2913
.pdfПредварительные расчеты для определения моментов инерции удобно свести в форму табл.6. Для вычислений используют данные ординат, снятые с теоретического чертежа, или данные из табл.1 (ординаты от у40 до у420 по примеру).
По предварительным расчетам вычисляются моменты инерции по формулам
Ix = |
2 |
L∑u y34i ; |
(22) |
|
|
||||
|
3 |
|
|
|
Iy |
= 2 |
L3 ∑u (i2 y4i ); |
(23) |
|
I f |
= Iy |
− x2f SКВЛ , |
(24) |
где ΔL - расстояние между шпациями, м2; Sквл - площадь КВЛ, м,
SКВЛ = 2 L∑u y4i ;
х - абсцисса центра тяжести КВЛ, м, пункт 5.
После вычисления моментов инерции определяются метацентрические радиусы.
Из треугольника MGK (рис.7,а) GK = MG sinΘ. Отрезок MG - возвышение поперечного метацентра над центром тяжести судна - называется поперечной метацентрической высотой и обозначается h.
Из треугольника M’GK’ (рис.7,б), можно написать D (GK’) = D(M’G)sin ψ или, выражая отрезок M’G через Н, который называется продольной метацен-
трической высотой. |
|
Метацентрические высоты вычисляются по формулам: |
|
h=ρ+zc-zG; |
(25) |
H=R+zc-zG; |
(26) |
где Р и R - соответственно поперечный и продольный метацентрические радиусы, м;
Z с - апликата центра величины, м, пункт 6;
ZG - апликата центра тяжести, м, принимается равной ZG = 1,5 Zc.
Таблица 6
Вычисление моментов инерции площади ватерлинии
Номер |
Множи- |
|
Квадраты |
Ординаты |
|
Кубы орди- |
Произведение |
||||
шпан- |
тели плеч |
|
множителей |
|
|||||||
|
КВЛ У4i, м |
|
нат У34i, м3 |
i2У4i , м3 |
|||||||
гоута |
i |
|
плеч i |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
|
100 |
|
У40 |
|
(У40)3 |
100 У40 |
|||
1 |
9 |
|
81 |
|
У41 |
|
(У41)3 |
81 У41 |
|||
2 |
8 |
|
64 |
|
У42 |
|
(У42)3 |
64 У42 |
|||
3 |
7 |
|
49 |
|
У43 |
|
(У43)3 |
49 У43 |
|||
4 |
6 |
|
36 |
|
У44 |
|
(У44)3 |
36 У44 |
|||
5 |
5 |
|
25 |
|
У45 |
|
(У45)3 |
25 У45 |
|||
6 |
4 |
|
16 |
|
У46 |
|
(У46)3 |
16 У46 |
|||
7 |
3 |
|
9 |
|
У47 |
|
(У47)3 |
9 У47 |
|||
8 |
2 |
|
4 |
|
У48 |
|
(У48)3 |
4 У48 |
|||
9 |
1 |
|
1 |
|
У49 |
|
(У49)3 |
1 У49 |
|||
10 |
0 |
|
0 |
|
У410 |
|
(У410)3 |
0 |
|
||
11 |
-1 |
|
1 |
|
У411 |
|
(У411)3 |
1 У411 |
|||
12 |
-2 |
|
4 |
|
У412 |
|
(У412)3 |
4 У412 |
|||
13 |
-3 |
|
9 |
|
У413 |
|
(У413)3 |
9 У413 |
|||
14 |
-4 |
|
16 |
|
У414 |
|
(У414)3 |
16 У414 |
|||
15 |
-5 |
|
25 |
|
У415 |
|
(У415)3 |
25 У415 |
|||
16 |
-6 |
|
36 |
|
У416 |
|
(У416)3 |
36 У416 |
|||
17 |
-7 |
|
49 |
|
У417 |
|
(У417)3 |
49 У417 |
|||
18 |
-8 |
|
64 |
|
У418 |
|
(У418)3 |
64 У418 |
|||
19 |
-9 |
|
81 |
|
У419 |
|
(У419)3 |
81 У419 |
|||
20 |
-10 |
|
100 |
|
У420 |
|
(У420)3 |
100 У420 |
|||
|
Сумма |
|
|
∑ У4i |
|
∑ У34i |
∑i2У4i |
||||
|
|
|
|
|
У40 + У420 |
|
У3 |
+ У3 |
100(У40 + У420 ) |
||
|
Поправка |
|
|
|
40 |
420 |
|
|
|
||
|
|
2 |
2 |
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Использованная сумма ∑ u |
|
∑ У4i - |
|
|
∑ У34i - |
|
|
∑i2У4i - |
|
||||
- У40 + У420 |
|
|
У |
|
+ У |
|
|
100(У |
40 + У |
420 ) |
|||
|
|
|
|
- |
|
40 |
|
420 |
- |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
9 Изменение остойчивости судна при приеме груза
При приеме груза изменяются осадка и водоизмещение судна, положение центра тяжести, центра величины и метацентра, а в связи с этим изменяется поперечная и продольная метацентрические высоты.
В курсовой работе для заданного корпуса рассчитывают изменение этих величин, помещая на судно груз с заданным весом р.
Первоначальное положение 1 (рис.8) такое, что центр тяжести груза совпал с вертикалью, проходящей через центр тяжести площади действующей ватерлинии судна, никакого наклонения судна не произойдет.
Для этого положения груза вычисляются новые величины элементов ос-
тойчивости судна в следующем порядке: |
|
|
1 |
Приращение осадки судна ΔТ и новая осадка Т1. |
|
2 |
Приращение объемного водоизмещения ΔV и новый объем V1. |
|
3 |
Новая поперечная h1 и продольная Н1 метацентрические высоты, при |
|
заданной апликате центра тяжести zp принятого груза (возвышение над |
||
основной плоскостью). |
|
|
4 |
Приращение метацентрических высот |
h и Н. |
5 |
Изменение поперечного метацентрического радиуса Δρ (из условия, |
|
что в результате приема груза площадь S |
ватерлинии и ее момент инер- |
ции Ixx изменились незначительно).
6 Изменение апликаты центра величины Δzc (при условии, что центр тяжести дополнительного объема водоизмещения ΔV находится посереди-
не, а его апликата равна T + |
T |
) . |
|
2 |
|||
|
|
7 Изменение апликата центра тяжести ΔzG судна.
8 Для выяснения влияния на остойчивость судна приема груза определяют коэффициент поперечной остойчивости К1 и делают выводы.
9 Если груз перемесить на заданное плечо l в положение 2 (рис.8), то центр тяжести этого груза не совпадет с вертикалью, проходящей через центр тяжести площади действующей ватерлинии, судно получит крен на угол Θ° .
Случай с принятием груза подробно описан в [1, 2].
Рис.8 Изменение остойчивости при приеме груза на судно
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Пояснительная записка выполняется на листах бумаги стандартных размеров (210 х 290 мм) и должна иметь в начале титульный лист, содержание с указанием страниц и задание на практическую работу. По тексту пояснительной записки выделяются разделы и подразделы, имеющие нумерацию и название. Разделы имеют общую порядковую нумерацию, а подразделы нумеруются в пределах каждого раздела. Например:
5 Определение координат центра величины
5.1 Вычисление абсциссы центра величины Номер страницы указывается сверху справа на странице.
Первая страница записки не нумеруется. Слева страницы оставляется поле для брошюровки листов.
Сокращение слов в тексте не допускается, за исключением указания рисунков и таблиц. Например: «На рис.2 изображено...», «Результаты расчетов сведены в табл.3».
Рисунки, таблицы и формулы должны иметь сквозную нумерацию по всей пояснительной записке (см. на примере методических указаний). На них в тексте должны даваться ссылки.
Номер рисунка и его название указывают под ним с сокращением слова «рисунок». Если элементы рисунка имеют нумерацию и в тексте отсутствуют пояснения к рисунку, то ниже номера и названия приводится и наименование элементов. Например:
Рис.6 Строевые: а - по шпангоутам; б - по ватерлиниям Рисунки строевых и кривая водоизмещения выполняются карандашом на
миллиметровой бумаге 11 форма в масштабе с требованиями ЕСКД.
Название таблицы располагается сверху, а ее номер - сверху и справа от названия без сокращения слова «таблица».
Все формулы записываются четкими символами, каждый из которых должен иметь пояснения.
В конце пояснительной записки приводится список использованной литературы (см. на примере методических указаний).
Графическая часть практической работы - теоретической чертеж - выполняется карандашом на листе ватмана 24-го формата и оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД, со всеми необходимыми обозначениями (надписи, размеры, сетка теоретического чертежа, единая нумерация линий на проекциях корпуса судна и т.д.).
Содержание пояснительной записки практической работы приведено
ниже.
Введение 1 Построение теоретического чертежа корпуса судна
2 Вычисление объемного водоизмещения
3 Определение коэффициентов полноты корпуса судна
4 Определение координат центра тяжести площади конструктивной ватерлинии КВЛ
5 Определение координат центра величины
5.1Вычисление абсциссы центра величины
5.2Вычисление аппликаты центра величины 6 Построение кривой водоизмещения
7 Вычисление элементов начальной остойчивости
7.1Вычисление моментов инерции площади ватерлинии
7.2Вычисление метацентрических высот
7.3Вычисление метацентрических радиусов
7.4Изменение остойчивости судна при приеме груза
7.5Формулирование выводов по итогам расчетов остойчивости и плавучести
Список использованных источников
ЛИТЕРАТУРА
1 Шолгунов Ю.В. Машины и оборудование лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства. Учебник для вузов / Ю. В. Шолгунов, Г.М. Кутуков, Г.И. Ильин - М.: Лесная промышленность, 1982. - 520с.
2 Петров Я.П. Лесосплавной флот. Учебник для техникумов. - М.: Лесная промышленность, 1972. - 200с.
3 Лебедев Н.И. Водный транспорт леса. Учебник для техникумов / Н.И. Лебедев, Г.И. Поминова - М.: Лесная промышленность, 1987. - 368с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................……......3 1 К «Введению»...........................................................................................…..4 2 Построение теоретического чертежа корпуса судна............................….4
3 Вычисление объемного водоизмещения...............................................….12
4 Определение коэффициентов полноты корпуса судна.......................….19
5 Определение координат центра тяжести площади конструктивной ватерлинии..................................................................….21
6 Определение координат центра величины...........................................….22
7 Кривая водоизмещения - грузовой размер...........................................….24
8 Вычисление элементов начальной остойчивости судна......................…28
9 Изменение остойчивости судна при приеме груза..............................….33
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ.......................…35
Библиографический список.......................................................................….37
Мануковский Андрей Юрьевич Скрыпников Алексей Васильевич
ЛЕСОСПЛАВНОЙ ФЛОТ Расчет элементов плавучести и остойчивости судов и плавучих оснований
Методические указания к выполнению практической работы по специальности 260100 – лесоинженерное дело
Редактор С.Г. Герасименко
Подписано в печать |
|
Формат 60х84 1/16. Объем 2,5 п.л. Усл. 2,3 п.л. |
|
Заказ № |
Уч.-изд.л. 2,95 Тираж 100 экз. |
||
Воронежская государственная лесотехническая академия |
|||
|
|
|
|
РИО ВГЛТА |
УОП ВГЛТА. |
694613, Воронеж, ул. Тимирязева, 8 |