При различных условиях загрузки.
Мтв=М1+М2+М3-М4
где М1 -составляющая изгибающего момента отвеса корпуса с оборудованием, кНм;
М2 - составляющая изгибающего момента от веса ЭУ с оборудованием МО, кНм;
M3 - составляющая изгибающего момента от грузов, входящих в дедвейт, кНм;
М1=0,5×К1×g×Р1×L,
где K1=0,295×d1/4- коэффициент момента М1;
Р1- масса судна порожнем без ЭУ и оборудования МО, но с валопроводом и винтами, т;
L, B- расчетные длина и ширина судна, м;
d- коэффициент общей полноты судна, соответствующий рассматриваемому состоянию загрузки, определяемый по формуле:
d= ,
где V1 - объемное водоизмещение судна при рассматриваемом состоянии загрузки (находится по значению массы судна с грузом), м3;
Т1- средняя осадка судна при рассматриваемом состоянии загрузки, снимается с кривых плавучести по V1, м;
М2=0,5×К2×g×P2×L,
где К2 - коэффициент влияния положения МО, принимаемый равным модулю относительного отстояния (хмo/L) ЦТ МО от миделя судна;
Р2- масса ЭУ с оборудованием МО, т;
M3=0,5×g×S(Pi×xi),
где g´S(Pi×xi) - арифметическая сумма от моментов всех грузов, входящих в дедвейт и расположенных в нос и в корму от миделя (грузов в трюмах №№ 1,2,3,4, судовых запасов, команды и снабжения), кНм;
Pi - масса груза, входящего в дедвейт, в том числе:
Pri - масса в груза i-том грузовом трюме, т;
Рз - масса судовых запасов (100%), т;
Рк - масса команды и снабжения, т
xi - отстояние от миделя ЦТ составляющих нагрузки, м.
Вычисление Мтв для каждого расчетного случая загрузки судна производится в табл. 7. При вычислении gSPixi плечи составляющих нагрузки масс xi следует условно принимать положительными вне зависимости от расположения их относительно мидель-шпангоута. Значения отстояний от миделя ЦТ груза в трюмах xri брать с помощью чертежа расположения грузов.
Составляющая изгибающего момента от сил поддержания на тихой воде, кНм
М4=К4×D1×L,
где К4 - коэффициент, определеямый в зависимости от коэффициента общей полноты судна d, соответствующего рассматриваемому состоянию загрузки судна;
К4=0,0315+0,088×d- для баластного состояния и процесса погрузки-выгрузки;
К4=0,0315+0,0895×d- для положения судна в грузу;
D1 - весовое водоизмещение судна, соответствующее рассматриваемому состоянию его загрузки.
Для каждого этапа погрузки следует произвести расчет изгибающего момента по форме табл.7. Знак ²+² у значения МТВ означает прогиб судна, а знак ²-² - перегиб.
I этап – загружены на 1/3 объема 2-й и 3-й трюмы:
,
II этап – загружены на 2/3 объема 2-й и 3-й трюмы:
,
III этап – загружены полностью 2-й и 3-й трюмы:
.
Таблица 7.1
Расчет изгибающего момента в миделевом сечении судна после погрузки 1/3 4-го трюма.
L=110,2м; D1=17803.2м3; d=0.91
| Статьи нагрузки | Вес по статье нагрузки gPi, кН | Кi и или хi, м | Изгибающий момент Мi, кНм | |||
| Вес судна порожнем без ЭУ и оборудования МО, но с валопроводом и винтами | 11074.0 | k1 | 0.288 | М1 | 175731.1 | |
| Вес ЭУ с оборудованием МО, но без валопровода и винта | 1381,8 | k2 | 0,38 | М2 | 28932.1 | |
| Дедвейт | Трюм №1 | --- | xГ1 | --- | gPГ1xГ1 | --- |
| Трюм №2 | 2017.6 | xГ2 | gPГ2xГ2 | 30264.0 | ||
| Трюм №3 | 2017.6 | xГ3 | -3.9 | gPГ3xГ3 | 7868.6 | |
| Трюм №4 | --- | xГ4 | --- | gPГ4xГ4 | --- | |
| Судовые запасы | 1205.4 | xз | - 39,8 | gPзxГз | 47974.9 | |
| Команда и снабжение | 106,8 | xк | - 15.6 | gPКxК | 1666.1 | |
| Сумма весов дедвейта и составляющая изгибающего момента от весов дедвейта | 5347.4 | --- | gåPixi | 87773.6 | ||
| М3 | 43886.8 | |||||
| D1=g(P1+P2+SPi), кН | 17803.2 | k4 | 0.113 | М4 | 221588.2 | |
| Мтв=М1+М2+М3-М4, кНм | 26961.8 |
Таблица 7.2
Расчет изгибающего момента в миделевом сечении судна после погрузки 2/3 4-го трюма.
L=110,2м; D1=21377.4.м3; d=0.9
| Статьи нагрузки | Вес по статье нагрузки gPi, кН | Кi и или хi, м | Изгибающий момент Мi, кНм | |||
| Вес судна порожнем без ЭУ и оборудования МО, но с валопроводом и винтами | 11074.0 | k1 | 0.288 | М1 | 175731.1 | |
| Вес ЭУ с оборудованием МО, но без валопровода и винта | 1381,8 | k2 | 0,38 | М2 | 28932.1 | |
| Дедвейт | Трюм №1 | --- | xГ1 | --- | gPГ1xГ1 | --- |
| Трюм №2 | 3689.4 | xГ2 | gPГ2xГ2 | 55341.0 | ||
| Трюм №3 | 3920.0 | xГ3 | -3.9 | gPГ3xГ3 | 15288.0 | |
| Трюм №4 | --- | xГ4 | --- | gPГ4xГ4 | --- | |
| Судовые запасы | 1205.4 | xз | - 39,8 | gPзxГз | 47974.9 | |
| Команда и снабжение | 106,8 | xк | - 15.6 | gPКxК | 1666.1 | |
| Сумма весов дедвейта и составляющая изгибающего момента от весов дедвейта | 8921.6 | --- | gåPixi | 120270.0 | ||
| М3 | 60135.0 | |||||
| D1=g(P1+P2+SPi), кН | 21377.4 | k4 | 0.112 | М4 | 263966.2 | |
| Мтв=М1+М2+М3-М4, кНм | 832.0 |
Таблица 7.3
Расчет изгибающего момента в миделевом сечении судна после погрузки всего груза.
L=110,2м; D1=25182.1м3; d=0.85
| Статьи нагрузки | Вес по статье нагрузки gPi, кН | Кi и или хi, м | Изгибающий момент Мi, кНм | |||
| Вес судна порожнем без ЭУ и оборудования МО, но с валопроводом и винтами | 11074.0 | k1 | 0.283 | М1 | 172680.1 | |
| Вес ЭУ с оборудованием МО, но без валопровода и винта | 1381,8 | k2 | 0,38 | М2 | 28932.1 | |
| Дедвейт | Трюм №1 | --- | xГ1 | --- | gPГ1xГ1 | --- |
| Трюм №2 | 5649.7 | xГ2 | gPГ2xГ2 | 84745.5 | ||
| Трюм №3 | 5764.4 | xГ3 | -3.9 | gPГ3xГ3 | 22481.0 | |
| Трюм №4 | --- | xГ4 | --- | gPГ4xГ4 | --- | |
| Судовые запасы | 1205.4 | xз | - 39,8 | gPзxГз | 47974.9 | |
| Команда и снабжение | 106,8 | xк | - 15.6 | gPКxК | 1666.1 | |
| Сумма весов дедвейта и составляющая изгибающего момента от весов дедвейта | 12726.3 | --- | gåPixi | 156867.5 | ||
| М3 | 78433.8 | |||||
| D1=g(P1+P2+SPi), кН | 25182.1 | k4 | 0.108 | М4 | 298527.9 | |
| Мтв=М1+М2+М3-М4, кНм | -18482.4 |
Результаты расчетов изгибающих моментов для определенных этапах погрузки сводим в таблицу 8 и устанавливаем максимальный изгибающий момент.
Максимальный изгибающий момент необходимо сопоставить с предельно-допустимым моментом: при прогибе или при перегибе в зависимости от того какую деформацию испытывает корпус судна.
Таблица 8
Изгибающие моменты судна для различных случаев загрузки.
| Характеристики загрузки | Изгибающий момент, кНм |
| 1. Загружена 1/3 4-ого трюма | 26961.8 |
| 2. Загружены 2/3 4-ого трюма | 832.0 |
| 3. Загружен весь 4-ый трюм | -18482.4 |
| Предельно допустимый момент при прогибе | 370000.0 |
| Предельно допустимый момент при перегибе | 340000.0 |
Фактически действующие моменты значительно меньше предельно допустимого момента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проведенных расчетов в курсовом проекте были получены следующие результаты: абсцисса центра величины судна, плавающего с дифферентом, имеет отрицательное значение (лежит в корму). При расчете посадки судна при загрузке были получены осадки с дифферентом на корму. В следующем задании при перемещении груза было достигнуто значительное выравнивание осадок, с незначительным остаточным дифферентом в корму.
При проверке остойчивости судна по основному критерию и дополнительным требованиям остойчивости было установлено, что данное судно при данной загрузке удовлетворяет этим требованиям.
Была решена задача по балластировке судна для достижения такой посадки, которая обеспечивала бы осушение (выход из воды) объекта ремонта.
И наконец в последнем разделе было получено, что максимальный изгибающий момент для различных случаев загрузки не превышает предельно допустимый.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Задания по работе.
Характеристики судна проекта ''Сормово''.
Таблица 1
| Характеристика судна | Обозначения | Размерность | Значение |
| 1.Тип судна | сухогруз класса ''М-СП'' Речного Регистра России | ||
| 2.Главные размерения судна: | |||
| длина расчетная | L | м | 110,2 |
| ширина расчетная | B | м | 13,0 |
| осадка | T | м | 3,68 |
| высота борта | H | м | 5,5 |
| 3.Коэффициент полноты водоизмещения при осадке по КВЛ | Д | - | 0,816 |
| 4.Нагрузка масс и осадка: | |||
| а) судно в грузу водоизмещение полное | D | т | |
| аппликата центра масс судна | zg | м | 3,55 |
| б) судно порожнем с экипажем и запасами | |||
| водоизмещение | D0 | т | |
| абсцисса центра масс | xg0 | м | -8,97 |
| аппликата центра масс | zg0 | м | 4,2 |
| осадка средняя (первая цифра - для пресной воды, вторая для морской) | T0 | м | 1,17/1,14 |
| в) масса судна порожнем без главной ЭУ и оборудования МО | P1 | т | |
| масса ЭУ с оборудованием МО , но без валопроводов и винтов | P2 | т | |
| абсцисса центра массы МО | хмо | м | -42,0 |
| г) команда и снабжение масса | Рк | т | 10,9 |
| абсцисса центра массы | хк | м | -15,6 |
| аппликата центра массы | zк | м | 5,78 |
| д) судовые запасы (100%) масса | Рз | т | 123,6 |
| абсцисса центра массы | xз | м | -39,8 |
| аппликата центра массы | zз | м | 1,83 |
| 5.Площадь парусности всех надпалубных конструкций (выше главной палубы) | Sнпк | м2 | |
| 6.Аппликата центра парусности всех подпалубных конструкций | zнпк | м | 7,5 |
| 7. Предельно допускаемый изгибающий момент по прогибу | Mпрдоп | мН´м | |
| 8.Предельно допускаемый изгибающий момент по перегибу | Mпердоп | мН´м |
Осадка носом Тн=1,7м Осадка кормой Тк=2,5 м.
Задание по расчету посадки и остойчивости судна , по приближенной оценке прочности судна для различных этапов загрузки.
Таблица 2
| № п/п | Удельный погрузочный объем , м , м 3/т | Средний уровень загрузки трюма от настила 2-го дна , м | Способ и порядок загрузки трюмов | Перемещение груза из одного трюма в другой | |||
| 1.7 | – | 4.6 | 4.6 | – | Одним краном | 3®1 |
Таблица 3
Характеристика контейнера.
| ТИП | ДЛИНА | ШИРИНА | ВЫСОТА | НАИБОЛЬШАЯ МАССА |
| IВ | 9.12 | 2,44 | 2,44 | 25.4 |
Данные для проверки остойчивости и расчета ходкости судна.
Таблица 4
| Водоизмещение D ,т | zg | V , км/ч |
| 3,4 | 20,0 |
Исходные данные для решения задачи по балластировке судна для ремонта.
Таблица 5
| Начальное положение судна | Состояние загрузки судна | Местоположение пробоины (гребного винта) | Объект ремонта | |||
| Тн | Тк | q0,град | По длине судна | Отстояние от основной плоскости до пробоины (требуемая осадка ) | ||
| 3.35 | 3.45 | -2 | С грузом | 118 шп. ЛБ | 3.25 | Пробоина |
Характеристика балластных цистерн.
Таблица 6
| Наименование цистерн | Расположение цистерн | Масса балласта Р ,т | Координаты центра масс балласта , м | ||
| xб | yб | zб | |||
| 1. Носовая балластная | 11-23 шп. под платформой | 90,0 | 46,0 | 1,70 | |
| 2. Балластная | 23-34 шп. Во 2-м дне и бортах | 92,9 | 39,0 | 2,40 | |
| 3.Балластная | 34-55 шп. Во 2-м дне и бортах | 29,0 | 1,90 | ||
| 4.Балластная левого борта | 55-91а шп. Во 2-м дне и бортах | 203,0 | 17,0 | -4,57 | 1,9 |
| 5.Балластная правого борта | 55-91а шп. во 2-м дне и бортах | 203,0 | 17,0 | 4,57 | 1,9 |
| 6.Балластная левого борта | 91а-94 шп. во 2-м дне и бортах | 203,0 | -6,0 | -4,57 | 1,7 |
| 7.Балластная правого борта | 91а-94 шп. Во 2-м дне и бортах | 203,0 | -6,0 | 4,57 | 1,7 |
| 8.Балластная левого борта | 94-127 шп. Во 2-м дне и бортах | 185,0 | -21,0 | -4,57 | 1,6 |
| 9.Балластная правого борта | 94-127 шп. Во 2-м дне и бортах | 185,0 | -21,0 | 4,57 | 1,6 |
| 10.Балластная | 127-133 шп. во 2-м дне и бортах | 67,4 | -21,0 | -0,06 | 1,6 |
| 11.Кормовая балластная | 156-169 шп. под платформой и на платформе | 57,6 | -53,0 | -0,07 | 3,2 |
Примечание .Данные для балластных цистерн приведены для воды плотностью r=1,0 т/м3.
ЛИТЕРАТУРА
1. Любимов В.И. Иванов Е.А. Цибин П.С. Теория и устройство судов . Горький 1990.-76 с
2. Правила Речного Регистра РСФСР (в 3-х томах) т.2 /Речной Регистр РСФСР.-М:
Транспорт ,1989. –311 с
3. Роннов Е.П. Нормирование остойчивости судов внутреннего плавания .ГИИВТ, Нижний Новгород , 1991 , с 48
4. Справочник по теории корабля в 3-х томах т.3 / под ред. Войткунского Я.И. Л.: Судостроение-1985 , 539 с.
5. Аксютин Л.Р. Грузовой план судна Одесса ЛАТСТАР,1999.-140 с.