BAI TAP LON LY THUYET TAU pot
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (457.23 KB, 45 trang )
LỜI NÓI ĐẦU
.
Đất nước ta với điệu kiện đòa lý và điệu kiện tự nhiên hết sức thuận lợi
cho
sự phát triển vận tải đường thủy. Với bờ biển dài trên 3.000km chạy suốt từ Bắc
tới Nam, hệ thống sông ngòi chằn chòt và đa số các tỉnh, thành phố đều nằm gần
bờ biển. Do đó ngành giao thông vận tải đường thuỷ đóng vai trò quan trọng và
hơn nữa sự vận tải bằng đường biển có nhiều thuận tiện cho sự lưu thông hàng
hoá, thông thương trong nước, ngoài nước với hiệu quả kinh tế cao. Chính vì thế
ngành vận tải đường biển đang được nhà nước hết sức quan tâm đầu tư và phát
triển.
Một trong những ưu điểm nổi bật của vận tải đường biển là sự đa dạng
về chủng loại hàng hoá, số lượng lớn, cước phí vận chuyển rẽ. Một trong những
chũng loại hàng phổ biến nhất và luôn luôn đòi hỏi với khối lượng lớn, đó là
hàng khô. Do yêu cầu của vận chuyển đó, tàu hàng khô trong vận chuyển đường
biển được xếp vào một trong những loại tàu thông dụng nhất cả về số lượng,
chất lượng và trọng tải. Đóng mới những tàu tải trọng lớn cho việc chuyên chờ
nhiều loại hàng hóa thực sự là vấn đề không nhỏ đối với các nhà máy đóng tàu
cùng với sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác: Công nghệ thông tin,
tự động hoá thiết kế, công nghiệp vật liệu, công nghiệp chế tạo… đã đưa công
nghệ đóng tàu phát triển vượt bật. Hiện nay Việt Nam, các nhà máy đóng tàu
phía Nam đưa vào có sử dụng tàu có trọng tải 4.000 tấn và hiện đang được đầu
tư đóng mới tàu có trọng tải 130.000 tấn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của từng môn học đã trang bò cho
em đầy đủ những kiến thức, những hiểu biết để em có được ngày hôm nay.
Trong thời gian làm đề tài em đã hết sức cố gắng phấn đấu hoàn thành,
tuy nhiên do trình độ nhận thức của bản thân về cả lý thuyết và thực tế có hạn,
thời gian tương đối ngắn nên khó tránh được những sai xót. Kính mong được sự
chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo để em có được bài học kinh nghiệm trong
chuyên môn.
1
BÀI TẬP LỚN SỐ 1
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC TÀU THỦY
I .XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH .
Đường hình dáng tàu có quan hệ mật thiết đến tốc độ tàu, tính hàng hải, tính
ổn đònh, dung tích chở hàng và công nghệ đóng,sửa chữa tàu.
Xây dựng hình dáng tàu không hoàn toàn dựa vào lý thuyết để thiết kế, mà
phải dựa vào thực tế, tài liệu mô hình thí nghiệm, căn cứ vào lý thuyết và yêu
cầu khai thác, dựa vào tàu mẫu tốt để xây dựng và hiệu chỉnh một cách thích
đáng .
Lựa chọn phương pháp xây dựng tuyến hình hiện nay có các hệ thống thiết
kế tuyến hình tàu :
• Thiết kế mới:
Theo phương pháp này việc xây dựng đường cong diện tích sườn có thể
thực hiện bằng phương pháp giải tích hay phép tính gần đúng mà cơ sở của nó
là kết quả nghiên cứu của các mô hình trong bể thử
• Tính chuyển đồng dạng từ tàu mẫu.
Trong thực tế thiết kế người ta sử dụng rộng rãi phương pháp tính chuyển
bản vẽ lý thuyết của tàu mẫu để thu được bản vẽ lý thuyết của tàu thiết kế.
Phương pháp tính chuyển đơn giản nhất là tính chuyển đồng dạng, nhưng phép
tính chuyển như vậy chỉ áp dụng khi các kích thước L, B, T thay đổi, còn các hệ
số béo giữ nguyên không thay đổi. Lượng chiếm nước, bán kính tâm nghiêng,
vò trí trọng tâm của các đại lượng và các yếu tố khác của bản vẽ lý thuyết được
tính dễ dàng bằng các công thức đơn giản. Ta sẽ thu được hình dáng của tàu
thiết kế từ hình dáng ban đầu của tàu mẫu.
2
BÀI TẬP LỚN SỐ2
TÍNH TOÁN TÍNH NỔI.
2.2.1 Mục đích và yêu cầu của bài tập:
2.2.1.1. Mục đích:
- Bài tập này giúp cho sinh viên nắm được cách thức tính toán, xây dựng đồ
thị đường cong các yếu tố tính nổi, đồ thị Bonggien, đồ thị Phiaxốp và biết cách sử
dụng các đồ thị này.
- Chuẩn bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết để có thể giải quyết các
bài toán Lý thuyết tàu như tính ổn định, tính chống chìm, tính hạ thuỷ, tính sức
bền thân tàu …
2.2.1.2.Yêu cầu:
- Áp dụng được hai phương pháp tích phân gần đúng là hình thang và
Simpson trong việc tính toán, xây dựng các đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi,
đồ thị Bonggien, đồ thị Phiaxốp.
- Biết cách sử dụng các đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi, đồ thị
Bonggien, đồ thị Phiaxốp.
2.2.2. Lựa chọn phương án:
-Trong phần tính toán tính nổi sẽ tính toán, xây dựng các đồ thị:
1.Xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi.
2.Xây dựng đồ thị Bonggien.
3.2.1 Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi:
3.2.1.1 Bài tập thực hành:
Từ đường hình đã xây dựng ở bài tập 1, hãy tính toán xây dựng đồ thị
đường cong các yếu tố tính nổi.
3.2.1.2 Hướng dẫn thực hiện:
Đồ thị biểu diễn các yếu tố tính nổi theo mớn nước tàu: D, V, S, X
f
, X
c
, Z
c
,
r, R, α, β, δ = f(T).
3
Trình tự xây dựng :
- Tính các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau.
- Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương
ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tố tính nổi tính cho mớn
nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định.
- Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bất kỳ sẽ được xác định bởi giao
điểm của mớn nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi,
tính theo tỷ lệ xích trục hoành.
- Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S =
f(T), nhóm X
c
, X
f
, Z
c
= f(T), nhóm α, β, δ = f(T), có ghi tỷ lệ xích trên các đường .
-Tính diện tích mặt đường nước S:
S = 2L
( )
+
−+++++
2
100
10321
yy
yyyyy
o
=2.7,8.(227,318-(2.785+3,218)/2)=3499,337(m
2
)
-Tính thể tích chiếm nước V:
+
−+++++∆=
2
5
54321
SS
SSSSSSTV
O
O
-Tính trọng lượng tàu D: D = γV=1,025 . 16366,802= 16775,972(m
3
).
- Tính hoành độ trọng tâm mặt đường nước X
f
:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
( )
2
2
5
.5.4.3.2.10
100
10210
010
010192837465
yy
yyyy
yy
yyyyyyyyyyy
LX
f
+
−++++
−
−−+−+−+−+−+
∆=
-Tính hoành độ tâm nổi X
c
:
X
c
( )
+
−++++
+
−+++
=
2
2
50
5210
5500
5
51100
SS
SSSS
XSXS
XSXSXS
ff
fff
4
-Tính cao độ tâm nổi Z
c
:
Z
c
=
( )
( )
[ ]
50543210
50543210
2/1
2
5
54.3.2.1.0
SSSSSSSS
SSSSSSSST
+−+++++
+−+++++∆
-Mômen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục x:
+
−+++++
∆
==
∫
−
2
3
2
3
3
2
3
0
3
10
3
10
3
9
3
2
3
1
3
0
2
2
yy
yyyyy
L
dx
y
I
L
L
x
- Bán kính tâm ổn định ngang:
V
I
r
x
=
-Momen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục y:
+−+++++∆==
∫
−
)(
2
5
)(5 )(1.02 2
010
2
010
2
4
2
5
3
2
2
2
6
yyyyyyyLdxyxI
L
L
y
-Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt
đường nước:
2
.
fyf
XSII −=
- Bán kính tâm ổn định dọc:
V
I
R
f
=
- Tính các hệ số α, β, δ.
Hệ số diện tích mặt đường nước
α
:
ii
i
i
LB
S
.
=
α
Hệ số diện tích mặt cắt ngang giữa tàu
β
:
ii
i
i
TB
ω
β
=
5
Hệ số thể tích chiếm nước δ :
iii
i
i
TBL
V
=
δ
-Tính toán tương tự với các ĐN còn lại ta có bảng giá trị các yếu tố tính nổi
+
-Tính toán với các ĐN còn lại ta có bảng giá trị các yếu tố tính nổi.
Bảng 2.1: Bảng gía trị các yếu tố mặt đường nước:
! " # $
%&' ($
' ' (!' (!' '('' '('' $(' '('' $"(
$"(
$) (!' (!' '('' '('' $(' $(' $"(
$"(
#) (!' (!' '('' '('' $(' !(#' $"(
$"(
") (!' (!' '('' '('' $(' #(#' $"(
$"(
!) (!' (!' '('' '('' $(' "(' $"(
$"(
) ( $ ( '('" '( "(' ""(!' !('#
(
#
)! ! ('' ($# '(' '( ($# ( #(' "(#'
)" " ( '($ '(# ($! ( '(" (" '("$
)# # '($' '( '( ( ( "$(! '(" '('
)$ $ '(!# '( '( (# '(# !!( ' '( '(''
')' ' '('' '(
'(
(' '( ('' '('' '(''
6
*
!( ( '(# !(
'#(
!
ᵋ
'('! '(''
*+ !(
'#(
!
,-. "(#
/0 1. '('
23-1." '(''
4-.!
'!(
kí hiệu
sườn
số
sườ
n i
tung
độ
Ymi-
Ydi
i(Ymi
-Ydi)
Ymi+Yd
i
i*i(Ymi+Ydi) Ydi^3 ∆L
Ymi Ydi
1 2 3 4 5 6 7 8 9
DN75
0
3.0
7
10 0
5.4
0
5.40 0.00 0.00 10.80 0.00
157.4
6
157.46
9_11 1
5.4
0
5.40 0.00 0.00 10.80 10.80
157.4
6
157.46
8_12 2
5.4
0
5.40 0.00 0.00 10.80 43.20
157.4
6
157.46
7_13 3
5.4
0
5.40 0.00 0.00 10.80 97.20
157.4
6
157.46
6_14 4
5.4
0
5.40 0.00 0.00 10.80
172.8
0
157.4
6
157.46
5_15 5
5.2
4
4.66 0.58 2.91 9.90
247.3
8
143.7
1
101.00
4_16 6
4.5
3
3.45 1.07 6.44 7.98
287.3
2
92.78 41.21
3_17 7
2.9
4
2.00 0.93 6.52 4.94
242.0
6
25.31 8.05
2_18 8
1.7
7
0.93 0.84 6.75 2.70
172.8
0
5.56 0.80
1_19 9
0.7
9
0.28 0.51 4.59 1.07 86.51 0.49 0.02
0_20 10 0.0 0.12 -0.12 -1.20 0.12 12.00 0.00 0.00
7
0
tổng Yi 55 80.70 3.82
26.0
1
80.70
1993.5
7
ᵋ
0.06 0.00
tổng Yi-ɛ 80.64
1993.5
7
S=2∆LΣ(3) 495.52
Xf=Σ(4)/Σ(2) 0.07
Ix=2/3∆LΣ(7) 0.00
iy=2∆L^3*tổng(6
)
4670.2
5
! " # $
%& '
'
('#
' ' (' (' '('' '('' '(#' '('' "(! "(!
$) (' (' '('' '('' '(#' '(#' "(! "(!
#) (' (' '('' '('' '(#' (' "(! "(!
") (' (' '('' '('' '(#' $"(' "(! "(!
!) (' (' '('' '('' '(#' "(#' "(! "(!
) ( ($" '(! (#' '(' "( ( ' (#
)! ! (" (# '( " ($ #($ ('# '!(! "(##
)" " (# (' '(" ( # !($ ($! #( "(
)# # (" ("" (' (# ($ !( (# ( !
8
)$ $ '($" '(!! '( (#' (! ( '($ '($
')' ' '('' '(
'(
(' '( ('' '('' '(''
* #!(' (## '( #!(' !" ($
(#
"
ᵋ
'('! '(''
*+ #!( (#"
,-. (!
/0 1. '('
23-1." (
4-*! '('
! " # $
%& ' ('#
' ' (' (' '('' '('' '(#' '('' "(! "(!
$) (' (' '('' '('' '(#' '(#' "(! "(!
#) (' (' '('' '('' '(#' (' "(! "(!
") (' (' '('' '('' '(#' $"(' "(! "(!
!) ( ('
'('#
'( '(" "( " '(# "(!
) (# ('"
'(!
($ $(#$ "(# (! '(#
)! ! ("# (
'("
(! #($ $#( ( $(!"
)" " ( (!#
(!
#(' !( '( !( '(''
)# # (' (!#
($
('#
($# ( (# $("
)$ $ '(' ( ( ( '('' (!
9
( '($
')' ' '('' '(
'(
(' '( ('' '('' '(''
* #(#
($
"(
#(# (#! ' (""
ᵋ
'('! '(''
*+ #("! ' (""
,-. !(!
/0 1. '('$
23-1." $'( #
4-*! #$#(!
! " # $
%&''
'
('
' ' (' (' '('' '('' '(#' '('' "(! "(!
$) (' (' '('' '('' '(#' '(#' "(! "(!
#) (' (' '('' '('' '(#' (' "(! "(!
") (' (' '('' '('' '(#' $"(' "(! "(!
!) (' (' '('' '('' '(#' "(#' "(! "(!
) ( ( '(# '($ '(! !(!' '(# (##
)! ! (# (" '( '("" $( " ( $ ('# ' ($
)" " ($ ('
'(
'(" "($$ $(!! !(' !!(
)# # ($ ("
'(!
(#! !(# $ ( (! (#"
10
)$ $ (! ($
'(
(' ( ! ##( (# "("
')' ' '('' '(
'(
(' '( ('' '('' '(''
* $(##
'(!
!( $(## '"($ "$(
ᵋ
'('! '(''
*+ $(#
"$(
,-. !$(!"
/0 1. '('
23-1."
!$('
"
4-*!
"(
"
! " # $
%&"
'
(
' '
(
'
('
'('
'
'('' '(#' '(''
"(
!
"(!
$)
(
'
('
'('
'
'('' '(#' '(#'
"(
!
"(!
#)
(
'
('
'('
'
'('' '(#' ('
"(
!
"(!
")
(
'
('
'('
'
'('' '(#' $"('
"(
!
"(!
!)
(
'
('
'('
'
'('' '(#' "(#'
"(
!
"(!
)
(
(
'(
$
'($! '(" !("
(
'
("
)! !
($
(""
'(
'(# $(!# #(
#(
'#(!'
11
)" "
(
$
(
'('
'( #( (!# "( "!('
)# #
(
(!
'(
$
( !(# !(! (' !($"
)$ $
(#
(#
'($
!
#(!! (!! ""(! !( (
')' '
'('
'
'(''
'('
'
'('' '('' '('' '('' '(''
* $('
('
#
'(
#
$('
!('
"
!("
ᵋ
'('' '(''
*+ $('
!("
,-. $(
/0 1. '('
23-1."
#(
4-*
!
#"$(
#
! " # $
%&'
'
($
' ' (' (' '('' '('' '(#' '('' "(! "(!
$) (' (' '('' '('' '(#' '(#' "(! "(!
#) (' (' '('' '('' '(#' (' "(! "(!
") (' (' '('' '('' '(#' $"(' "(! "(!
12
!) (' (' '('' '('' '(#' "(#' "(! "(!
) ( ( '( '( '( !("# ( (#
)! ! ($ ($ '(' '('! $(# (' $( #(
)" " ($ (
'(
( $ #(#' ( "#(# $('
)# # ( ($'
'(
(!' "( "'(' ('! $(
)$ $ ('" ('
'($
#( ('# (# #($' "(
')' ' '('' (
(
(!
( (!' '('' ($'
* $"('
($
"($
$"('
$"(!
!(
'
ᵋ
'(" (
*+ $!(
($
,-. !$(
/0 1. '('
23-1."
'$#($
4-*!
!''(
! " # $
%& '
'
(
' ' (' (' '('' '('' '(#' '('' "(! "(!
$) (' (' '('' '('' '(#' '(#' "(! "(!
#) (' (' '('' '('' '(#' (' "(! "(!
") (' (' '('' '('' '(#' $"(' "(! "(!
13
!) (' (' '('' '('' '(#' "(#' "(! "(!
) (# ('
'('
'(' '("# !$( ' (" "(!
)! ! ( (#
'(
'(#$ '( "(#" (! "(#
)" " ( $ (
'(
(!! $(!$ "($! $!($ (#
)# # ("$ (#"
('#
#(! #(!! (' ( ($
)$ $ ( (#
(#
(' !($ '('" (' !("
')' ' '('' (!
(!
!( (! !(' '('' ($
* '(
(#!
(!$ '(
! $(!
!(!
ᵋ
'(# ('$
* ''( !('"
,-. !#( #
/0 1. '('$
23-1."
!"($
'
4-*!
!!(
#
3.2.2 Tính toán và xây dựng đồ thị Bonjean:
3.2.2.1 Bài tập thực hành:
Từ đường hình đã xây dựng ở bài tập 1, hãy tính toán xây dựng đồ thị
Bonjean
Bảng tính vẽ đồ thị Bonjean
,55%& 4 * 6
748
9:;<= >6
?
14
'('' '('' '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" '('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
''('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
'('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
'''('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
" '('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
''('' ( ( ('' !('' #(' #(' (
''('' (# (' ("# "('' !(! (! #(!
@6 ("$
,55%& 4 * 6
748
9:;<= >6
'('' '('' '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" '('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
''('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
'('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
'''('' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
" '('' (" (" ( ('' #(" #(" ($'
''('' ( (#$ ( !('' (! (#" "($
''('' ( ( #(! "('' ( !#(#! #("
@6 (!
,55%& 4 * 6
748
9:;<= >6
' '( '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' '($ '( '( ('' '($ '($ '("
'' '("' ( (' ('' ($ ($# (
' (" (" (!' ('' ( "($ (
''' ( "(' ($ ('' #(# '( ($
" ' (' (# $( ('' ( (# ($!
'' ( ' #(# ( !('' '($$ #'( (#
'' ( !( $($ "('' $(" ( "(#'
@6 ($
15
,55%& 4 * 6 748 9:;<= >6
' '( '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' '($" ($ '(#$ ('' '($" '($" '(
'' (# ($# ($# ('' (! ( # (
' (" #( !($ ('' #(! "(# $("#
''' (! (!' '($ ('' ( #($# ($
" ' (#' ("! !( ('' $(' "( '(#
'' ( $("$ ( !('' ( ("# ! (
'' (!$ #("' $(' "('' (# "($ $"(#
@6 ##(#$
,55%& 4 * 6
748
9:;<= >6
' (! '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' (!" (# ( ('' (!" (!" ( '
'' ( '($ "(#" ('' "('# ( !($$
' ( #(! (!$ ('' (!# ($ #('
''' ( "(' '(! ('' #( !(' (
" ' ("$ !( "(! ('' ($ ' ('$ $(
'' ($' !(' ( !('' $( #( #$(
'' (# !( ('# "('' !( ('$ !('
@6 #(#$
,55
%& 4 * 6
74
8
9:;<=
>6
' ( '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' (" "(#" ($' ('' (" (" (!!
'' ('' "( $ (' ('' '('' $( '($
' ('$ "(!$ '("" ('' (# (" (!
''' (# "($! #(" ('' '("' #'(" ('
" ' ( #( !(! ('' !('$ "( "("
'' ( #(#$ (! !('' ($' # ( ' '(
'' (! !$( ! (" "('' "( ' ($' (#
16
@6 ''($
!-A
,55
%& 4
*
6
74
8
9:;<=
>6
' ( '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' (' #($ !(!$ ('' (' (' ('
'' (' $(" ("$ ('' '(#' (!' (
' (' '( (#$ ('' !(' #(!' "(
''' (' ( '($$ ('' (!' #!(' #(!'
" ' (' ( $('$ ('' "('' ('' " ($
'' (' !($ "($ !('' (' $(' '$(
'' (' "(" ($ "('' "(#' !(!' #(#
@
6
!($
!
,55
%& 4
*
6
74
8
9:;<=
>6
' (# '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' (" #( !(' ('' (" (" ($"
'' (' #("' (' ('' '(!' ( (#$
' (' $(' ($" ('' ($ "(! !(#'
''' ( $($ $($ ('' ( #("# "(!$
" ' ( '( "(#$ ('' !( ( "(
'' (# !(' ($' !('' (" $( '"(!
'' (' "($# ($$ "('' "(#' !($ "('
@
6
'$(#
'
,55
%& 4 * 6
74
8
9:;<=
>6
! ' ( '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' ( (# ($ ('' ( ( (
'' (!$ (#! ( ('' $($ #(' '(
' ("! ( #( ('' (# (!$ (
''' (# (#$ ( ('' $( " ( ('
" ' (## ( " (!# ('' (# #(# !!(#
'' (## ( '('' !('' $(' "( ' $"('
'' ( !( "( "('' ($! "("! ("
17
@6 "$(#
,55
%& 4 * 6
74
8
9:;<=
>6
" ' (' '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' ( # ( $ ($ ('' ( # ( # '(#$
'' ( "( ( " ('' !( $(!" (
' ($ (! '($! ('' ("# "($! ("
''' (' (! !($# ('' !( !( ( #
" ' ( '(#! ( ('' '(! $(# (
'' (! $( $( !('' ( " $(" "#('
'' ( #(! !(# "('' ($ ''(#$ (''
@6 (
,55
%& 4
*
6
74
8
9:;<=
>6
# ' '("# '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' ( # (! ("" ('' ( # ( # '(#$
'' (' ($# ($ ('' ('# "( ('#
' ($ '( "(## ('' "(" #("$ '( "
''' (# (# (#$ ('' ( "(!" ($
" ' (' ($ !( ('' !(' ! ('$ !(!
'' ( #( ( !('' '(!! '("! "(
'' (#' (#' !(# "('' !(! $(' #(#
@
6 $'("
,55
%& 4 * 6
74
8
9:;<=
>6
$ ' '(' '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' '(! (' '("# ('' '(! '(! '(!
'' '(#$ ( # ($ ('' ("# ('! ("
' ( (!# ( ('' (! #($ ("#
''' ( ! "(! (!' ('' !( #($ '(
" ' (# '(# #( ('' $( ("# $(''
'' (' ("# ('$ !('' (!' ( (
'' ( $( ( "('' "(!! # ("$ #(!
18
@6 (!'
,55
%& 4 * 6
74
8
9:;<=
>6
' ' '('' '('' '('' '('' '('' '('' '(''
" ' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
'' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
''' '('' '('' '('' ('' '('' '('' '(''
" ' '(' '(' '(' ('' '( '( '(
'' '( '( ' '(# !('' ( ($ (!
'' '(!' ( ( "('' ( $( ("
@6 (
Bảng tính đồ thị thủy tĩnh:
>B
&
%5,C
DE
(
5*
:;
<=.
,C
?C-51 C,C
5*
:;
<=.C
,C
F;C-5!1
/G
H7
I
JE
(
,C/G
5*
:;
<=
.,C/G
/;C-'1
! " # $ '
'
!#('
'
' ' ' ' ' '(' "(! ' '
19
"'('
'
##('' ( "' "' '( '('"
($
'
'(! '('
('
'
"$('
'
! ( #! #' '("# '('
(
$(" '('
'(
'
!#'(
'
'' ( '($ $($ ("
'('$
($
"'( '('
#(!
'
"'$(
'
$'($ '"( "#''( ( #
'('
($ $( '('
'(
"!#(
"##( "'(! ""( ($#
'('
'(#
( '(''
!
#'(
"
##$(
'#($
#(#
#"!(!
($
'('
$('
!(! '('
"
!' (
'
"'" (
#
! ($ "(#
!#(
(#
'('$
(
$
'(
'('
Các hệ số:
α β δ
0 0 0 0
1 0.55 0.77 1.39
2 0.70 0.87 1.24
3 0.65 0.76 1.17
4 0.76 0.77 1.02
5 0.76 0.72 0.94
6 0.78 0.75 0.96
7 0.84 0.70 0.84
BÀI TẬP LỚN SỐ 3
ỔN ĐỊNH TÀU THỦY
Tính ổn định là khả năng tàu khôi phục vị trí cân bằng ban đầu khi
mômen ngoại lực thôi tác dụng, hay khả năng chống lại mômen ngoại
lực
Tính toán tính ổn định rất quan trọng trong quá trình thiết kế, nó giúp
con tàu có khả năng chống đỡ lại các ảnh hưởng phức tạp của môi
trường hoạt động, đảm bảo tính mạng và tài sản cho người sử dụng.
20
I. Mục đích và yêu cầu của bài tập:
• Mục đích:
- Bài tập này giúp cho sinh viên biết tính toán, xây dựng đồ thị cánh tay đòn
ổn định và kiểm tra tính ổn định của tàu theo hệ tiêu chuẩn thích hợp.
Nó sẽ là tiền đề để tính toán, kiểm tra tính ổn định của tàu trong thực
tế.
• Yêu cầu:
Trong bài tập lớn số 3 này sinh viên áp dụng phương pháp tính cánh tay
đòn ổn định theo phương pháp Vlaxôp và phương pháp Krưlôp- Darnhi
trong việc tính toán, xây dựng đồ thị cánh tay đòn ổn định cho tàu đã làm
trong bài tập 1, 2 và kiểm tra tính ổn định của tàu theo hệ tiêu chuẩn thích
hợp.
• Lựa chọn phương án:
-Trong phần tính toán tính ổn định sẽ tính toán xây dựng đồ thị cánh
tay đòn ổn định và kiểm tra tính ổn định của tàu theo hệ tiêu chuẩn thích
hợp.
-Trong phần bài tập này hướng dẫn áp dụng hai phương pháp tính ổn
định thường dùng hiện nay, đó là:
+ Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư
Vlaxôp.
+ Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp Krưlôp-
Darnhi.
• Cơ sở lý thuyết:
2.3.3.1 Khái niệm:
Tính ổn định là khả năng tàu khôi phục vị trí cân bằng ban đầu khi
mômen ngoại lực thôi tác dụng, hay khả năng chống lại mômen ngoại lực.
21
- Ổn định ngang: Là ổn định trong mặt phẳng ngang, đặc trưng bởi
góc nghiêng θ.
- Ổn định dọc: Là ổn định trong mặt phẳng dọc, đặc trưng bởi góc
nghiêng ψ.
- Ổn định tĩnh: Mômen nghiêng là mômen tĩnh, tàu nghiêng từ từ
không có gia tốc.
- Ổn định động: Mômen nghiêng là mômen động, tàu nghiêng đột
ngột, có gia tốc.
- Ổn định ban đầu: Ổn định xét trong trường hợp góc nghiêng nhỏ θ≤ 10
0
–
12
0
.
- Ổn định góc nghiêng lớn: Ổn định xét trong trường hợp góc nghiêng
lớn θ >10
0
– 12
0
.
Các phương pháp tính cánh tay đòn ổn định.
o Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp
của giáo sư Vlaxôp.
Giáo sư Vlaxôp đưa ra bài toán xây dựng phương pháp tính tay đòn
ổn định tĩnh
)(
θ
l
về bài toán xấp xỉ, trong đó cánh tay đòn hình dáng l
hd
có
dạng quen thuộc:
θθ
sin)(cos
cocchd
zzyl −+=
được xấp xỉ bằng một đa thức lượng dạng lẻ:
θθθθ
6sin4sin2sinsin
4321
aaaal
hd
+++=
Trong đó a
i
là các hệ số của đa thức phụ thuộc đặc điểm hình học của
vỏ tàu,
θ
là góc nghiêng.
22
Để xác định các hệ số a
i
giáo sư Vlaxôp đã sử dụng các điều kiện biên
của l
hd
để xây dựng một hệ phương trình, các phương trình này phải thoả mãn:
Tại
θ
=0
0
phải thoả mãn:
θθθθ
6sin4sin2sinsin
4321
aaaal
hd
+++=
=0
o
hd
r
d
aaaad
d
dl
=
+++
=
θ
θθθθ
θ
6sin4sin2sinsin(
4321
Tại
θ
=90
0
phải thoả mãn:
0904321
6sin4sin2sinsin
cchd
zzaaaal −=+++=
θθθθ
9090
4321
6sin4sin2sinsin(
c
hd
yr
d
aaaad
d
dl
−=
+++
=
θ
θθθθ
θ
Và
90
90
0
.
chd
ydl =
∫
θ
Giải hệ phương trình ta được giá trị a
i
. Sau một vài biến đổi cùng với
sự tham gia của giáo sư Blagơvesenxky, Vlaxôp đưa ra một biểu thức xấp xỉ
của tay đòn hình dạng:
)()()()()(
49030290190
θθθθ
frfrfzzfyl
cocchd
++−+=
Trong đó các hàm
)(
θ
i
f
chỉ phụ thuộc góc nghiêng của tàu (
)900
≤≤
θ
đã được tính sẵng cho dưới dạng bảng. Toạ độ tâm nổi ( y
c90
, z
c90
, z
c0
) và bán
kính tâm ổn định (r
0
, r
90
) ở các vị trí biên có thể tính bằng cách đo trực tiếp
giá trị trên đường hình (đối với bài toán thuận ) với khối lượng tính ít hơn
hẳn, hoặc bằng các công thức gần đúng (đối với bài toán nghịch ).
23
Bảng 2.2: Giá trị các hàm f
1
(θ), f
2
(θ), f
3
(θ), f
4
(θ) phụ thuộc góc nghiêng tàu
θ
Góc nghiêng sin(θ) Giá trị các hàm fi(θ)
θ(độ) (rad)
f
1
(θ) F
2
θ) F
3
θ) F
4
θ)
0 0 0 0 0 0
10 0.1736 0.05 -0.036 0.151 0.01
20 0.3420 0.337 -0.241 0.184 0.062
30 0.5000 0.84 -0.556 0.081 0.135
40 0.6428 1.279 -0.722 -0.069 0.155
50 0.7660 1.365 -0.513 -0.155 0.069
60 0.8660 1.056 0.026 -0.135 -0.081
70 0.9397 0.586 0.603 -0.062 -0.184
80 0.9848 0.21 0.935 -0.01 -0.151
90 1 0 1 0 0
Phương pháp của giáo sư Vlaxôp đang được áp dụng rộng rãi trong
việc tính toán, kiểm tra tính ổn định của tàu vì vượt trội so với các phương
pháp khác về sự đơn giản của cách thức tiến hành và khối lượng công việc.
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp Krylov –
Dargniers.
Phương pháp Krylov –Dargniers là phương pháp giải tích kết hợp đồ
hoạ, để thực hiện cánh tay đòn ổn định của tàu dựa vào công thức
lk= YccosƟ- (Zc-Zco)sinƟ
trong đó (Yc,Zc) là tọa độ tâm nooir của tàu ở góc nghiêng Ɵ
Yc=
Zc-Zco=
r
chia sườn Tchebyshev
24
Tính bán kính tâm ổn định ngang r theo phương pháp Krylov –Dargniers
K-'
'
@
7 7 7 J J J
( ( "( ! (! !(#" #('
($ !($ $(## (#' ('! '("
( $(!' !('# ( !('" (
(# '('! !(# (# '('! !(#
(# '('! !(# (# '('! !(#
! (# '('! !(# (# '('! !(#
" (" "("# !( (' ( #(
# ($ '(! $'( ( ' '( $(
$ '("! '( " '( '(" '( '(#
* '($ '!(" '"'( $( $( $"!(
#
.7.J #'($
.7.J ('
.7.J '!("'
L-'( 1 '('$
2@-11 ''($!
! ,L-1
'($
" 2- ! '''('
# HK-"1? ('
F (
25
