Download miễn phí Đồ án Tính toán ổn định và các thành phần chuyển vị cưỡng bức của sà lan trên sóng đồng đều
Với trường hợp cụ thể của số liệu sà lan và khối chân đế đã cho, bước đầu tiên ta thực hiện quy khối lượng về nút, việc này có thể có rất nhiều cách làm, nhưng nhanh chóng và hiệu quả hơn cả là lợi dụng sơ đồ tính của KCĐ trong SAP-2000, ta sẽ nhập các gối tựa vào các nút mặt dưới cùng và chạy chương trình, sẽ được một bảng phân phối khối lượng về nút theo 3 phương, ở đây chỉ quan tâm đến phương trọng lực là phương z.
-Sau khi tính được khối lượng quy đổi về nút, áp dụng công thức (3 –18) , (3 –19) cho các nút này với các toạ độ đã có sẵn ta sẽ được kết quả lực cần tính toán, trong đó lưu ý sự khác nhau về hệ trục toạ độ của SAP và của sà lan , sự chuyển đổi đó như sau:
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ân đế trùng với trọng tâm sà lan thì do độ lệch giữa trọng tâm với tâm nổi , sẽ gây chúi , giá trị của momen nghiêng là Mng = 9500*0.5 = 4750 Tm . Để cho sà lan không bị chúi ta dằn vào khoang 5(cách trọng tâm hệ 28.5m) một lượng nước là Gnd = 4750/28.5 = 164T.Do đó tổng trọng lượng cuối cùng là G = 9500 + 164 = 9664 T , mớn nước thay đổi không đáng kể, Tằ 2,5m
Như vậy ở trạng thái cân bằng của hệ , sà lan có các thông số như sau:
T = 2,5m
LĐN = 100,65m.
B = 36m.
XC = 2,5m
XG = 3m
ZC = 1,24m
ZG = 2m.
*Thành lập đồ thị ổn định tĩnh:
Theo phương pháp thiết lập đồ thị ổn định tĩnh đã trình bày ở 2.1.2 , đầu tiên ta cho các số gia góc nghiêng là 10 độ , với mỗi góc ( từ 0 : 90 độ) ta có được một điểm của cánh tay đòn ổn định tĩnh , nối các điểm đó lại được đồ thị cần xây dựng.
-Với góc nghiêng j = 0 thì dễ dàng tìm được bán kính tâm nghiêng r = Ix/V.
- Với góc nghiêng từ j = 10 độ trở đi hình dạng mặt đường nước được coi xấp xỉ như sau:
(Hình 7.3)
Hình 8.3
Theo hình vẽ ta tính được độ dài cuả a, b tại các sườn Trebưsep với các hệ số ki tương ứng như sau:
a = với mọi k
b = với các giá trị k = ±0,601, ± 0,528, ±0,1699, 0
Với k = -0,916 thì b =
Với k = 0,916 thì b =
Từ việc tính toán được các thành phần bán kính quán tính phụ thuộc góc nghiêng ta có thể thiết lập được đồ thị cánh tay đòn ổn định tĩnh Lt theo những gì đã trình bày ở mục 3 – 2.1.2 ,và đồ thị momen tĩnh cho bởi Mt = Lt.D (với D là lượng chiếm nước =9664T).
Kết quả tính toán xem phụ lục II.
*Tính toán momen nghiêng:
Momen nghiêng được coi như hằng số , tính toán theo công thức (2 – 23) cho 2 phần là tàu và khối chân đế , việc tính toán xem phụ lục , kết quả momen nghiêng do gió tác dụng lên KCĐ là 2676.95 Tm , momen nghiêng do gió tác dụng lên tàu là 34.3Tm , vậy tổng momen nghiêng do gió tác dụng lên hệ là 2711.25Tm.
*Đồ thị momen nghiêng do gió và momen hồi phục vẽ trên cùng một hệ toạ độ như sau:
Hình 9.3
Theo đồ thị trên dễ dàng nhận thấy tất cả những tiêu chuẩn về ổn định đã trình bày ở mục 4c phần 2.1.2 đã trình bày ở trên đều được thoả mãn:
Góc giao cắt đầu tiên = 2 độ, góc giao cắt cuối cùng = 62 độ.
Diện tích vùng A + B =1689482(Tmđộ) > 1,4(A+C) = 227745(Tmđộ)
Tuy nhiên sự thoả mãn này lại không mang tính kinh tế (cụ thể là sà lan được chọn lựa quá lớn) , nhưng do trong đồ án các số liệu chỉ mang tính minh hoạ cho phương pháp tính nên coi như là có thể chấp nhận được.
3.4- tính toán lắc cho sà lan trong quá trình vận chuyển:
3.4.1- Khi sóng lan truyền theo hướng vuông góc với hướng di chuyển của sà lan:
a/Tính toán lắc đứng:
Hình 10.3
*Tính toán các hệ số:
Tổng trọng lượng D = 9664 T
Mớn nước T =2.5m
L =100.65m , B = 36m
Khối lượng nước kèm khi lắc đứng tính theo công thức( 2 –50):
mz = z1z2z3
+Trong đó a =1 . B/L = 0.36 tra đồ thị trong sổ tay tàu thuỷ I ta được :
z1 = 0.8 , z2 = 1 , z3 = 0.5 (do b = 0).
+Thay các số liệu vào công thức trên ta có:
mz = 0.8*0.5* = 26747.5 t
- Hệ số cản tính theo công thức (2 –56):
2Nz = kz.FĐN
Trong đó kz = 0.18 tm-3s , và FĐN = L.B = 100.56*36 = 3623,4m2
Thay các số liệu vào công thức tính được 2Nz = 652,2tm-1s.
Hệ số lực hồi phục tính theo công thức K = g.FĐN = 10,25.3623,4 = 37140 ts-2.
* Thay các số liệu tính toán vào phương trình dao động (2 –63) , ta được:
Biến đổi tương đương phương trình trên suy ra:
Với y = 1,5cos0,7t , y’’ = -0,735cos0,7t , y’ = -1,05 sin0,7t , ta có :
F(t) = (1,5 – 0,735.0,73 )cos0,7t – 1,05.0,035sin0,7t
F(t) = 0,964sin(0,7t – 4,696)
Vậy phương trình tương đương với:
theo kết quả của phương trình dao động riêng ta được:
tge = vậy e = 0,024 rad
Zm =
b/Tính toán lắc ngang:
Hình 11.3
*Tính toán các hệ số
- Momen quán tính khối lượng tàu tính theo công thức Dyaer (2 –51)
Jx =
Trong đó B = 36m , zG = 2m , D = 9664T , thay vào công thức trên ta có:
Jx =
- Momen quán tính khối lượng nước kèm Jxx được tính bằng 0,4Jx với hệ số béo a = 0,98, vậy
Jxx = 0,4.1134015,73 = 453606,3tm2.
- Hệ số cản lắc ngang:
Với r =Ix/V =
ZG =
ZC = 1,24m
Vậy ta có chiều cao ổn định ban đầu theo phương ngang ho = 41,5 – 4,62 + 1,24 = 38,12m
Theo công thức (2 –58) ta có:
2Nj =
Trong đó 2mj = 0,12 , kxx = 0,4... thay các số liệu vào công thức ta có:
2Nj =
- Hệ số hồi phục nghiêng ngang cho theo công thức K = Dho = 96640.38,12
K = 3683916,8tm3s-1
*Phương trình lắc ngang theo (2 –69) :
Thay số liệu vào ta được:
Biến đổi phương trình trên về dạng:
Trong đó với am =
Tức là a = 0,077sin0,7t , a’’ = -0,0377sin0,7t , a’ = 0,054cos0,7t.
Vế phải phương trình có dạng:
F(t) = (0,179 – 0,0108)sin0,7t + 0,01cos0,7t
F(t) = 0,168sin(0,7t + 0,06)
Vậy:
Theo kết quả của phương trình dao động riêng ta được:
tge = vậy e = 0,07 rad
jm =( khoảng 5,3 độ)
3.4.2- Khi sóng lan truyền cùng chiều với hướng di chuyển của sà lan:
Khi đó sẽ xảy ra lắc đứng và lắc dọc.
Trước hết , trọng tâm hệ cách đuôi sà lan là 54m , trọng tâm mặt đường nước ứng với mớn nước 2,5m cách đuôi sà lan 54,3m , vậy l ằ 0.
Như vậy có thể tính độc lập 2 phương trình như đã trình bày ở mục 5-c phần 2.2.5.
Hệ phương trình đó có dạng:
a/Tính toán lắc đứng:
Với phương trình trên thì các hệ số ở vế trái đã xác định như trong phần lắc đứng khi sóng vuông góc với hướng dịch chuyển của tàu. Cho nên ở đây chỉ cần xác định F1.
Coi như chiều rộng và chiều cao tàu không đổi , ta xác định được F1 theo công thức (2 –85)
như sau: F1 =
Thay các số liệu đã tính toán vào phương trình ta có:
F1 =
F1 = =7608,05sin(0,7t + 1,58)
Vậy phương trình dao động trở thành:
tge = vậy e = 0,024 rad
Zm =.
b/Tính toán lắc dọc:
Hình 13.3
*Xác định các hệ số:
- Momen quán tính khối lượng tàu theo trục y:
Tính theo công thức gần đúng (2 –53):
Jy = 0,07.
Thay số: Jy = 0,07. tm2
- Momen quán tính khối lượng nước kèm:
+ Momen quán tính mặt đường nước theo phương y so với hệ trục qua G là :
IGy = m4
+ Momen quán tính khối lượng nước kèm:
Jyy = mz = tm2
- Hệ số cản : 2Ny = 0,18.3050682,8 = 549123 tms.
- Hệ số hồi phục:
+ Ho = R – zG + zC = .
+ DHo = 320,12.96640 = 30936396,8 tm.
*Xác định lực theo công thức (2 –86):
F2 =
Thay các thông số đã biết vào phương trình ta có:
F2 =
F2 =
F2 = tm2s-2.
* Phương trình chuyển động:
Thay các số liệu vào phương trình:
Biến đổi tương đương phương trình nhận được:
Vậy tge = vậy e = 0,023 rad
ym =.
Chương IV – tính toán thiết kế gia cố và kiểm tra.
4.1- cơ sở lý thuyết về lực lắc:
Khi tàu bị lắc, thì các chất điểm phụ thuộc hệ quy chiếu gắn với tàu đều sẽ bị ảnh hưởng, đầu tiên là thay đổi về vị trí, sau đó là thay đổi về vận tốc và gia tốc kể cả về chiều lẫn trị số, sự thay đổi này sinh công tác dụng vào bản thân các chất điểm đó, nếu không được liên kết cứng với tàu thì chất điểm sẽ dịch chuyển khi lắc đủ lớn, nếu được liên kết thì sẽ phát sinh nội lực trên bản thân cơ hệ và trên liên kết.
Trong chương này trình bày cách xác định lực tác dụng gây ra do lắc lên các chất điểm của một cơ hệ bất kỳ ở trên tàu.
4.1.1 – Tác động của lắc đứng:
Hình 1.4
Như vậy khi tàu lắc đứng ngoài trọng lượng bản thân P= mg (m:khối lượng của chất điểm M) thì chất điểm M còn phả...