Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT TÀU THỦY
BÀI TẬP LỚN
Môn: Lý Thuyết Tàu Thủy 1
(bản vẽ và thuyết minh)
GVHD : Trần Đình Tứ
SVTH : Đặng Hữu Trí
Lớp : 52TT
Nhóm : X- Nhà hàng nổi 40T
Đề : XVIII-E_2400
1
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Nội dung bài tập lớn
Phần một : vẽ đường hình tàu thủy.
Phần hai : Tính toán tính nổi tàu thủy.
Phần ba : Tính toán tính ổn định Tàu thủy.
Phần bốn : Tính toán, kiểm tra tính chống chìm.
Phần năm : tính toán hạ thủy.
Mục lục
Lời nói đầu trang3
Phần 1: vẽ đường hình trang4
I.Tóm tắt lý thuyết: trang4
II. Quy trình thực hiện trang5
Phần hai :Tính toán tính nổi tàu thủy: trang7
I). đường cong diện tích trang7
Kỹ thuật Tàu thủy. Ở môn này chúng ta được nghiên cứu chuyên sâu về những tính năng đảm bảo
tàu nổi, ổn định và vận động còn gọi là các tính năng hàng hải của tàu. Xuất phát từ điều kiện làm
việc phức tạp của con tàu, do đó mục tiêu của môn học không nằm ngoài việc trang bị các kiến thức
cơ bản về hình học tàu, và các tính năng hàng hải của tàu tạo điều kiện phát triển các môn học
chuyên môn khác trong chuyên ngành tàu.
Và như vậy chỉ có cho các sinh viên hoàn thành các bài tập lớn về lý thuyết tàu mới có thể
đáp ứng được các nhu cầu đó. Bài tập lớn lý thuyết tàu nếu được sinh viên hoàn thành một cách
đúng mực thì có thể xem nó như một tài liệu thiết kế tàu đầu tay, và qua nó mọi kiến thức cơ bản về
lý thuyết tàu thủy đều được nắm bắt một cách rất chắc chắn và vũng vàng, từ đây những tư duy mới
của đóng tàu có thể bắt đầu thôi thúc phát triển.
Sau một khoảng thời gian học tập và nghiên cứu, trong quá trình làm bài tập lớn em mắc phải
rất nhiều khó khăn về tài liệu tham khảo, toán học, tin học (Autocad), và đặc biệt cuối cùng là kiến
thức chuyên môn chưa được hiểu sâu rộng, nhưng với sự cố gắng của bản thân, sự chỉ bảo tận tình
của thầy và các bạn trong lớp,cuối cùng em đã hoàn thành được bài tập lớn của mình.
Trong quá trình làm bài tập lớn do một số lỗi như sự nắm bắt kiến thức kém, nhầm lẫn trong tính
toán và vẽ dẫn tới một số sai sót, kính mong thầy và các bạn có thể chỉ bảo thêm cho em để kịp thời
sửa chữa. Em xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn, kính mong thầy tiếp tục giúp đỡ bọn em trong
các lần sau trong quá trình học tập và nghiên cứu.
3
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
PHẦN MỘT
BÀI TẬP LỚN SỐ I: VẼ ĐƯỜNG HÌNH
ĐỀ BÀI
Vẽ hình chiếu 2D của một tàu thép cho theo mẫu (có thể dùng Autocad hoặc vẽ tay) trên khổ A1.
+ khoảng sườn theo yêu cầu: 2400mm, khoảng sườn có sẵn: 2265mm
Các phương án lựa chọn kích thước:
+ Theo chiều dài:
L
- Mặt cắt ngang giữa tàu: mặt phẳng thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng dọc giữa tàu. Nó đi qua
điểm giữa chiều dài thiết kế ,chia tàu thành 2 phần mũi và đuôi.
- Mặt mặt đường nước: mặt phẳng nằm ngang trùng mặt đường nước thiết kế, chia tàu thành hai phần
nổi và chìm.
4
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
c. Hệ thống hình chiếu:
- Do bề nặt vỏ tàu là mặt cong phức tạp vậy để mô tả hình dáng vỏ tàu phải dùng hệ thống các mặt cắt
phụ song song với các mặt phẳng chiếu cơ bản, tạo thành hệ thống ba hình chiếu trên bản vẽ đường
hình tàu.
- Hệ thống chiếu bao gồm:
+ Hệ thống mặt cắt dọc : gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ song
song với mặt cắt dọc giữa tàu. Thường có từ 2-6 mặt cắt dọc và được ký hiệu CDI, CDII, tính từ mặt
cắt dọc giữa ra hai bên.
+ Hệ thống mặt cắt ngang giữa tàu: gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt
cắt phụ song song với mặt cắt ngang giữa tàu. Thường được bố trí đều với số lượng 11 hoặc 21
phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài tàu, đánh theo thứ tự là 0,1,2…, tính từ đuôi đến mũi.
+ Hệ thống mặt đường nước: gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ
song song mặt phẳng đường nước. Thường được bố trí cách đều nhau từ 4-10. Phụ thuộc vào
chiều cao tàu và ký hiệu là ĐN0, ĐN1, ĐN2,…, tính từ dưới đáy nên.
II. Quy trình thực hiện:
* Bước 1: Chuẩn bị số liệu:
- Tính toán các thông số cơ bản: lấy các thông số cơ bản của tàu mẫu nhân với hệ số tính toán
tìm được theo thứ tự, bao gồm:
+ Chiều dài thiết kế: Ltk = 24.37 m
+ Chiều rộng thiết kế: Btk = 6 m
+ Chiều chìm thiết kế: Tkt = 1.3 m
- Tính toán bảng trị số tuyến hình mới: nhân các số liệu của bảng trị số tuyến hình cũ với các hệ
Với tàu đã vẽ ở bài tập I tính và xây dựng các đồ thị:
I) Cơ sở lý thuyết
II) Các đường cong diện tích MCN và MĐN
III) Đồ thị thủy tĩnh
IV) Đồ thị Bonjean
BÀI LÀM
I) Cơ sở lý thuyết
Trong phần này ta biết thêm được khá nhiều khái niệm mới:
• Điều kiện cân bằng của tàu.
• Trọng lượng của tàu.
• Tọa độ trọng tâm tàu và tọa độ tâm nổi của tàu.
• Các phương pháp tính gần đúng; áp dụng nhiều nhất và thong dụng nhất là phương pháp
tính theo công thức hình thang.
• Đường cong yếu tố thủy lực và đồ thị bonjean.
II) Các đường cong diện tích MCN và diện tích ĐN:
1) Dồ thị phân bố diên tích mặt cắt ngang: Là đường cong biểu thị sự thay đổi của diện
tích mặt cắt ngang dọc theo chiều dài tàu.
* Cách xây dựng:
+ Dựng hệ trục tọa độ
xO
ω
, trên trục Ox đánh dấu các điểm tương ứng với vị trí đường
sườn theo tỉ lệ chiều dài tàu.
+ Ứng với từng điểm ta sẽ có vị trí của một đường sườn. Từ các điểm này vẽ các đoạn
thẳng vuông góc với trục Ox với độ dài bằng diện tích của từng mặt cắt ngang đã được nhân với tỉ lệ,
và phải có sự tương quan về vị trí các mặt cắt ngang.
+ Nối lần lượt các điểm cuối của từng đoạn thẳng sao cho nó là một đường cong trơn.
+ Theo lý thuyết các mặt cắt ngang được tính như sau:
0
Diện tích mặt cắt
ngang
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Bảng 2.1 : bảng tính diện tích MCN
2) Đồ thị (đường cong) phân bố diện tích mặt đường nước(MĐN): là đường cong biểu
thị sự thay đổi của diện tích mặt đường nước theo chiều cao z (chiều chìm
tàu).
* Cách xây dựng:
+ Xây dựng hệ tọa độ zOS, trên trục Oz đánh dấu những điểm đặc trưng cho vị trí các
đường nước theo tỉ lệ chiều dài xác định.
+ Từ các điểm này vạch các đường vuông góc với trục Oz và đặt trên đó những diện tích
đường nước đã được chia theo tỉ lệ, tương ứng với vị trí của nó.
+ Nối các điểm cuối của các đoạn thẳng biểu diễn diện tích của các đường nước thành
một đường cong trơn S(z).
- Tương tự như tính toán diện tích mặt cắt ngang, việc tính toán diện tích toán diện tích MĐN là
không thể vì không thể xác định được hàm S(z), chỉ có sủ dụng phương pháp hình thang hoặc lấy
trong Autocad.
-Diện tích nặt DDN được tính theo công thức:
2
2
2 .
L
L
S y dx
−
=
∫
Để tính được diện tích lập bảng số liệu theo bảng sau:
9
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Từ hai bảng tổng hợp trên ta tiến hành vẽ hai đường cong diện tích MCN và đường cong diện tích
mặt ĐN.
4) Nhận xét:
1) Đường cong diện tích đường sườn (MCN) đặc trưng cho sự phân bố thể tích ngâm nước theo
chiều dài tàu.Nó rất quan trọng trong quá trình thiết kế tàu, xác định dung tích các khoang.
- Diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ thì bằng thể tích ngâm nước V của tàu.
- Hệ số béo của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox bằng hệ số béo dọc của tàu.
- Hoành độ trọng tâm của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ trục hoành bằng hoành
độ tâm nổi X
c
của tàu
2) Đường cong diện tích mặt đường nước đặc trưng cho sự phân bố thể tích chiếm nước theo cao
tàu.
- Diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Oz theo tỉ lệ thì bằng thể tích ngâm nước V của tàu.
- Hệ số béo của diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Oz bằng hệ số béo thẳng đứng của tàu.
- Tung độ trọng tâm của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ chiều chìm bằng tung độ
tâm nổi Z
c
của tàu.
II) các đường cong thủy lực
1) Tóm tắt lý thuyết
*Đường cong các yếu tố thủy lực là tập hợp các đường cogn biểu diễn sự thay đổi các yếu tố
như V, D, S. X
c
, X
f
, Z
c
Sườn
i
Tung độ
y
mi
y
di
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0 5 0
1 6 4 1
2 7 3 2
3 8 2 3
4 9 1 4
5 10 0 5
Bảng 2.6: các giá tị mặt cắt ngang
dn
Tung
độ
(1) (B)
0 Y
0
Y
0
0 ∑'- ε ∑*ϪT*2
1 Y
1
Y
1+
Y
0
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
1
96.144
5.20 0.325 20.43 27.94 0.81 0.91
2
115.296
5.75 0.650 21.80 62.3 0.76 0.92
3
121.608
5.90 0.975 23.16 100.8 0.76 0.89
4
131.868
6.00 1.300 24.54 141.99 0.74 0.90
5
135.828
6.09 1.625 25.94 185.49 0.72 0.86
6
141.708
6.19 2.100 28.95 337 0.90 0.79
BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ MẶT CẮT NGANG
dn
Tung
độ
Tổng các
tung độ
∑'
Hiệu
chỉnh
ε
Tổng hiệu
6 3.095
20.07
2.72 17.35 11.2775 6.19
1.95 0.93
Từ các số liệu cho trên ta tiến hành vẽ đồ thị thủy tĩnh.
III)Đồ thị Bôngien
1) Các khái niệm cơ bản:
- Đồ thị Bôngien: là tập hợp tất cả các đường cong diện tích
ω
và mô men tĩnh
oy
M
ω
của các mặt
cắt ngang phụ thuộc vào chiều chìm hay mặt đường nước.
- Đồ thị Vlaxôp: là đồ thị trên mỗi mặt cắt ngang ta biểu diễn được ba đường cong 1/2 diện tích
( )
2
ω
, mô men tĩnh của 1/2 diện tích đối với trục Oy
(
)
2
M oy
ω
, mô men tĩnh của 1/2 diện tích đối
với trục Oz
(
)
2
ĐN4
ĐN5
boong
3) Kết quả thực hiện tính toán
Từ bảng tính trên ta suy ra bảng tính tổng hợp đẻ vẽ đồ thị bọnjean:
Bảng 2.6: số liệu vẽ đồ thị bonjen
Sườn ĐN0 ĐN1 ĐN2 ĐN3 ĐN4 ĐN5 boong
0
w 0 0.00 0.00 0.00 0.82 2.54 10.39
M 0 0.00 0.00 0.00 21.42 71.99 821.64
1
w 0 0.00 0.81 2.51 4.33 6.20 16.37
M 0 0.00 0.53 1.92 4.00 6.74 42.60
2
w 0 1.51 3.22 5.07 6.98 8.91 19.08
M 0 0.26 1.11 2.62 4.79 7.63 34.99
3
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
4
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
5
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
6
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
7
w 0 1.5568 3.3248 5.1675 7.072 9.020375 18.46
+ 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.
15
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
I. Cơ sở lý thuyết:
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.
- 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
.
2 Các phương pháp tính cánh tay đòn ổn định.
1) Tính theo đường cong Pantocaren (Cross Curvers)
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp.
3) Tính toán cánh tay đòn ổn định theo phương pháp Krưlôp-Darnhi
II) Thực hành tính toán và vẽ đồ thị ổn định.
Ở đay ta thự hiện tính toán vẽ và đối chiếu cả hai phương pháp như lý thuyết đã nêu.
k
– z
G
sinθ
Quá trình tính toán này có thể thực hiện đơn giản thong qua bản tính cánh tay đòn hồi phục
từ đồ thị Pantocaren như sau:
16
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
… V = Z
G=…
Góc θ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Sin θ
l
k
Z
G
sinθ
L
θ
Từ bảng số liệu vừa tính được ta tiến hành vẽ đồ thị cánh ray đồn hồi phục.
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp.
a) nội dung thực hiên:
Tính toán, xây dựng đồ thị cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp
và kiểm tra tính ổn định của tàu đã làm trong bài tập lớn số 1 và 2 theo hệ tiêu chuẩn thích hợp.
b) các bước thực hiện:
Theo nhà khoa học Nga Vlaxốp đề nghị, giá trị cánh tay đòn ổn định hình dáng l
hd
được tính
f
1
(θ) + (z
c90
- z
co
) f
2
(θ) + r
o
f
3
(θ) + r
90
f
4
(θ) – (Z
G
– Z
c0
)sinθ.
trong đó : z
co
, y
c90
, z
c90
, r
o
, r
+
H
T
B
H
L
B
L
δα
α
• y
c90
tung độ tâm nổi C ứng với góc nghiêng θ = 90
0
và được xác định theo công thức sau:
y
c90
=
B
T
H
k
c
1
2
2
2
δ−αα+
α
−
δ
α
α
δ
−
L
B
L
T
H
k
)2)(1(
25,0
1
2
2
c
2
17
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
• z
c90
là cao độ tâm nổi C ứng với góc nghiêng θ = 90
0
và được xác định theo công thức sau:
Lk
c
• r
o
, r
90
– bán kính ổn định ngang của tàu ứng với góc nghiêng θ = 0
0
và θ = 90
0
xác định
theo các công thức như sau:r
o
=k
r
T
B
12
22
δ
α
=k
r
zz
−
k
r
-hệ số phụ thuộc hình dạng mặt đường nước, tính theo công thức gần đúng sau :
k
r
= 1,06±0,05 - đối với mặt đường nước dạng chữ S
k
r
= 1,03±0,05 - đối với mặt đường nước dạng lồi
k
c
-hệ số tính đến ảnh hưởng của thể tích boong kín nước, xác định theo công thức do Viện sỹ
Pozduynhin đề nghị như sau :k
c
= 1+
H
B
V
V
=1,05 – 1,15
H
Z
g
của tàu mẫu.
18
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
f
1
(θ), f
2
(θ), f
3
(θ), f
4
(θ) là các hàm số chỉ phụ thuộc vào góc nghiêng ngang của tàu θ có giá
trị cho theo bảng sau:
Bảng 3.1: Giá trị các hàm f
1
(
θ
), f
2
(
θ
), f
3
(
θ
2
(θ), f
3
(θ), f
4
(θ) ta lập bảng tổng hợp kết quả tính tay đòn ổn định
hình dáng theo góc nghiêng θ ở bảng
Bảng 3.2: Bảng tính giá trị cánh tay đòn ổn định tàu
Góc nghiêng θ
(độ)
y
c90
f
1
(θ) (z
c90
- z
co
) f
2
(θ) r
o
f
3
(θ) r
90
f
4
(θ)
l
l
θ
đ
=∆
θ
(Σl
θ
i
- (l
θ
i
+l
θ
n
)/2) =(∆
θ
/2) Σl
θ
Từ các giá trị trên ta tính giá trị cánh tay đòn tĩnh và cánh tay đòn ổn định động sau đó vẽ dồ thị.
c) kết qủa thực hiện: Các thông số kế thừa từ BTL số 1 và BTL số 2:
- Loại tàu: Nhà hàng nổi 40 tấn.
-Chiều dài đường nước thiết kế: L=24.37(m).
-Chiều rộng đường nước thiết kế: B=6.00(m)
-Chiều chìm trung bình: T=1.3(m).
-Chiều cao mép boong: H=2.1(m). α =0,90; δ =0,83 β =0,93
- Các yếu tố hình học quy đổi, có thể xác định theo các công thức như sau:
• z
co
=
T
L
=
)(6724.03.1
83.090.0
90.0
m
=×
+
• y
c90
=
B
T
H
k
c
1
2
2
2
)2)(1(
25,0
−
−+
=
−
×
−
• z
c90
=
Hk
c
α
δ
δ+α
α
=
δ+α
α
α
δ
T
H
H
B
L
B
δ
α
12
2
=
)(2.3196
3.1
6
83,012
m
=×
−
20
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
• Z
g
cao độ trọng âm tàu, ta có thể chọn Z
g
theo tỷ số
H
Z
g
của tàu mẫu.
Đối với tàu hàng
H
Z
g
thường nằm trong khoảng 0,60-0,65. [3, tr.113]
)(26.11.260,060,0 mHZg
=×=×=
70 0.79 0.35 -0.16 -0.03 0.94 k
c
1.10
80 0.28 0.54 -0.03 -0.02 0.77 kr 1.03
90 0.00 0.57 0.00 0.00 0.57 Δθ 0.174544
Từ các giá trị trong các bảng tính trên ta thiết lập bảng tổng hợp tính cánh tay đòn ổn định tĩnh và
động.
Áp dụng công thức tính cánh tay dòn ổn định động:
l
θ
đ
=
∫
d
dl
hp
θ
θ
0
=
)1)(cos(cos)(sin −−+−−
θθθ
COGOCOCC
ZZZZy
l
θ
đ
=∆
θ
(Σl
Bảng 3.4:Giá trị cánh tay đòn tĩnh và cánh tay đòn ổn định động.
Góc θ l
hd
(m) ltl=(ZG-Zc0)sinθ lhp=lhd-ltl ∑[4] lđ
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10 0.44 0.10 0.34 0.34 0.03
20 0.80 0.20 0.60 1.28 0.11
30 1.04 0.29 0.75 2.63 0.23
40 1.15 0.38 0.77 4.14 0.36
21
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
50 1.14 0.45 0.69 5.61 0.49
60 1.07 0.51 0.56 6.86 0.60
70 0.94 0.55 0.39 7.81 0.68
80 0.77 0.58 0.19 8.39 0.73
90 0.57 0.59 -0.01 8.56 0.75
Từ kết quả cột 4 và 6 tiến hành vẽ đồ thị ổn định:
Hình 3.8: Đồ thị ổn định
Tàu có các thông số ổn định: h= 2.045m). l
30
=0.75(m)
θ
m
=36.96 l
đ30
=0.23 (m)
l
đ40
O
z
y
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
d
B
B
B
B
=
θ
θθθ
sin.
,
BBdZ
B
=
Từ đó:
θθ
θθ
drdY
B
.cos.
=
θθ
θθ
drdZ
B
.sin.
=
Sau khi tích phân hai vế của các phương trình trên trong giới hạn từ
θ
÷
0
, chúng ta có toạ độ
tâm nổi như hàm của lần lượt các giá trị bán kính tâm nghiêng
θ
r
23
θ
B
Z
, phải tính
θ
r
ở mỗi góc nghiêng khi thể tích ngâm nước không đổi,
vậy đòi hỏi vẽ những đường nước nghiêng cắt phần ngâm nước với những thể tích bằng nhau
(đường nước nghiêng tương đương ).
Phương pháp tính tay đòn ổn định của Viện sỹ Krưlôp đạt độ chính xác rất cao nên có thể
coi là hoàn hảo về mặt lý thuyết và phương pháp. Tuy nhiên phương pháp của Viện sỹ Krưlôp vẫn
còn một số tồn tại: khối lượng công việc tính toán rất lớn, toàn bộ số liệu đầu vào phải đo trực tiếp
từ bảng toạ độ đường hình với tỉ lệ lớn, do đó sai số trong khi đo là không thể tránh khỏi.
* Tiêu chuẩn ổn định:
Tiêu chuẩn ổn định là những chỉ tiêu hoặc những định mức nhằm đảm bảo an toàn tối đa
cho con tàu về phương diện ổn định. Tất cả các loại tàu phải đảm bảo yêu cầu cơ bản về ổn định
chung, ngoài ra còn phải thoả mãn các yêu cầu khác ứng với riêng từng loại tàu.
* Tiêu chuẩn vật lý:
Tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở giải bài toán cân bằng của tàu dưới tác dụng của
tất cả mômen ngoại lực. Tiêu chuẩn vật lý có tính khoa học cao, sang tạo nó tạo điều kiện để tìm
kiếm và áp dụng những sáng kiến mới. Tuy nhiên, việc xây dựng cũng như tính ổn định cho tàu
theo tiêu chuẩn này là rất phức tạp và khó thực hiện, đặc biệt nó đòi hỏi phải có nghiên cứu thực
nghiệm.
Vì những lý do trên nên tiêu chuẩn vật lý chỉ được áp dụng ở một số nước như Nga, Nhật,
Mỹ, Trung Quốc.
* Tiêu chuẩn thống kê:
Hệ tiêu chuẩn thống kê được xây dựng trên cơ sở:
- Thống kê những vụ đắm tàu do thiếu ổn định.
- Xác định những yếu tố thiếu ổn định là nguyên nhân gây ra tai nạn đắm tàu.
-Xác định giới hạn của những yếu tố đó và đưa ra thành tiêu chuẩn.
- l
đ 30
≥ 0,03 (m)
Trong đó : h
o
- chiều cao tâm ổn định ban đầu của tàu.
l
30
- cánh tay đòn ổn định tĩnh của tàu ở góc nghiêng 30
o
.
θ
m
- góc nghiêng ứng với cánh tay đòn ổn định lớn nhất.
l
đ 30
, l
đ40
- cánh tay đòn ổn định động ở góc nghiêng 30
o
,
40
o
.
b) các bước thực hiện
-Trước khi thực hiện tính toán tính ổn định của tàu ta thiết lập đường hình Tchebyshev, với chiều
dài thiết kế cỡ nhỏ ta sẽ chia khoảng 9 sườn là hợp lý.
-Vậy khoảng sườn được tính theo công thức X
i
r
o
=[1/3*L/n*(∑a
3
+∑b
3
)- L/n*(∑a+∑b)*( 1/2(∑a
2
-∑b
2
)/( ∑a+∑b))
2
]/V
25
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Copyright: Tài liệu đại học ©