ТУС Курсовая. Курсовой проект расчет мореходных качеств судна

• Название: Курсовой проект расчет мореходных качеств судна
• Анкор: ТУС Курсовая
• Дата: 29.03.2022
• Размер: 1.88 Mb.
• Имя файла: 292_Trubacheva (1).docx
• Тип: Курсовой проект; #424990
• страница: 2 из 4

5 Результирующие значения вносим в таблицу 1.7.
Таблица 1.7 Результаты расчетов посадки судна

Параметр	Обозначение	Размерность	Судно в грузу	Судно в балласте
Осадка средняя	Tср	м	2,1	1,9
Осадка оконечностей	Tн	м	2,11	1,7
	Tк	м	2,13	2,08
Аппликата ЦТ	zg	м	3,155	2,99
Поперечная метацентрическая высота	h	м	6,445	7,685
Коэффициент остойчивости	k	кНм	222307,385	222017,498

Осадка кормой должна обеспечивать достаточное погружение винта, т.е. T_к1,25D_в, где D_в – диаметр винта. Осадка кормой в грузу и балласте и соответствует требованиям.

=2,13 м ≥ 2,125 м – условие выполнено.

≥ =2,13 м≥ 2,11 м – условие выполнено.

2. 
   КОНТРОЛЬ ОБЩЕЙ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА
   

Важной составной частью Информации являются сведения о прочности корпуса. Эти сведения представляются в виде графиков контроля продольной прочности, учитывающих возможный прогиб (перегиб) корпуса, и допускаемых значений нагрузок на настилы палуб, второго дна, переборок,

крышки люков и другие несущие конструкции.

Расчетные нагрузки на тихой воде (изгибающие моменты, перерезывающие силы, а также их предельно допустимые значения) могут быть представлены в функции только от дедвейта судна.

Это существенно упрощает как построение, так и практическое использование графиков прочности, являющихся частью Информации, предназначенной для контроля продольной прочности корпуса.

Для построения графиков воспользуемся методикой постатейного определения изгибающих моментов на тихой воде.

Исходные данные:

Длина расчетная L=124 м;

Ширина В=15,4 м;

Осадка расчетная Т=2,6 м;

Длина кормовой надстройки =22,5 м (см.Приложение А рисунок А4);

∑ – принимается из 1 раздела (см. таблицу 1.3).

Задаем два типовых значения дедвейта, кН

И – два типовых значения дедвейта;

=∑ ;

– =0,7*∑Pi;

= 17493 кН;

– = 12245,1 кН.

где  P_i –принимается из второго раздела (таблица 1.1).

Определяем отвечающие этим значениям дедвейта коэффициента общей полноты.

По кривым элементов для водоизмещения + вычисляют осадку и (см.Приложение А рисунок А2).

= 2,1 м; T2 = 1,8 м; =3150 =2100

Определяем коэффициенты общей полноты ₁, ₂ по формуле:





= 0,8;

= 0,5.

Находим коэффициент k_cn по формуле в зависимости от 

k_cn =0,064+0,018*
= 0,064+0,18* ; (2.2)

= 0,21;

= 0,15.
Вычисляем коэффициент по формуле:

;

где l_n - длина кормовой надстройки вычисляем с общего расположения судна

=0,25.

Определяем момент дедвейта, отвечающие нулевым изгибающим моментом на тихой воде кН*м




М_DWi Di* );

= 371197,72 кНм;

= 16958,86 кНм.




Строим график, на котором по горизонтальной оси (ось абсцисс) откладываем значения дедвейта DW₁/g и DW₂/g (см. Приложение А рисунок А2), а по вертикальной оси (ось ординат) — значения моментов дедвейта и .

DW₁/g=1700;

DW₂/g=1190.
Пересечение соответствующих абсцисс и ординат определяем на поле графика две точки 1 и 2 (см. Приложение А, рисунок А2). Прямая, проходящая через точки 1 и 2, образует линию нулевых изгибающих

моментов на тихой воде.

Допускаемые значения изгибающего момента на тихой воде определяем для случаев «в море», «на рейде», «в порту». Допускаемые напряжения при изгибе корпуса судна в вертикальной плоскости применительно к сухогрузному судну (палуба) принимаем следующее:

для перегиба _тв = 73,6 Н/мм²;

для прогиба _тв = 78,5 Н/мм².

Базисный момент сопротивления палубы судна, см³ по формуле:

,
= 2988920,974 .

Определяем значения допускаемых изгибающих моментов на тихой воде для случая «в море» в случае прогиба и перегиба:

= ;
(2.6)

= 219984,6 кНм – перегиба;

= 234630,3 кНм – прогиба.
От линии нулевых изгибающих моментов по вертикали откладываем удвоенные значения М_{тв доп} (для перегиба — вверх, для прогиба — вниз). Через полученные точки эквидистантно линии нулевых моментов проводим границы:

2 = 439969,2 кН×м - «Опасно — перегиб в море»;

= 469260,6 кН×м - «Опасно — прогиб в море».

Умножением 2 М_{тв доп} на 1,25 и 1,5 соответственно и получаем границы «Опасно на рейде» и «Опасно в порту».
2 = 439969,2 *1,25 = 549961,5 кНм - «Опасно — перегиб на рейде»;

2 = 469260,6 *1,25 = 586575,75 кНм - «Опасно — прогиб на рейде»;

2 = 439969,2*1,5 = 659953,8 кНм - «Опасно — перегиб в порту»;

2 = 469260,6 *1,5 = 703890,9 кНм - «Опасно — прогиб в порту».
После построения диаграммы прочности определяем изгибающий момент в миделевом сечении по графику в рассматриваемом случае загрузки.

На оси абсцисс находится точка, отвечающая m т.

В этой точке восстанавливаем перпендикуляр до значения M_DW по шкале ординат и находим точку А. По вертикали измеряем расстояние от точки А до линии нулевых значений М_тв в масштабе шкалы М_DW.

Величину M_DW вычисляем по таблице 2.1
Таблица 2.1 – Вычисление моментов грузов дедвейта, расположенных

в нос от рассматриваемого сечения х

№ трюма	Наименование груза, расположенных в нос от миделя	Масса груза mi, т	Отстояние цт груза от миделя в нос хi, м	Статический момент масс дедвейта mi хi, тм
1	Уголь	315	38	11970
2	МСГ	525	17,5	9187,5
3	Контейнеры	210	5	1050
	-	1050		22207,5

= g ∑ ; (2.7)
= 217855,575 кНм;
где DW =  – сумма масс грузов;

= g ∑ – момент дедвейта;

 = 1050 т = 10300,5 кН.

Вывод: Прочность корпуса считается достаточной, если точка А лежит в безопасной зоне. В данном случае точка А лежит в безопасной зоне.

3. 
   ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА ТРЕБОВАНИЯМ ПРАВИЛ РЕГИСТРА
   

Остойчивость судна для расчетного случая загрузки проверяем по основному критерию остойчивости Правил РРР для судов класса М-СП. Все вычисления и построения, связанные с проверкой остойчивости должны производиться в полном соответствии с требованиями, изложенными в Правилах, и приступать к выполнению этого раздела следует только после детального ознакомления с положениями Правил РРР.

Ниже приводятся рекомендации, поясняющие некоторые этапы расчетов.

За угол заливания принимаем угол входа в воду верхней кромки комингса грузового люка.

Расчет площади парусности - S и определение аппликаты ЦТ площади парусности – z_п выполняем, используя эскиз бокового вида судна (см. Приложение А , рисунок А3). К площади парусности следует отнести площади проекций на ДП надводной части корпуса, надстройки, палубного груза и других надводных частей, представив эти элементы в виде простых фигур. Расчеты площади парусности - S и аппликаты ЦТ площади парусности – z_п сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Расчеты площади парусности

Наименование	Площадь, Si, м2	Возвышение ЦТ площадей над основной плоскостью, zi, м	Статические моменты площадей, Si*zi, м3
Надводный борт	380	2,75	1045
Надстройка	152	9,3	1413,6
Сумма	532		2458,6

Кренящий момент

М=0,001pSz, kHм (3.3)

Где p - условное расчетное динамическое давление ветра, Па;

р - согласно РРР (rivreg.ru/assets/Uploads/nts/part2.pdf),

р =171 = 171 т = 252 Па;

S – площадь парусности судна при средней осадке по действующую ватерлинию, м ;

z - приведенное плечо кренящей пары при одновременных крене и боковом дрейфе судна, м , = - Т= 4,621-2,1= 2,521 м;

= 619,375 кНм.

где - аппликата ЦТ площади парусности

= S*z/S; (3.3)

= 2458,6/532=4,621 м.

Значения допускаемых моментов вычислили по диаграммам остойчивости.

Условные координаты:

= 0,5B(1-0,95 /H); (3.4)

= 0,64H(1-1,15 /H); (3.5)

=4,242;

=1,606.
Поперечный метацентрический радиус r и аппликату центра величины z_c снимаем с кривых элементов плавучести при осадке, соответствующей загрузке судна (пункт 1).

Статические плечи остойчивости:
l_cm = У_с90f₁(θ) + Z_c90f₂(θ) + rf₃(θ )- (z_g-z_c)sin(θ); (3.6)

За угол заливания - _зал принимаем угол входа в воду верхней кромки комингса грузового люка (Рисунок 1) .

Рисунок 1 - Определение угла заливания

Рассчитываем угол заливания по формуле:

tg_зал = (H-T_cp+a)/(0,5B-b); (3.7)

где а = от 1,0 до 1,1 (м)

b = от 0,9 до 1,2 (м)

- угол заливания

(при а = 1,05 м и b = 1,05 м)

= 34,9.
Результаты расчетов по зависимостям формул (3.1)…(3.3) заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Статические плечи остойчивости по выражениям (3.1)…(3.3)

				, м
0	0	0	0	0	0	0
10	0,12	-0,05	0,115	1,043	1,313	0,114
20	0,41	-0,16	0,15	2,035	4,121	0,358
30	0,74	-0,25	0,11	2,600	8,756	0,762
40	0,99	-0,32	0,04	2,644	14,000	1,218
50	1,12	-0,25	-0,02	2,527	19,171	1,667
60	1,08	-0,08	-0,06	2,070	23,768	2,067
70	0,85	0,20	-0,06	1,385	27,223	2,368
80	0,47	0,58	-0,08	0,115	28,723	2,499

Вычисляем начальную поперечную метацентрическую высоту h₀, м.

h₀ = r + z_c - z_g, (3.8)
= 6,445 м.
Допустимый кренящий момент от действия ветра в условиях бортовой качки, согласно рекомендациям РРР [3], определяем путем вычисления следующих безразмерных параметров:
Параметр n₁ находим по формуле:

(3.9)

= 2,146.
Параметр m₀ рассчитываем по формуле:

m₀ = 0,0696+3,18n₁-0,991n₁²+0,107n₁³; (3.10)
= 3,4.
Параметр m₁ рассчитываем по формуле:

m₁ = m₀/ ₀; (3.11)
= 1,337
Параметр m₂ вычисляем из отношения ширины судна к его осадке BT= B/T= 5,923:
m₂ = 2,865-1,339В_т+0,302В_т²-0,028В_т³+0,00094В_т⁴. (3.12)
= 0,865.

Параметр m₃ вычисляем при помощи коэффициента общей полноты судна δ= 0,85:

m₃ = 2,46-4,426δ+2,714δ²; (3.13)
= 0,652.

Параметр m вычисляем по формуле:
m = m₁m₂m₃; (3.14)
m = 0,754.

Угол крена _m (в градусах) при бортовой качке вычисляем при помощи параметра m для различных классов РРР судна по формулам:

для класса «М», которая совпадает с формулой класса «М-СП»

_m = -1,50+42,77m-13,84m²; (3.15)
= 22,9⁰.

Допустимый кренящий момент М_доп, кНм вычисляем по формуле:
М_доп = p*g*V*l_доп; (3.17)

= 15460,56 кНм;

= 37081,8 кНм.
Построив ДСО (диаграмма статической остойчивости) и ДДО (диаграмма динамической остойчивости) определили плечо предельно допустимого момента = 1,3м и 1,25м, по углу заливания на диаграммах(см. Приложение А, рисунок А5). Затем проверили те же операции для определения плеча предельно допустимого момента = 1,2м и 1,24м, по углу опрокидывания на диаграммах (см. Приложение А, рисунок А6). Расхождение результатов не более 2% , что свидетельствует об отсутствии ошибки в расчете.

Сравнили значения кренящего и допустимого моментов, соответствующих углу заливания:

= 619,375 кНм < = 15460,56 кНм.

Сравнили значения кренящего и допустимого моментов, соответствующих углу опрокидывания:

= 619,375 кНм < = 37081,8 кНм.

Судно остойчиво. Диаграммы остойчивости представлены в приложении А, рисунок А5.