Bớc 4: Kiểm tra độ bền dọc chung.

ã Xác định nội lực bổ sung thân tàu trên sóng theo các phơng pháp sau:

+ Cách 1: Khi đặt tĩnh tàu trên sóng điều hoà.
+ Cách 2: Khi tàu dao động trên sóng điều hoà.
+ Cách 3: Khi tàu trên sóng ngÉu nhiªn.

17

4.2. áp dụng:

ã áp dụng phơng pháp vào việc tính nội lực cho tàu hàng bách hoá 8700 tấn

theo bốn trạng thái đó là:

Trạng thái 1: 100% hµng 100% dự trữ

Trạng thái 2: 100% hàng 10% dự trữ

Trạng thái 3: 0% hàng 100% dù tr÷

Trạng thái 4: 0% hàng 10% dự trữ

ã Các bớc thực hiện:

- Phân bố các thành phần trọng lợng theo khoảng suờn lý thuyết.

- Hàm hoá đờng cong diƯn tÝch sên.

- TÝnh néi lùc trªn níc tÜnh.

- TÝnh nội lực bổ sung trên sóng, tổng hợp nội lực.

- Tính toán tiết diện ngang thân tàu.

- Kiểm tra bền däc chung.

18

4.2.1. Phân bố các thành phần trọng lợng theo khoảng suờn lý thuyết .

ã Ta phân trọng lợng tàu thành các thành phần nhỏ để tính bao gồm:

+ Träng lợng phần cố định gồm:
Trọng lợng tôn vỏ.
Trọng lợng cơ cấu.
Trọng lợng thiết bị ®éng lùc.
Trọng lợng thiết bị boong.
Träng lợng thuyên viên.

+ Trọng lợng phần thay đổi gồm:
Trọng lợng hàng hóa.
Trọng lợng nhiên liệu.
Trọng lợng lơng thực thực phẩm.
Träng lỵng níc ngät, níc d»n.

19

4.2.2 Hàm hoá đờng cong diện tích sờn.

*) ứng dụng ngôn ngữ lập trình Matlab để hàm hoá đờng cong diện tích s
ờn

Dùng hàm Polyfit để tạo một đờng cong đi qua một số điểm và đa ra phơng
trình của đờng cong đó, cụ thể:

Nhập danh sách của hoành độ:
x = [1 2 3 4 5 ]]

Nhập danh sách của tung độ:
y = [10 20 30 40 50 ]]

Nhập vào bậc của phơng trình đờng cong:

n = 3

Dùng hàm Polyfit để tạo phơng trình đờng cong:

p = polyfit(x,y,n)

Khi đó chơng trình sẽ đa ra các hệ số a, b, c, d của phơng trình bËc n nh
sau:

y = a.x3 + b.x2 + c.x + d (*)

(*) Chính là phơng trình diễn tả ®êng cong.

20