КУРСОВАЯ ТЕОРИЯ УСТРОЙСТВА СУДНА

Расчитываем нормативную величину изгибающего момента на тихой воде:

Мдоп = Ко * Wo = - 0,0073 *	24930556	=	-181993	прогиб
Мдоп = Ко * Wo = 0,0068 *	24930556	=	169528	перегиб

Wo - базисный минимальный момент сопротивления поперечного сечения корпуса:

W C		2	δ 0,7 *
		ВL
0	П

Сп -коэффициент

2

= 9,87 * 32,2 * 228 * (0,809+ 0,7) * 1 =

3/2

24930556

см ³

		300 L 3 / 2		300 -228
C П	10,75		= 10,75 -(			) =	9,87
				100
		100
	при перегибе Ко=			0,0068
	при прогибе Ко=			-0,0073

φ- численный коэффициент, определяемый по методике Регистра, для практических расчетов можно принимать φ = 1

К0 - численный коэффициент, принимаемый:

а) для судов группы 1 (обычно сухогрузные суда, суда для перевозки навалочных грузов при η = 0,85 м³/т, пассажирские суда, научно-исследовательские, паромы, суда накатного типа, промысловые суда).

Величина изгибающего момента, действующего в миделевом сечении сопоставляется с нормативными значениями:

Мдоп прогиба <Мизг < Мдоп перегиб

-181993

≤

-33339

≤

169528

Прочность обеспечена

Если изгибающий момент на тихой воде находится в пределах допустимых значений, то общая продольная прочность считается обеспеченной.

Если МИЗГ выходит за пределы допустимых значений, то прочность считается необеспеченной и необходимо принять меры уменьшения абсолютной величины изгибающего момента.

Абсолютную величину изгибающего момента при перегибе можно уменьшить перемещением грузов от оконечностей к миделю, а при прогибе - перемещением грузов от миделя к оконечностям.

После перемещения грузов необходимо заново выполнить работу по контролю прочности.

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

1.7.Расчет и построение диаграммы статической и динамической остойчивости.

Диаграмма статической остойчивости рассчитывается по формуле:

l l	Ф	l	В

l lФ Zg1 ZC1 sin lФ а sin

где: lФ - плечо остойчивости формы; lВ - плечо остойчивости веса.

Диаграмма динамической остойчивости рассчитывается по формуле:

	ld ld		l ИНТ
		2
	0

Интеграл решается приближенным методом - методом трапеций.

Расчеты плеч статической и динамической остойчивости удобно выполнять в табличной форме - табл.1.6

			АППЛИКА ЦТ СУДНА ИЗ ТАБЛИЦЫ №1.3.							Zg1 =	10,31	м. Таблица 1.6
Расчетные						Значения расчетных величин
величины
	θ, град		10°		20°	30°	40°			50°	60°	70°	80°
		Sinθ	0,174		0,342	0,5	0,642			0,766	0,866	0,939	0,984
lв=Zg 1 *Sinθ			1,79		3,53	5,16	6,62			7,9	8,93	9,68	10,15
	lф=f(V)		2,263		4,726	7,116	9,138			10,253	10,658	10,663	8,955
lст=lф-lв			0,47		1,20	1,96	2,52			2,35	1,73	0,98	-1,20
	∑lинт		0,47		2,14	5,3	9,78			14,65	18,73	21,44	21,22
lдин=δθ/2*∑lинт			0,04		0,19	0,46	0,85			1,27	1,63	1,87	1,85
				Интерполяционная таблица для пантокарен
2		10°	20°		30°	40°			50°		60°	70°	80°
55000		2,3	4,8		7,3	9,3			10,4		10,82	10,8	10,4
60000		2,25	4,7		7,05	9,08			10,2		10,6	10,65	10,32
58686		2,263	4,726		7,116	9,138		10,253			10,658	10,689	10,341
60000

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

1.8.Проверка остойчивости по критериям Регистра.

1.8.1.Расчет критерия погоды К согласно требованиям Регистра РФ

Расчет критерия погоды К.				K = b / a	P v	=	504	Па
					g	=	9,81	м/с²
Расчет плеча кренящего момента от давления ветра
l w 1 =	P v * A v 1 *	Z v 1	=	504 *	2738 * 11,347		=	0,027
	1000 * g * ∆	1		1000 * 9,81 * 58686

Pv-удельное давление ветра выбирается из таблиц 2.1, 2.2 части 4 Правил классификации и постройки морских судов;

S n 1 - площадь парусности судна при выходе в рейс

A v 1

= S n - δ d 1

* L =

1834 - (-3,966) * 228 =

2738 м²

δd1 = d1 - dл гр

=

9,634 -

13,6 =

-3,966 м.

Z n 1

-

плечо парусности (возвышение Ц.П. над действующей ватерлинией при Т 1 )

Z

δT 0,5 δT

2

L

…..2

6,53

S

1834 * (4,8 -(-3,966))+ 0,5 *(-3,966)* 228

n

n

Zn1

1

1

=

= 6,53 м

S

2738

n1

Z v 1 - отстояние центра парусности от центра тяжести погруженного объѐма

Zv1 = Zn1 + d1 / 2

=

6,53 * 9,634 / 2

=

11,347

м.

l w 2 =

1,5 * l w 1

=

1,5 *

0,027 =

0,04 м.

1.8.2. Определение расчетной амплитуды бортовой качки.

м.

20

θ r 1 = 109* K *X1 * X2 *		r * S	=	109 * 0,83 * 1 * 0,79 * (0,77 * 0,098) ^ 0,5 = 20 °
где X 1 , X 2 и K - безразмерные множители ( таблицы 2.1.3.1) части 4 Правил постройки и
классификации морских судов. Выбираются согласно коэффициентам полноты , скуловых килей.
X 1 =	0,83	В / d		=	3,34
X 2 =	1	C b =	∆1 / pводы / ( L * B * d1) =			0,810
K =	0,79	Ak - суммарная площадь скуловых килей
S =	0,098	Ак = (0,02 - 0,03)* L * B =				183,54	м²
r = 0,73 + 0,6 * ( Zg 1 - d 1 ) / d 1 =			0,73 + 0,6 * (10,31 - 9,634 ) / 9,634			=	0,77
							0,35
c = 0,373 + 0,023 * B / d 1 - 0,043 *( L / 100)				=	0,373+0,023*32,2/9,634-0,043 *(228 / 100) = 0,35

				l30
		+ l20
S 0-30 = l10
				2
S 30-40 =	l30 + l40		*	10
		2		57,3

S 0-40 = S 0-30 + S 30 - 40

1.8.3. Проверка остойчивости по критериям регистра

10

1,96

10

0,47 + 1,2 +

*

0,462

*

57,3

2

57,3

Таблица 1.3

РМРС

Требования

Значение

Вывод

1,96 + 2,52

10

=

0,391

h 0

> 0,15 м

2,4

удовлет

*

2

57,3

S 0-30

≥ 0,055 м рад

0,462

удовлет

S 30-40

≥ 0,03 м рад

0,391

удовлет

=

0,462 + 0,391

=

0,853

S 0-40

≥ 0,09 м рад

0,853

удовлет

l max

≥ 0,2 м

2,52

удовлет

Q max

≥ 25 град

43

удовлет

Q зак

≥ 60 град

78

удовлет

K =Sb/Sa

≥ 1

6

удовлет

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

1.9. Расчет и построение диаграммы изменения осадок оконечностей от приема 100 т. груза.

Изменение осадок носом и кормой от приема малого груза массой Р ( до 10% ) рассчитывается по формулам:

δd

δd

L

X

t

L

t

f

H

δd

K

δd

X

f

2

L

2

L

При приеме 100т груза изменение осадок носом и кормой будут соответственно равны ( в см):

1.9.1. Для судна перед погрузкой для осадки Тo определяются:

								М о =				817,47										тм/cм
								q o =				59,4										т/см.
								X fо =				6,802										м
						100		100 L										2				100
δd													X								=
		0HH														f 0						59,4
						q				2
								ML
																						100
					100			100			L			2							=
															X			2
δd																						59,4
	0HK					q						2						f0
								ML
						100			100				L								2	100
δd															X
																					=
	0 KK					q							2					f 0				59,4
									M L
					100			100			L			2								100
															X			2
δd																					=
	0KH					q						2						f0				59,4
								ML

СКЭТЧ

СКЭТЧ

СКЭТЧ

	100
	817,47 * 228					*
	100
						*
	817,47 * 228
	100
	817,47 * 228					*
	100
						*
	817,47 * 228

228,0

2

228,0

2

228,0

2

228,0

2

						2
	-	6,802				= 7,85 cм
2				2
	-	6,802				= -5,26 cм
						2
	+ 6,802					= 9,51 cм
2				2
	+		6,802			= -5,31 cм

										1.9.2.						Для судна после погрузки для осадки Т 1 определяются:
										М 1 =							891,10														тм/cм	С КЭТЧ
										q 1 =							61,5														т/см.	С КЭТЧ
										X f1				=			0,671														м	С КЭТЧ
																												2																	2
						100 100												L													100		100					228,0
																					X
δd																								f1						=											- (0,671)				= 7,95 cм
		1HH				q												2													61,5		891,1 * 228			*		2
													M1 L
						1
											100 L 2																	2											2				2
					100																		X								100		100					228,0
δd																												f1																	= -4,77 cм
	1HK
						q1											2													=	61,5		891,1 * 228			*		2
											M1 L
																													2																2
						100							100				L														100		100					228,0
																						X
δd
		1KK																							f1					=											+ (0,671)				= 8,1 cм
						q												2													61,5		891,1 * 228			*		2
													M L
						1
														1
					100							100 L										2																	2				2
																											2				100			100				228,0
δd																								X						=
		1KH				q1																					f1									*					+	0,671			= -4,77 cм
																2															61,5		891,1 * 228					2
												M1 L

По полученным изменениям осадки носом и кормой при приеме 100т груза строим диаграмму (см. рисунок), откладывая, с учетом знаков, (“+” на нос, “-“ на корму) на носовом перпендикуляре значения dT0HH и dT0KH, на

кормовом перпендикуляре dT0HK и dT0KK и соединяем полученные точки прямыми.

7,85

-5,26

9,51

-5,31

7,95

-4,77

8,1

-4,77

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

1.10 Расчет посадки и проверка остойчивости судна к концу рейса

1.10.1 Расчет посадки и начальной остойчивости к концу рейса.

К концу рейса расходуется 90% и более запасов, что вызывает изменение посадки и остойчивости.

№	Запасы	Масса	Плечи		Моменты
	и их	Израсходованных	X,	Z,	MХ,	MZ,
п/п	расположение	запасов, т.	м	м	тм	тм
1	Тяжелое топливо	977,4	98,4	10,3	96176	10018
2	Дизельное топлив	90	-78,7	4,4	-7081	399
3	Масло	5,4	-100,8	17,4	-544	94
4	Пресная вода	37,8	-107,6	16,0	-4065	606
Всего израсходовано		1111	76	10	84485	11117

Рассчитывается водоизмещение судна к концу рейса:

2

1

Σ Р

ЗАП

= 58686 - 1111

=

57575

Определяется изменение средней осадки:

δd

Σ Р

ЗАП

=

-

1111

=

-0,18

м

2

100q

100 * 61,5

т

d	2		d	1

Определяется d2 к концу рейса:

δd	2	=	9,634 + (-0,18)

=

9,454

м

h2

h1

Рассчитывается поперечная метацентрическая высота:

ΣР				δd	h Z				- 1111			-0,18
ЗАП	* d			2				= 2,19 +					+ 9,634 - 2,19 - 10
										*
		1		2	1	З			57575			2
2

2,24

= 2,24 м

Рассчитывается продольная метацентрическая высота:

H H		ΣP					δd	2	H Z
			*d
		ЗАП
2	1				1		2		1	З
		2

= 340,8+

- 1111

57575

*

347,39

	-0,18
		+ 9,634 - 340,8 - 10	= 347,39 м
	2

Рассчитывается угол дифферента от расхода запасов:

tgΨ2	P* XЗ Xf	=	- 1111 * (76 - (0,671))	=	-0,0042	Ψ2 = -0,24	°
	2H2		57575 * 347,39

Определяется осадка носом и кормой:

L

228,0

d

d

δd

X

* tg

= 9,594 - (-0,18) +

- (0,671)

* -0,0042 =

H2

H1

2

2

f1

2

2

L

228,0

d

d

δd

X

*tg

= 9,674 + (-0,18) -

+

(0,671)

* -0,0042 =

2

K2

K1

f1

2

2

2

8,94 м

9,98 м

-1,04

d H 2

d	k 2

Определяется дифферент :

d f = d н2 - d к2

= 8,94 - 9,98 =

-1,04 м

Определение осадок с помощью графика изменения осадок оконечностей от приѐма 100 т. груза

P3

- 1111

d H1

0,01 * δd H1

9,594 +0,01 *( 5,9 )*

8,94

м

100

100

P

- 1111

d

0,01 * δd

3

9,674 +0,01 *( -2,5 )*

9,95

м

k1

k1

100

100

-1,01

5,9

-2,5

Определяется дифферент :

d f = d н2 - d к2

= 8,94 - 9,95 = -1,01 м

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

10.2. Перестроение диаграмм статической и динамической

остойчивости с учетом расхода запасов.

Плечо статической остойчивости после приема груза вычисляется по формуле:

P

δT

l

l

ЗАП

T

2

Z

sin l

1

З

2

1

2

При снятии груза ( расходование запасов ) ΡЗ и δТ2 принимаются со

тогда l будет равно:

l

l

Р

ЗАП

δT

Z

l K

l K

sin

1

T

2

ЗАП

sin

2

1

2

1

2

где: K1 и К2 - численные значения, получаемые после преобразования уравнения для плеча:

K						Р
		1							ЗАП
	1
								2
			Р		ЗАП						δd	2
K 2							d1
			2
											2

=	1+
Z
	З

- 1111
		=
57575

=- 1111 57575

0,98

* 9,634 -

0,0053

-0,18
	- 10	= 0,00533

2

Расчет диаграммы статической и динамической остойчивости к концу

рейса удобно производить в табличной форме - табл.1.8

Таблица 1.8

Расчетные			Значения расчетных величин
величины
θ	10°	20°	30°	40°	50°	60°		70°	80°
Sin θ	0,1736	0,3420	0,5000	0,6428	0,7660	0,8660		0,9397	0,9848
l ст	0,47	1,2	1,96	2,52	2,35	1,73		0,98	-1,2
К 1 * l ст	0,461	1,176	1,921	2,470	2,303	1,695		0,960	-1,176
К 2 * Sin θ	0,001	0,002	0,003	0,003	0,004	0,005		0,005	0,005
l1=K1*lст-К2*Sinθ	0,460	1,174	1,918	2,467	2,299	1,690		0,955	-1,181
∑ l инт	0,460	2,094	5,186	9,571	14,337	18,326		20,971	20,745
l d1 =(∆θ/2)*∑l инт	0,04	0,182	0,451	0,833	1,247	1,594		1,824	1,805
После расчета l1		и ld1 строятся диаграммы статической и динамической остойчивости

1.10.3 Проверка остойчивости по критериям Регистра к концу рейса.

K =

М опр

=

63333

=

7

Мкр

9258

S n 2

= S n

- δ T 2

* L = 1834 -

(-4,146) * 228 =

2779

м²

δ T 2 = T 2

- T л гр

9,454 -

13,6 =

-4,146

м

Z

δT

0,5δT2L

2

S

1834 * (4,8 -(-4,146))+ 0,5 *(-4,146) * 228

Z

n2

n

n

2

2

=

6,61 м

Sn2

2779

М кр =

0,001 * Р v

* S п 2 * Z п 2

=

0,001 * 504 * 2779 * 6,61 =

9258

тм

63333

М опр

= ∆ 2 * l опр

= 57575 * 1,1

=

63333 тм

l опр 2

=

1,10 м

- Снимаем с ДДО после расхода 90% запасов

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

δd	0HH-115
	12
	11
	10
					9,51
	9
	8				8,1
	7
	6
	5
	4
	3
	2
	1
	0
	-1

-2

-3

-4

-4,77

-5

-5,26

-6

-7

-8

-9

-10

-11

-12

-84	-53	-22	9	40	71	102
			0
						X Зап; 76

7,95

7,85

δd = + 5,9 см

δd = - 2,5см

-4,77

-5,31

X Зап; 76

0

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

Часть II

“Расчет аварийной посадки и остойчивости”.

Условные обозначения :

V - объемное водоизмещение неповрежденного судна; S - площадь исходной ватерлинии;

v - объем затопленного отсека по исходную ватерлинию с учетом коэффициента проницаемости;

s - площадь поверхности воды в затопленном отсеке (потерянная площадь ватерлинии);

S-s - площадь поврежденной ватерлинии;

δd - изменение осадки после затопления отсека;

Xf - абсцисса центра тяжести площади исходной ВЛ;

Xf1 -абсцисса центра тяжести площади поврежденной ВЛ; Yf1 - ордината центра тяжести площади поврежденной ВЛ; Xр,Yр, Zр - координаты центра тяжести затопленного отсека;

Xs, Ys - координаты центра тяжести площади потерянной ВЛ; Xс1, Yс1 - координаты центра величины поврежденного судна; Ix, Iу- собственные моменты инерции потерянной площади ВЛ;

Iy1, Ix1 - моменты инерции потерянной площади ватерлинии.

Документы, необходимые для выполнения расчета:

1.1-я часть курсового проекта.

2.Схема общего расположения судна.

3.Кривые элементов теоретического чертежа.

4.Эпюра емкостей.

5.Интерполяционные кривые плеч остойчивости

формы (пантокарены).

6. Правила классификации и постройки морских судов. Л. 1995

В соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов коэффициенты проницаемости для различных помещений следующие: 0,85 - для машинных отделений, помещений. занятых механизмами, электростанциями, технологическим оборудованием;

0,60 - для помещений, занятых грузами или запасами, а также предназначенных для перевозки жидких грузов или запасов; 0,95 -для помещений обычно не занятых существенным количеством грузов или

запасов; для помещений, занятых порожней колесной техникой, порожними контейнерами или другими грузами, имеющими высокую проницаемость; 0,98 - для пустых цистерн и цистерн, предназначенных только для балластировки забортной водой; 0,80 - для грузовых помещений накатных судов.

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

Вариант затонления:

N0.6 W.B.T.(P)

V т

=

3048

т

1. Определяется объем затопленного отсека при исходной осадке с учетом проницаемости:

0,98 V = Кпр * V т

= 0,98 * 3048 =

2987

м²

2. Определяется изменение средней осадки от затопления отсека:

	δ d		V
			S s

	2987
			0,512	м
	6146 - 308

l =	22	м	длина отсека с чертежа
b =	14	м	ширина отсека с чертежа
s =	308 м²		площадь поверхности воды в затопленном отсеке l * b
S =	6146 м²		площадь исходной ватерлинии c КЭТЧ при d1

3. Рассчитываются координаты ц.т. площади поврежденной ватерлинии:

X	f 1	X		f	(X	s
Xf		=		0,671
Xs =					0,4
Ys =			-11,31

X	f

м

м

м

)		s		0,671 -(0,4 - (0,671))	*	308	0,69	м
*						6146 - 308
	S s

абсцисса центра тяжести площади исходной ВЛ; абсцисса центра тяжести площади потерянной ВЛ; ордината центра тяжести площади потерянной ВЛ;

Y		Y	s
	f 1		s
			S s

= - (-11,31)

*

	308	=	0,6 м
	6146 - 308

4. Рассчитываются моменты инерции площади поврежденной ватерлинии:

Ix1 Ix	ix	2	(1	s	)		2	308
		sYs		S s			425474 -5031 - 308 * (-11,31) * (1+	6146 - 308

)

378966

Ix = 425474

Iy = 14146260 ix = 5031

iy = 3106

Iy1 Iy iy s *(Xs Xf )2 *(1

s

S

s )

м4	где: Ix, Iy,S - снимаются таблиц ЦТ помещений как сумма М.;
м4	ix и iy - рассчитываются для затопленного отсека по
м4	площади свободной поверхности воды в отсеке
м4

2	308
14146260 - 3106 - 308 * (0,4 - (0,671)) * (1+		)	= 14143130
	6146 -308

14143130

5. Рассчитываются поперечный и продольный метацентрические радиусы судна после

затопления отсека:

		Ix1		378966				Iy1		14143130
	r1 =					6,62 м	R1 =					247,02
		V		57255				V		57255

6. Рассчитывается изменение поперечного и продольного метацентрического радиусов:

δr =	r1 - r =	6,62 - 8,15	=	-1,53	м	r =	8,15
δR =	R1 - R =	247,02 - 346,2	=	-99,18	м	R =	346,20

7. Рассчитывается изменение аппликаты центра величины после затопления отсека:

δZc	P	* (Zp d	δd	)	-2987			(1,2	- 9,12 -	0,512		)		0,44
			2			*
					55699						2
Zp=		1,2 м			d = d - δd			=	9,634 - 0,512				=	9,12

м

м

м

м

м

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ

8. Рассчитывается изменение метацентрических высот после затопления отсека:

δ h = δ Zс+ δ r	=	0,44 - ( -1,53)	=	-1,09	м
δ H = δ Zс+ δ R	=	0,44 - ( -99,18)	=	-98,74	м

9. Рассчитывается изменение угла крена и дифферента:

	δ	PYp	* (1	s	) =	2987 * -11,31		308
							* (1
		(h δh)		S s		55699* (2,73 + (-1,09))		6146 - 308

P(X

X

)

s

2987* (0,4-( 0,671)

308

p

* (1

δ

f

*(1

)

=

(H δH)

S s

55699*(340,8+(-98,74))

6146 - 308

)

)

-0,39 рад

-0,0001 рад

10. Рассчитывается осадки носом и кормой после затопления отсека :

d

d δd (

L

X

) *δ

228

H

2

f 1

=

9,634+0,512 +(

2

(0,671 ))*-0,0001 =

dк d δd (

L

X

) * δ =

228

f 1

9,634+0,512 -(

(0,671 ))*-0,0001 =

2

2

11. Рассчитывается дифферент :

d = dн - δк

=

10,13 - 10,16

=

-0,03 м

10,13 м

10,16 м

Выполнил	Чубко Д.В.		Лист
Проверил	Самохвалов А.В.	КТУС 1101104 СВ ЗФ ПЗ