Определение общей и местной прочности судна
Общую прочность корпуса судна проверяют путем сравнения изгибающих моментов (Мизг) с нормативной величиной допускаемого изгибающего момента (Мдоп). Наибольший изгибающий момент складывается из действия сил тяжести судна, груза и сил поддержания:
, тм (4.1)
где М0 – изгибающий момент от сил тяжести на миделе порожнего судна, тм;
Мгр – изгибающий момент от груза и запасов, тм;
Мс.п – изгибающий момент на миделе от сил поддерживания.
Изгибающий момент от сил тяжести на миделе порожнего судна определяется по формуле (4.2):
, тм (4.2)
где к = 0,1 коэффициент, учитывающий расположение машинного отделения;
D0 – водоизмещение судна порожнем, т;
Lпп – длинна судна между перпендикулярами, м.
Изгибающий момент от груза определяется по формуле (3.3):
, тм; (4.3)
где Xi – абсцисса (относительно от миделя) центра тяжести груза в грузовом помещении. Определяется по схематическому чертежу судна выполненному с указанным масштабом.
Расчеты:
тм
Мгр = 0,5*94840,1 = 47420 тм
Таблица 8. Изгибающие моменты от груза
| Грузовые помещения | Количество груза Qi, т | Координата Xi, м | Изгибающий момент Мгр i , тм | ||
| Твиндек №1 | 564 | 31,33 | 17670,1 | ||
| Трюм №1 | 337 | 31,78 | 10709,9 | ||
| Твиндек №2 | 608,6 | 15,89 | 9670,6 | ||
| Трюм №2 | 653 | 16,34 | 10670 | ||
| Твиндек №3 | 568 | 0,68 | 386,2 | ||
| Трюм №3 | 710 | 0,68 | 482,8 | ||
| Твиндек №4 | 592 | 34,96 | 20696,3 | ||
| Трюм №4 | 331 | 34,96 | 11571,8 | ||
| Итого
| 40928,9 | ||||
Изгибающий момент на миделе от сил поддержания определяется по формуле (4.4):
Мс.п. = Кс.п.∙ D ∙ Lпп, тм; (4.4)
где Кс.п. – коэффициент, учитывающий влияние сил поддержания на изгибающий момент.
Определяется по имперической формуле:
Кс.п. = 0,0315 + 0,08995 ∙ Св; (4.5)
где Св = 0,65 – коэффициент общей полноты судна.
Расчеты:
Кс.п. = 0,0315 + 0,08995 ∙ 0,65 = 0,08996
Мс.п. = 0,08996 ∙ 7220 ∙ 96 = 62353 тм
Мизг = 24691 + 47420– 62353 = 9758 тм – прогиб на тихой воде
Полученную величину необходимо сравнить с допустимым значением:
Мдоп = К 
В L2,3 пп, тм (4.6)
При положении судна на вершине волны (перегиб): К = 0,0205.
Мдоп = 0,0205 ∙ 32243 ∙ 15,6 = 10311,3 тм
Мизг < Мдоп
|
|
|
Условие выполняется, т.е. грузы распределены по грузовым помещениям таким образом, что изгибающий момент, действующий на судно, меньше допустимого.
Обеспечение местной прочности корпуса осуществляется путем нормирования нагрузки на единицу площади палубы. Нагрузка в тоннах на 1м2 палубы трюма или твиндека обычного универсального судна не должна быть больше следующего значения:
Р = 0,75Нi, т / м2; (4.7)
где Hi – высота грузового помещения, м.
Таблица 9. Местная прочность судна
|
Грузовое помещение |
Li, м |
Вi, м |
Si, м |
Нi, м |
Qi | Удельная нагрузка т/м2 | |
| Допустим. | Фактич. | ||||||
| Твиндек №1 | 15,2 | 12,9 | 196,08 | 4 | 564 | 3 | 2,5 |
| Трюм №1 | 15,2 | 9,3 | 141,36 | 3,3 | 337 | 2,47 | 2,4 |
| Твиндек №2 | 16 | 15,6 | 249,6 | 3,1 | 608,6 | 2,32 | 1,4 |
| Трюм №2 | 16 | 13,8 | 220,8 | 4,1 | 653 | 3,1 | 3 |
| Твиндек №3 | 16,8 | 15,6 | 262,08 | 2,8 | 568 | 2,1 | 1,25 |
| Трюм №3 | 16,8 | 14,3 | 240,24 | 4,1 | 710 | 3,1 | 2,8 |
| Твиндек №4 | 16,4 | 13,9 | 227,96 | 3,6 | 592 | 2,7 | 1,5 |
| Трюм №4 | 16,4 | 8,2 | 134,48 | 3,4 | 331 | 2,55 | 2,46 |
4.2 
Определение остойчивости судна
|
|
|
Остойчивость – способность судна возвращаться в положение равновесия после воздействия внешних сил и определяет его поведение на волнении. При малой остойчивости судно становится валким, возникают большие амплитуды качки, создается опасность опрокидывания даже при небольших внешних кренящих силах.
Опасность представляет и чрезмерная остойчивость, приводящая к резкой порывистой качке, грозящей смещению груза, обрывом креплений и возможному опрокидыванию.
Основной характеристикой, по которой оценивается остойчивость, является метацентрическая высота. Метацентрическая высота – это возвышение метацентра над центром тяжести судна. Ориентировочные значения оптимальной метацентрической высоты для сухогрузных судов среднего тоннажа будет 0,3 м – 1,0 м, а для судов большего тоннажа до 1,5 м.
Метацентрическая высота определяется по формуле:
h = r + Zc + Zg, м; (4.8)
где r – поперечный метацентрический радиус, м;
Zc – аппликата центра величины;
Zg – отстояние центра тяжести от киля.
В свою очередь, поперечный метацентрический радиус определяется по формуле (4.9):
, (4.9)
|
|
|
где В – ширина судна, м ;
Тл – осадка судна в грузу, м.
Аппликата центра величины определяется из следующего выражения:
Zc = Тл – Zw, м; (4.10)
где Zw – отстояние центра величины до грузовой ватерлинии, м.
Zw = 
, (4.11)
Отношение объемного водоизмещении к площади ватерлинии ( 
) можно выразить следующим образом:
, м; (4.12)
где t – количество тонн изменяющих осадку судна на 1 см, т/см.
t = 12 т/см
Аппликата центра тяжести загруженного судна находится:
, м; (4.13)
где Z0 = k ∙ Hбор, м;
Hбор – высота борта, м;
К– коэффициент равный 0,68.
Расчеты:
r = 
м
t = 4365/(6,79)*100 = 6,43 т
V/S = 7220/6,43*100 = 11,2 м
Zw = 1/3 * (6,79/2 + 11,2) = 4,86
Zc = 6,79 - 4,86 = 1,93
Z0 = 0,68 ∙ 8,00 = 5,44 м
Таблица 10. Расчет моментов от груза
 |
| Грузовые помещения | Qi , м | Zi , м | Мz i |
| Твиндек №1 | 564 | 6,1 | 3440,4 |
| Трюм №1 | 337 | 2,45 | 825,6 |
| Твиндек №2 | 608,6 | 6,45 | 3925,5 |
| Трюм №2 | 653 | 2,85 | 1861,1 |
| Твиндек №3 | 568 | 6,3 | 3578,4 |
| Трюм №3 | 710 | 2,85 | 2023,5 |
| Твиндек №4 | 592 | 6 | 3552 |
| Трюм №4 | 331 | 2,5 | 827,5 |
| Итого | 20034 |
Zg = 
м
h = 2,87 + 1,93 + 4,55 = 9,35 м
4.3 
Определение дифферента судна
Дифферент судна после загрузки грузами может быть рассчитан по формуле:
d= 
(4.14)
где Мдиф– дифферентующий момент от груза и порожнего судна, тм;
Мt – удельный дифферентующий момент, см/тм.
Непосредственно Мдиф определяется :
Мдиф = D (Xg – Xc), м; (4.15)
Абсцисса центра тяжести судна от миделя будет:
, м; (4.16)
Расчеты:
Xg = 
м
Хс=0,88 м – отстояние Ц.В. судна от миделя;
Мдиф = 7220 (0,96 – 0,88) = 577,6 м
Mt = 
, где R= 
- продольный метацентрический радиус
Мt = 
т*м
м
d = 
0,1 м
Дифферент близок к нулю, корректировку загрузки судна делать не нужно. Я убедилась в том, что при таком распределении грузов выполняются все требования прочности и остойчивости.
5. 
Расчет показателей освоения грузопотока
1. Суммарный грузопоток на линии
Так как в каждом рейсе суда загружаются обязательным и факультативным грузами, то общий грузовой поток находится из следующей пропорции:
; (5.1)
где Qоб – количество обязательного груза, т;
– годовой грузопоток (исходные данные), т;
Qp– загрузка судна на рейс с учетом факультативного груза, т.
Qp = 3300 + 1065 = 4365 т
= 
т.
2. Суммарная протяженность линии
L = L1 + L2; (5.2)
где L1 – расстояние проходимое судами в грузу, мили;
L2 – расстояние в балласте, мили.
L = 3000 миль
3. Грузооборот судна за рейс
= Q1 * L1 + Q2* L2 + … ,тм. (5.3)
= 4365 ∙ 1500 = 6,5 млн. т.∙ миль
4. Удельная грузовместимость судов
, м3/т. (5.4)
= 
м3/т.
5. Средневзвешенный удельный погрузочный объем
 |
, м3/т. (5.5)
= 
м3/т.
6. Расчет тоннажа для освоения грузопотока
При 
: 
, т; (5.6)
При 
: 
.
∑ 
=396818 т.
7. Коэффициент использования тоннажа
. (5.7)
= 
8. Средняя дальность пробега 1 м груза
, мили. (5.8)
= 4365*1500/4365=1500 мили
9. Коэффициент сменности груза
. (5.9)
= 
10. Стояночное время рейса
, сут. (5.10)
= 
сут
11. Время рейса
Tp= tx + tст, сут. (5.11)
Tp = 5,5+10 = 15,5 сут
12. Коэффициент ходового времени
, сут. (5.12)
= 
13. Число рейсов: расчет производится с точностью до десятых
r = 
(5.13)
ед
14. Провозная способность судна за эксплуатационный период
, т. (5.14)
= 0,53 ∙ 2 ∙ 4365 ∙ 21,93 = 103382,4 т
15. Расчетное число судов для освоения грузопотока
, ед; (5.15)
= 
ед.
16. Производительность 1т тоннажа в сутки
, (5.16)
где 
, миль /сут – суточная эксплуатационная скорость.
= 
миль/сут
= 0,54 ∙ 0,64 ∙ 300 = 103,6
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы я получила теоретические, а также практические навыки расчета количества запасов на заданный рейс, определения оптимального состава факультативного груза, поверки прочности и остойчивости судна. Также укрепила теоретические знания, полученные из курса лекций по некоторым определенным дисциплинам.
В курсовой работе предлагались для перевозки один обязательный груз (металлолом прессов) и два факультативных (бумага газетная и ткани х/б).
Для заданного маршрута протяженностью 1500 миль было рассчитано необходимое количество запасов на рейс по данному маршруту и найдена чистая грузоподъемность судна (Dч = 4087 т). Для загрузки факультативными грузами был рассмотрен один вариант – загрузка легким грузом. Из двух возможных вариантов легких факультативных грузов, выбрано оптимальное, т.е. приносящее наибольшую выгоду судовладельцу.
Факультативный и обязательный грузы распределены по грузовым помещениям с учетом их совместимости, требований местной и общей прочности, требований остойчивости судна. При определении общей прочности был рассчитан изгибающий момент. Местная прочность также обеспечена, т.к. фактические удельные нагрузки на площади палубы меньше допустимых.
Используемые источники:
1. Светличный Г.В. Технология и организация перевозок: методические указания. – Калининград: БГАРФ, 2014.- 24с.
2. Аксютин Л.Р. Грузовой план судна.-Одесса:ЛАТСТАР,1999.-140с.
3. Транспортные свойства и характеристики грузов. Справочник сюрвейера Книга 2. К.т.н. П.П.Горелый Санкт – Петербург ЗАО «ЦНИИМФ»,1999
4. Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. 3-е изд., переработ. И доп. – С. Петербург: АНО НПО «Мир и семья»,2001 г. 560 с. Илл.
5. http://www.kscport.ru/index.php/ru. - Сайт данных о порте.
6. http://www.midships.ru – Характеристики грузов перевозимых на морском транспорте.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1157; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!