МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ОДЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра “Теория и проектирование корабля"
СТАТИКА КОРАБЛЯ
Методические указания по выполнению курсового проекта
Специальность 7.100.201 "Корабли и океанотехника"
Одесса 2009
Методические указания разработаны кандидатом технических наук Баскаковим Сергеем Николаевичем - доцентом кафедры “Теория и проектирование корабля" Одесского государственного морского университета.
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры “Теория и проектирование корабля" ОГМУ
Рецензент: кандидат технических наук, доцент
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………………………….…………………………………………...4
Общие методические указания …………………………………………..4
Состав курсового проекта…………………………………………………4
Подготовка исходные данных о форме корпуса…………………………5
Инструкция по вводу исходных данных и выполнению расчетов
на ПЭВМ……………………………………………………………………….8
Построение кривых элементов теоретического чертежа,
масштаба Бонжана и пантокарен……………………………………………10
Ручной расчет элементов ватерлинии и шпангоута; водоизмещения
и координат центра величины; числа тонн на 1 см осадки……………….12
Типовые задачи плавучести и начальной остойчивости корабля…….19
Разработка эскиза общего расположения судна.
Расчет весового водоизмещения и координат центра тяжести.
Расчет посадки судна …………………………………..…………………...22
Учет свободных поверхностей…………………………………………..27
Расчет и построение диаграмм остойчивости………………………….29
Расчет площади и возвышения центра парусности……………………31
Проверка остойчивости………………………………………………….33
Оценка аварийной посадки и остойчивости судна…………………….35
Список литературы………………………………………………………….40
Введение
В разделе теории корабля «СТАТИКА» изучаются плавучесть, остойчивость и непотопляемость. Эти мореходные качества определяют существование судна как плавучего инженерного сооружения. Утрата любого из них влечет гибель судна.
Инженер-кораблестроитель должен уметь оценить мореходные качества судна на любом этапе проектирования и в различных условиях эксплуатации, в том числе и в аварийных ситуациях, и, при необходимости, принимать меры по их сохранению и улучшению.
Расчеты статики весьма громоздки и требуют высокой точности. Цель курсового проекта: научиться на современном уровне выполнять и соответствующим образом оформлять расчеты плавучести, остойчивости и непотопляемости.
Общие методические указания
Курсовой проект по статике корабля выполняется на основании индивидуального задания, выдаваемого руководителем. Все расчеты выполняются для одного и того же судна. Форма корпуса задается теоретическим чертежом, прилагаемым к индивидуальному заданию.
Приступать к выполнению расчетов следует только после проработки соответствующей теоретической части.
Расчетно-пояснительная записка и чертежи должны соответствовать требованиям ЕСКД.
2. Состав курсового проекта
Курсовой проект включает в себя:
Подготовку исходных данных о форме непроницаемого корпуса.
Расчет на ПЭВМ по программе «Проект 1» кривых элементов теоретического чертежа, масштаба Бонжана и пантокарен.
Построение на листах формата А2 рассчитанных на ПЭВМ по программе «Проект 1» кривых элементов теоретического чертежа, масштаба Бонжана и пантокарен.
Ручной расчет элементов ватерлинии, площади шпангоута, водоизмещения и числа тонн на 1 см осадки.
Решение блока типовых задач.
Разработка на миллиметровке эскиза общего расположения судна. Расчет водоизмещения и координат центра тяжести для четырех вариантов загрузки.
Расчет посадки судна для четырех вариантов загрузки.
Расчет и построение на миллиметровке формата А4 диаграмм остойчивости.
Проверка остойчивости и разработка фрагмента «Информации об остойчивости».
Определение аварийной посадки судна в первом приближении при затоплении заданного отсека методами приема груза либо постоянного водоизмещения.
3. Подготовка исходных данных о форме корпуса
при выполнении расчетов статики используется связанная с корпусом правая система координат (Рис.1). Начало координат находится в точке пересечения основной, диаметральной и мидельшпангоута плоскостей. Ось 0х направлена в нос; 0у– на правый борт; 0z – вверх.
Рис.1. Система координат
При выполнении расчетов статики на ПЭВМ при помощи программного комплекса «ПРОЕКТ 1» корпус судна задается совокупностью произвольно расположенных поперечных сечений, следующих из кормы в нос, очертаниями диаметральной плоскости и обводами транцев.
При выборе количества поперечных сечений руководствуются следующими положениями:
отрезки ватерлиний между соседними сечениями должны быть максимально близки к прямой (рис.2);
если судно имеет цилиндрическую вставку, задаются шпангоуты в ее начале и конце (рис.2);
Рис.2. Выбор количества поперечных сечений
в местах резкого изменения формы непроницаемого корпуса, например начало и конец надстроек, задаются два расположенных рядом (х=0,01 м) сечения, одно из которых ограниченно верхней палубой, а другое надстройкой (рис.3). Аналогичным образом задаются комингсы люков и непроницаемые рубки.
Рис.3. Задание надстроек
Для упрощения работы над курсовым проектом в качестве поперечных сечений можно брать теоретические шпангоуты, задавая дополнительные сечения в начале и конце надстроек, комингсов люков и т.п.
В программе «ПРОЕКТ 1» имеется возможность вводить надстройки отдельно. Причем их можно задавать как добавку к непроницаемым объемам и как вычет. Это сделано для возможности учета крупных выступающих частей – ниш, туннелей подруливающих устройств и т.п.
Поперечные сечения задаются двумерными массивами уizi. Шпангоут описывают начиная с нижней точки его пересечения с диаметральной плоскостью (y1=0) и заканчивают в точке пересечения палубы с диаметралью (yn=0). Точки на шпангоуте следует задавать так, чтобы обвод между ними можно было бы заменить отрезком прямой (рис.4). Точки резкого изменения формы шпангоута (сломы, пересечения борта с палубой) помечаются метками. Сходственные характерные точки разных шпангоутов имеют одинаковые метки.
Рис.4. Задание формы шпангоута
Формы носовой и кормовой оконечностей судна задаются двумерным массивом xizi. Так как днище и палуба в диаметральной плоскости определяются поперечными сечениями достаточно задать только форму штевней (рис.5).
Рис.5. Задание формы оконечностей