севмашвтуз расчеты по статике корабля с использованием эвм

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФИЛИАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
МОРСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
СЕВМАШВТУЗ
КАФЕДРА «СУДОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО»
РАСЧЕТЫ ПО СТАТИКЕ КОРАБЛЯ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СЕВЕРОДВИНСК
2002
В настоящем пособии излагается методика выполнения основных
видов расчетов по статике корабля для курсового и дипломного
проектирования
с
использованием
имеющихся
учебных
и
профессиональных программ для ЭВМ. Пособие предназначено для
использования
студентами
факультета
кораблестроения
и
океанотехники Севмашвтуза, обучающимися по специальности 14.01.
УДК
629.12.001.11:532.3
Цуренко Юрий
Иванович
Расчеты по статике корабля с использованием ЭВМ
Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по
дисциплине «Теория корабля» (по плану РИО 2000 / 2001 уч.г.)
Ответственный редактор к.т.н., доцент В.В. Губарев
ISBN 5-7723-0259-0
© Севмашвтуз, 2002
1. О б щ и е у к а з а н и я .
Расчеты по статике корабля в учебном
процессе.
За время обучения по специальности 14.01 «Кораблестроение» студенты
Севмашвтуза в рамках курсового и дипломного проектирования неоднократно
проводят расчеты по статике корабля. Выполнение этих работ является
важным этапом развития у студентов навыков самостоятельного решения
инженерных задач и имеет целью закрепление, систематизацию и расширение
теоретических и практических знаний, умения грамотно оформлять
полученные результаты и сделанные в процессе работы выводы.
В практике современного судостроения все указанные расчеты и
оформление отчетных документов проводят на ЭВМ по стандартным
программам, согласованным с классификационными обществами. Обучение
методам ручного счета в этих условиях является анахронизмом, поскольку
основные усилия студентов в этом случае затрачиваются не на приобретение
современных навыков работы и умение правильно трактовать полученную в
результате расчетов информацию, а на бездумное заполнение стандартных
бланков числовыми массивами.
Учитывая сложность работы с профессиональными программами для
ЭВМ, можно рекомендовать их применение на стадии оформления
дипломного проекта инженера и выпускной работы бакалавра, а при курсовом
проектировании и написании дипломного проекта техника ограничиться
работой с учебными программами, которые имеют меньшие возможности, но
просты в использовании. При использовании этих программ студент должен
тщательно ознакомиться с ними, иметь четкое представление о необходимых
исходных данных, используемой терминологии и обозначениях, уметь
анализировать полученную информацию.
Для работы с учебными программами студент должен обладать
навыками работы на ЭВМ, соответствующими требованиям Государственного
Стандарта.
При выполнении работы студент должен активно использовать учебную
и нормативно-справочную литературу. Наибольшие затруднения при этом
испытывают при этом студенты младших курсов, которые начинают
выполнение работы одновременно с началом изучения курса «Теория
корабля». В этой связи в настоящем пособии жирным курсивом выделены
термины и определения, с которыми необходимо
самостоятельно
ознакомиться до начала работы.
Расчеты по статике корабля в рамках курсового и дипломного
проектирования проводятся после того, как разработан и построен
теоретический чертеж судна, известны координаты его центра тяжести
(ЦТ), намечены габариты основных судовых помещений (грузовых трюмов,
машинного отделения и т.д.). Результаты этих расчетов представляются в
виде:
а) построенных кривых
элементов
теоретического
чертежа
(гидростатических кривых);
б) заключения
по проверке соответствия остойчивости судна
требованиям Правил Морского Регистра Судоходства РФ,
в) заключения по проверке выполнения требований Правил Морского
Регистра Судоходства РФ к элементам непотопляемости судна.
Проектно-конструкторские организации на основании результатов
расчетов по статике корабля представляют в классификационное общество
подготовленные документы, подтверждающие выполнение требований
Правил классификации и постройки морских судов, в том числе
Информацию по остойчивости и Информацию по аварийной посадке и
остойчивости судна при затоплении отсеков.
На современных судах в процессе эксплуатации возможно применение
судовых ЭВМ, которые позволяют проводить текущий контроль посадки и
остойчивости с использованием одобренных классификационным обществом
пакетов программ, что не отменяет обязательного наличия на судне
требуемых документов.
Задание на
проектирование.
Курсовой и дипломный проект - это самостоятельная работа студента,
выполняемая по заданию руководителя. В задании перечисляются все
исходные данные, необходимые для начала работы над проектом. Задание
выдаётся в течение первой недели учебного семестра. При выдаче задания
оговаривается номенклатура выполняемых видов расчетов, необходимость
использования различных программных продуктов, указывается методическая
литература, необходимая для выполнения задания. Бланк задания,
подписанный руководителем, входит составной частью в пояснительную
записку.
Содержание курсовой
работы.
Курсовая работа по теории корабля выполняется в сооответствии с
учебным планом в 5 семестре и состоит из пояснительной записки и
графической части.
Пояснительная записка включает в себя следующие материалы и
разделы:
1. Титульный лист
2. Оглавление.
3. Задание на курсовую работу.
4. Плазовая таблица.
5. Расчет гидростатических кривых.
6. Расчет нагрузки судна и его удифферентовки.
7. Расчеты по статике судна.
8. Расчеты непотопляемости.
9. Список использованной литературы и материалов.
Расчетно-пояснительная записка является текстовым документом и
должна быть оформлена в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-79 (Общие
требования к оформлению текстовых документов) и ГОСТ 2.106-68 (Текстовые
документы).
Текст записки оформляется на писчей бумаге стандарта А4 с одной
стороны листа с левым полем для переплета 25мм. Все листы записки
нумеруются, при этом номер на титульный лист не ставится, а следующий за
ним будет иметь номер 2.
Основной текст записки делят на разделы, подразделы, пункты и т.д.
Между заголовком и текстом следует оставлять видимое расстояние для
наиболее удобного восприятия текста: при оформлении записки машинным и
рукописным способами - не менее 2 строк, при оформлении записки с
помощью ПЭВМ - (6 - 12) пунктов. Переносы слов в заголовках не
допускаются. Подчеркивание заголовков не допускается. Каждый раздел
следует начинать с нового листа.
В проекте должны быть максимально сокращены материалы
описательного характера, не имеющие прямого отношения к разрабатываемым
вопросам.
Графики, чертежи и схемы, имеющие иллюстративный характер и
включаемые в записку на отдельных страницах, для большей наглядности
допускается оформлять в цвете.
Нумерация разделов, подразделов ведется по ГОСТ 2.105-79. Разделы, в
пределах всей записки, должны иметь порядковые номера, обозначенные
арабскими цифрами с точкой. Подразделы нумеруются также - арабской
цифрой с точкой, в пределах каждого раздела:
1. - первый раздел;
1.1. - первый подраздел в первом разделе;
1.2. - второй подраздел в первом разделе и т.д.
Подразделы, так же как и разделы, могут содержать вложенный список
пунктов. Нумерация внутри подраздела оформляется следующим образом:
2.1.1. - первый пункт в первом подразделе второго раздела;
2.1.2. - второй пункт в первом подразделе второго раздела и т.д.
Пункты, при необходимости, могут быть разбиты на подпункты,
оформляемые подобным образом: 2.1.1.1. , 2.1.1.2. и т.д.
Нумерация рисунков, включенных в текст пояснительной записки,
осуществляется аналогично нумерации подразделов, первая цифра в номере х
номер раздела, вторая цифра - номер рисунка в разделе. Нумерация рисунков в
разделе сквозная, номера подразделов в номер рисунка не включаются. Перед
номером рисунка следует расположить сокращение - Рис.
после номера
следует указать название рисунка или графика.
Рисунок может иметь наименование и подрисуночные надписи.
Наименование помещают над рисунком, подрисуночные надписи - под ним.
Номер рисунка помещают ниже поясняющих данных. Основное требование к
подрисуночным надписям - размер шрифта надписей должен быть
приблизительно равен размеру шрифта основного текста.
Результаты расчетов должны приводиться в табличном виде. В
текстовой части расчетов должна содержаться исходные данные, ссылки на
методики расчетов и использованные материалы, расшифровка принятых
обозначений и сокращений, заключение по каждому из проведенных расчетов.
Допускается оформление таблиц поперек листа и вдоль листа, при
условии, что поворот расчетно-пояснительной записки для просмотра таблицы
будет осуществляться по часовой стрелке.
Перед таблицей следует указать ее номер. Номер таблицы помещают в
правой части строки. Перед номером пишут слово "Таблица". Под номером
следует указать название таблицы. Название располагают посередине листа.
Нумерация таблиц осуществляется так же, как и нумерация рисунков первая цифра в номере - номер раздела, вторая цифра - номер таблицы в
разделе.
При оформлении таблиц не допускается располагать текст в ячейках
вертикально или с наклоном. Диагональное деление ячеек таблицы не
допускается.
Таблицы, не помещающиеся на одном листе, следует разбивать на
части, которые в зависимости от особенностей таблицы располагают на других
листах или рядом. При переносе части таблицы на другой лист заголовок
помещают только над первой частью. Если части таблицы помещают рядом
или на различных листах, в каждой части повторяют ее головку. При
размещении частей таблицы одна под другой - повторяется ее боковик.
Слово "Таблица", заголовок и номер таблицы указывают один раз над
первой частью таблицы, над последующими частями пишут слово
"Продолжение" или, например "Продолжение табл. 2.1".
Формулы следует оформлять в отдельной строке, оставляя небольшие
зазоры до текста. Нумеруются формулы так же, как рисунки и таблицы. Первая
цифра в номере формулы - номер раздела, вторая цифра - номер формулы в
разделе. Номер формулы ставится в круглых скобках с выравниванием по
правому краю листа.
Обозначения физических величин и единиц их измерения в формулах
должны соответствовать обозначениям, установленным международной
системой единиц (СИ), по ГОСТ 8.417 - 81, если не применяются
специфические для судостроения единицы измерения (узлы, регистровые
тонны и т.п.).
Обозначения единиц следует применять после числовых значений
величин и помещать в строку с ними (без переноса на следующую строку).
Между последней цифрой числа и обозначением единицы следует
оставлять пробел.
Список литературы должен включать все использованные источники. В
списке источники должны быть расположены в порядке появления ссылок на
них в тексте записки. Сведения об источниках следует давать в соответствии с
ГОСТ 7.1 - 84.
Описание книги оформляется по следующей схеме:
• фамилия, и.о. автора (авторов);
• заглавие;
• вид источника (справочник, пособие и др.);
• место издания (город);
• издательство;
• номер тома;
• год издания;
• объем в страницах.
Описание книг, написанных коллективом авторов под общей редакцией,
оформляется по следующей схеме:
• заглавие;
• редактор;
• место издания;
• издательство;
• номер тома;
• год издания;
• объем в страницах.
Описание периодического издания (статьи, доклада, реферата),
использованного при выполнении дипломного проекта, оформляется
следующим образом:
• фамилия и.о. автора (авторов);
• название статьи, доклада, реферата и т.д.;
• название статьи, журнала, сборника;
• год издания;
• номер журнала;
• номер страницы (для газет - число и месяц) на которой напечатан источник,
кроме газет объемом менее шести страниц);
Описание отчета по НИР осуществляется следующим образом:
• наименование отчета;
• слова "Отчет о НИР" (шифр, раздел, этапы);
•
•
•
•
•
•
инвентарный номер;
фамилия и. о. научного руководителя;
организация, выпустившая отчет;
место издания;
год издания;
объем в страницах;
Текст пояснительной записки может содержать ссылки. Ссылки на
литературные источники оформляются в косых чертах. При этом указывают
номер источника по списку литературы и номер рисунка, таблицы, страницы на
которой находится необходимая информация. Номер источника и страница
отделяются запятой.
Ссылки на таблицы, формулы, рисунки и отдельные пункты внутри
самой расчетно-пояснительной записки оформляются в круглых скобках. При
этом указывают сокращенно слово "Смотри" и номер рисунка, таблицы,
формулы или пункта. Перед номером также сокращенно указывают слово
"Рисунок" (рис.), "Таблица" (табл.), "Формула" (ф.), "Пункт" (п.).
Кроме записки, по проекту представляются следующие чертежи:
1. Теоретический чертеж.
2. Кривые элементов теоретического чертежа.
Согласно ГОСТ 2.301-68 все чертежи следует оформлять на листах
плотной бумаги определенного размера. Размер листа (формат) определяется
размерами внешней рамки, выполненной тонкой линией. Внутренняя рамка
выполняется с отступами от внешней рамки: справа, сверху и снизу - 5 мм,
слева - 20 мм. Отступ слева нужен для возможного переплета комплекта
чертежей в один альбом. Формат с размерами сторон 1189x841 (площадь 1 м ) ,
и другие форматы, получаемые последовательным делением его на две равные
части параллельно меньшей стороне, принимаются за основные. Обозначения и
размеры сторон основных форматов должны соответствовать указанным в
табл. 1.1.
Таблица 1.1
Обозначение формата
АО
А1
А2
A3
А4
А5
Размеры сторон формата, мм
841х1189
594 х 841
420 х 594
297 х 420
210x297
148x210
Формат А5 допускается применять только для эскизов.
Если изображение на чертеже невозможно расположить на основном
формате, допускается применять дополнительные форматы. Дополнительные
форматы получаются методом умножения коротких сторон основных форматов
на п раз, где п - целое число. Например: формат А х 3 - 594 х 1261.
Обозначение и размеры сторон дополнительных форматов приведены в табл.
1.2.
2
Таблица 1.2.
Формат
Кратность
2
3
4
5
6
7
8
9
АО
А1
А2
A3
А4
1189x1682
1189x2523
—
—
—
—
—
—
—
841x1783
841x2378
—
—
—
—
—
—
594x1261
594x1682
594x2102
—
—
—
—
—
420x891
420x1189
420x1486
420x1783
420x2080
—
—
—
297x630
297x841
297x1051
297x1261
297x1471
297x1682
297x1892
Предельные отклонения сторон форматов.
Таблица 1.3
Границы сторон
Предельные отклонения
форматов
до 150
св. 150 до 600
св. 600
±1,5
±2,0
±3,0
Согласно ГОСТ 2.302-68 масштабы изображений должны выбираться из
следующего ряда:
Таблица 1.4
1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15;
Масштабы уменьшения
1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100;
1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000
Натуральная величина
1:1
2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 15:1;
Масштабы увеличения
20:1; 25:1; 40:1; 50:1; 75:1; 100:1;
200:1; 400:1; 500:1; 800:1; 1000:1
Масштаб,
указанный
в
угловом
штампе
чертежа
соответствующей графе, должен обозначаться по типу: 1:1; 1:2; 2:1 и т.д.
в
2. О с о б е н н о с т и г е о м е т р и и с у д о в о й п о в е р х н о с т и .
Определение числовых характеристик, выражающих
мореходные
качества судна, а именно: плавучесть, остойчивость,
непотопляемость,
ходкость,
мореходность,
управляемость
- связано с вычислением
гидростатических и гидродинамических сил и моментов, действующих на
надводную и подводную поверхность корпуса в различных условиях
эксплуатации. Величина, направление и точка приложения равнодействующей
этих сил зависят как от условий эксплуатации (скорость хода, угол дрейфа,
состояние поверхности моря и т.п.), так и от формы корпуса судна.
Форма корпуса судна может быть задана аналитически (в виде
совокупности
уравнений
и
неравенств,
описывающих
трехмерную
поверхность), в табличном виде, и в графическом - в виде теоретического
чертежа, состоящего из трех основных проекций. Для описания формы корпуса
используют понятие теоретической поверхности корпуса, под которой для
металлических (стальных) судов понимается внутренняя поверхность
наружной обшивки, а для деревянных, железобетонных, пластмассовых и т.п.
судов - наружная поверхность.
В аналитическом виде форма корпуса задается, как правило, для научноисследовательских целей при построении эталонных моделей судов.
Большинство
разработанных
к
настоящему
времени
систем
автоматизированного проектирования (САПР) генерируют аналитическую
модель поверхности корпуса на основе
интерполяции-экстраполяции
координат отдельных характерных точек и линий.
При табличном описании формы корпуса производится табулирование
координат отдельных точек поверхности; результаты оформляются либо в виде
таблиц в плазовой книге (пример - таблица плазовых ординат), либо в виде
числовых массивов, записанных по определенным правилам на магнитном
носителе для использования в САПР.
Графическое
изображение
теоретической
поверхности
корпуса
{теоретический
чертеж)
строится как графическая
интерполяция
поверхности, заданной в табличной форме. Это позволяет при отсутствии
аналитических выражений для формы корпуса в целом и для его отдельных
кривых
(батоксов,
ватерлиний,
рыбин,
шпангоутов)
проводить
приближенные расчеты мореходных качеств судна.
В практике проектно-конструкторских организаций и непосредственно
на судостроительных и судоремонтных предприятиях
одновременно
используются все виды представления формы корпуса, несмотря на
существенную избыточность информации. Это диктуется требованиями
обеспечения максимальной достоверности результатов расчетов, которые
становится возможным проводить для контроля различными методами, а также
(что немаловажно) соображениями удобства и наглядности.
Теоретический
чертеж судна вычерчивается
как
изображение
совокупности сечений теоретической поверхности корпуса рядом плоскостей,
параллельных главным плоскостям теоретического чертежа - основной
плоскости (ОП), диаметральной плоскости (ДП), плоскости
мидельшпангоута. Точка пересечения трех главных плоскостей является началом О
прямоугольной системы координат OXYZ. Обычно ось ОХ направлена в нос
по линии пересечения ДП и ОП, ось OY направлена на правый борт по линии
пересечения ОП и плоскости мидель-шпангоута, ось OZ направлена вверх по
линии пересечения ДП и плоскости мидель-шпангоута. В этой связи
координаты любой точки на корабле могут иметь положительные и
отрицательные значения.
Плоские кривые, образующиеся при пересечении этих плоскостей с
теоретической поверхностью корпуса, носят соответственно названия:
теоретические
ватерлинии,
батоксы и теоретические
шпангоуты
(рис.2.1). Из числа плоскостей теоретических ватерлиний при проектировании
корабля выделяют ту, по которую корабль плавает при нормальном
водоизмещении, т.е. плоскость конструктивной
ватерлинии (КВЛ). В
некоторых случаях корпус корабля рассекают рыбинами - наклонными
плоскостями, перпендикулярными плоскости мидель-шпангоута.
Рис. 2.1. Сечения корпуса теоретическими ватерлиниями и шпангоутами.
Пересечение ДП с поверхностью корпуса (диаметральный
батокс)
образует линии: киля, форштевня,
ахтерштевня,
верхней
палубы.
Перпендикуляр к ОП, проведенный через точку пересечения КВЛ с линией
форштевня
называют
носовым
перпендикуляром;
перпендикуляр,
проведенный через точку пересечения КВЛ с осью баллера руля (в особых
случаях положение этой точки оговаривается специально) называется
кормовым перпендикуляром. Начало координат обычно (но не обязательно)
располагают посредине длины между перпендикулярами.
Теоретические шпангоуты, ватерлинии и батоксы обычно нумеруют по
возрастающей по следующим правилам:
- крайнему из шпангоутов в оконечности (в России - в носовой)
присваивают начальный номер (обычно - № 0, но в некоторых САПР № 1), а
остальные получают номера последовательно. Расстояние между соседними
теоретическими шпангоутами называют теоретической шпацией.
- теоретические ватерлинии нумеруют снизу вверх, при этом ОП
получает № 0.
- батоксы нумеруют от ДП (№ 0 - диаметральный батокс).
Совокупность проекций теоретических шпангоутов, ватерлиний и
батоксов на плоскость миделя называется "корпусом " теоретического чертежа,
на основную плоскость - "полуширотой", на диаметральную плоскость "боком". В силу симметрии большинства теоретических поверхностей
корпусов судов, на проекции "корпус" иногда изображаются в истинном виде
справа только половины носовых шпангоутов, а слева - только кормовых. На
проекции "полуширота" также при симметрии обычно изображаются только
половины теоретических ватерлиний (рисунки 2.2 - 2.4).
/
-1
•)
(-
Рис. 2.2. Проекция « Бок » теоретического чертежа.
Рис. 2.3. Проекция « Полуширота » теоретического чертежа.
7*
Рис. 2.4. Проекция «Корпус» теоретического чертежа.
Поскольку на всех проекциях теоретического чертежа изображаются
точки одной теоретической поверхности, то в принципе для определения
координат точек достаточно иметь только одну проекцию теоретического
чертежа, на которой изображено максимально возможное количество сечений в
натуральную величину (например - «Корпус»), с указанием положения других
секущих
плоскостей.
Подобный
подход
реализован
при
задании
теоретического чертежа для курсового проектирования (рис.2.5) [7].
Рис. 2.5. Проекция «Корпус», дополненная обводами оконечностей.
При построении линий теоретического чертежа необходимо учитывать,
что теоретическая поверхность обычно состоит из участков поверхностей с
плавно изменяющейся кривизной, пересекающихся по линиям сломов. При
построении ватерлиний, батоксов и шпангоутов следует учитывать, что точки
Рис. 2.6. Линии сломов теоретической поверхности корпуса.
Теоретический чертеж допускается строить как на стандартных
форматах, так и на производных форматах, получаемых кратным увеличением
сторон основных форматов.
Масштаб
изображения
теоретического
чертежа
обусловлен
требованиями к погрешности определения координат точек (для чертежей
абсолютная погрешность снятия координат составляет 0,3 мм). К примеру, при
относительной погрешности 0,2% наибольшая ордината на проекции «Корпус»
должна быть не менее 150 мм. При выборе масштаба необходимо использовать
стандартную шкалу.
Основные размеры теоретического чертежа получили название:
- длина наибольшая Ь
- расстояние между перпендикулярами,
опущенными из крайних носовой и кормовой точек корпуса судна;
н6
- длина между перпендикулярами Ь (см. выше);
- длина по КВЛ Ь - расстояние между крайними точками КВЛ;
- ширина наибольшая B ;
- ширина по КВЛВ ;
- высота борта Н - вертикальное расстояние между ОП и бортовой
линией верхней палубы, измеренное в плоскости мидель-шпангоута;
- осадка по КВЛ Т - расстояние от ОП до КВЛ, измеренное в
плоскости мидель-шпангоута.
Особенности формы судовой поверхности достаточно
хорошо
характеризуются безразмерными коэффициентами полноты корпуса судна.
Если L и В - длина и ширина действующей ватерлинии судна с осадкой Т, то
площадь этой ватерлинии будет равна S, погруженный в воду объём корпуса
пп
кел
nf)
кел
кел
будет равен V, а площадь погруженной в воду части мидель-шпангоута - со о.
В общем случае действующая ватерлиния может не совпадать с КВЛ и другими
теоретическими ватерлиниями, и её положение определяется посадкой судна.
Из указанных размерных величин можно составить безразмерные величины коэффициенты полноты.
Наибольшее распространение получили следующие коэффициенты:
1.
Коэффициент
общей
полноты
(коэффициент
полноты
водоизмещения) 8, определяемый по формуле:
L
В
5 = V/L В Т.
В
V
2. Коэффициент полноты ватерлинии ос:
L
a = S/LB.
S
^ 3
В
3. Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута
(3:
(3 = C0,)//i /
4. Коэффициент продольной полноты ср:
ф = V/L со,, = 5/(3
5 Коэффициент вертикальной полноты %:
Х= V/S
7=5/а.
Главные размерения и коэффициенты полноты судна, соответствующие
посадке по КВЛ, наносятся на поле теоретического чертежа в виде таблицы, в
которой также приводятся и некоторые другие сведения об особенностях
судна.
Для приближенной оценки характеристик формы корпуса применяют
также соотношения
главных
размерений,
служащие
показателями
мореходных качеств судна. Отношение L/B влияет на ходкость - чем больше
L/B, тем быстроходнее судно. Увеличение отношения В/Т улучшает
остойчивость, одновременно влияя на качку, ходкость и управляемость.
Увеличение отношения Н/Т повышает непотопляемость судна. Отношение L/H
влияет на общую продольную прочность судна, а уменьшение отношения L/T
улучшает поворотливость, одновременно ухудшая устойчивость на курсе.
3. Э л е м е н т ы т е о р е т и ч е с к о г о ч е р т е ж а .
Элементы
теоретического
чертежа (иначе теоретические
элементы корпуса судна) - это специфический судостроительный термин,
объединяющий группу величин, вычисляемых с использованием данной
геометрической модели судна. В практике конструкторских бюро эти величины
в условиях посадки судна прямо и на ровный киль вычисляют по
стандартным,
сертифицированным
классификационными
обществами
методикам, реализованным с использованием ЭВМ. Результаты расчетов
позволяют строить графические зависимости (в принятой для этого
стандартной форме), необходимые в судовых условиях для решения
различных практических задач, связанных с необходимостью быстро и без
каких-либо вычислений находить значения этих элементов.
К элементам теоретического чертежа корпуса судна обычно относят:
•
объемное водоизмещение V, которое можно вычислить по формулам
L/2
V-
Т L/2
Т
j" (ti(x)dx = 2j" \у(х, z)dxdz
-L/2
=^S(z)dz,
О
0-L/2
где:
(й(х) - площадь погруженной части теоретического шпангоута с
абсциссой х;
y(x,z) - ордината точки на теоретической поверхности корпуса,
симметричного относительно ДП;
S(z) - площадь теоретической ватерлинии, параллельной ОП
•
=
координаты центра величины х и z (у 0 в силу симметрии корпуса
относительно ДП);
с
c
с
M
_
_М^ П
yz
M=
^oy(x)xdx;
yz
M =^M dz;
yz
=
J yxdx ;
-Z/2
y
о
-L/2
L/2
y
М
Z
L/2
M
_ ху
=
M
= Sx
j
или:
x c
j Z/2
— j" J C O Y ) d x ;
^-Z/2
2
z
c
=
i
/
2
Г
— J J zydzdx;
^-z/20
где:
7Ц, статический момент площади ватерлинии относительно оси OY;
Xfабсцисса центра тяжести площади S действующей ватерлинии;
Мху,, M , M - статические моменты водоизмещения относительно осей
OZ, OX, OY соответственно.
yz
•
zx
площадь ватерлинии S;
1/2
S = 2 \у(х)dx;
при z = Т= const
-L/2
•
абсцисса центра тяжести площади ватерлинии х/,
2
х j - — j" ху(х)dx;
1 / 2
S
•
-L/2
центральные моменты инерции площади ватерлинии 1 и I f
Х
2 L/2
I
3
x
= — j" у (x )dx;
2
I j- =1у - Sx
y
3-L/2
•
2
)dx - Sx ;
-L/2
/v>
аппликата поперечного метацентра;
m c
z
•
2
= 2 ^x y(x
продольный (R) и поперечный (г) метацентрические радиусы:
R j ! f
•
y
L/2
z
г
коэффициенты полноты;
•
другие площади, объемы, статические моменты и моменты инерции
как для всего судна, так и его отдельных частей.
Представленные формулы содержат определенные интегралы, в которых
подынтегральная функция не выражается аналитически, а задается только
графически. Для вычисления интегралов можно использовать следующие
подходы:
1. Представить судовую поверхность в виде совокупности гладких
поверхностей,
каждую
из которых
возможно
описать
как
аналитическую или как сплайн-поверхность; в этом случае для
вычисления интегралов возможно использование точных стандартных
приемов.
2. Производить численное определение интегралов по
правилам
численного интегрирования - правилу Симпсона, правилу трапеций,
правилу Чебышева и т.п.
Первая группа методов применяется в системах автоматизированного
проектирования высокого уровня, поскольку для своей реализации требует
проведения огромной вычислительной работы и больших ресурсов ЭВМ.
Реализованы указанные методы в профессиональной САПР высокого уровня
"TRIBON", которую рекомендуется использовать на стадии дипломного
проектирования и при проведении проектно-конструкторских работ.
Вторая группа методов дает менее точные результаты, но пригодна для
использования при ручном и автоматизированном счете по стандартным
формам (таблицам), а также при разработке простых вычислительных
алгоритмов программ для ЭВМ с ограниченными ресурсами. В курсовом
проектировании вычисления можно проводить как в стандартных таблицах,
так и с использованием разработанных программ. Из достаточно большого
количества имеющихся программ автор рекомендует программу с открытым
исходным текстом S1, разработанную в СПбГМТУ, поскольку открытый
исходный
текст
позволяет
квалифицированным
пользователям
модернизировать ее компоненты.
В учебном проекте по результатам расчётов необходимо построить ряд
кривых:
а) строевые по шпангоутам (для нескольких осадок);
б) зависимости элементов теоретического
чертежа от
осадки
(гидростатические кривые),
в) масштаб Бонжана.
Строевая по
шпангоутам
Если к отрезку горизонтальной прямой, изображающей в некотором
масштабе длину судна, провести перпендикуляры, соответствующие
теоретическим шпангоутам, и отложить на них в масштабе площади
соответствующих шпангоутов, а затем соединить полученные точки плавной
кривой, то получим строевую по шпангоутам (рис. 3.1, 3.2, 3.3):
Envelope: Volume 8.35854е+11 (mm3), LCB 17568.4 (mm)
Compartments: Volum£^35fl54e*llJmm3),
ng^35fl54a<JJ4mm3^LLCB 175Б8.4 (mm)
Sectional Дгеа (mmZ*1e6)
Рис. 3.1. Строевая по шпангоутам, построенная в системе TRIBON.
Строевая по шпангоутам характеризует распределение погруженного
объема по длине судна, т.е. распределение сил плавучести.
Свойства строевой по шпангоутам:
1) площадь <2, ограниченная строевой, горизонтальной осью и крайними
ординатами, с учетом масштабов чертежа, равна подводному объему V.
L/2
Q = kk
l
2
JCLWJC
;
Q=k]k V;
2
-L/2
где со - площадь шпангоута, к масштаб длин,
к - масштаб площадей шпангоутов.
г
2
2) абсцисса центра тяжести площади Q, ограниченной строевой, Хцт, с
учетом масштабов чертежа, равна абсциссе центра величины корабля х .
с
Хцт = ^ ;
L/2
2
к к
х
2
Хцт =
^xoddx
j-y^
кк
х
2
;
Хцт = к\Х
с
;
|СОЙ&С
-L/2
где М- статический момент площади Q относительно вертикальной оси,
изображающей мидель-шпангоут, a L - длина судна между перпендикулярами.
3) коэффициент полноты К площади, ограниченной строевой, с учетом
масштабов чертежа равен коэффициенту продольной полноты судна ср:
_Q_ _bb!L JL .
K=
=
=
к к (х) Ь
1
2
0
=v
к к (х) Ь
1
2
0
co L
0
Рис. 3.2. Пример оформления строевой по шпангоутам.
Q.HI
-З.С
—f—|r | i3.0
1
a
—-л——ч
(.8
н
1
JO.
10D
.
teltltfl ftdta if • Intf Ki
— -mnmitiiii
lt.O
mi- .os
S e c t i o n a l a r e a curves
All drafts are moulded
Shell thickness = ,00500 m.
Water
density « 1 . »
Рис.
A
t/m 3
3.3. Строевые по шпангоутам для нескольких осадок.
1
HO
.
- Draft 002
Draft 1 80
- Draft 601
Draft 1 40
- Draft 201
- Draft 001
- Draft 800
- Draft 600
- Draft 400
- Draft 200
Кривые элементов теоретического
При изменении осадки
теоретического чертежа.
• Если в формуле
т
V = \Sdz
чертежа
корабля
изменяются
значения
элементов
о
вместо верхнего предела Т ввести переменный предел Z, то, выполняя
соответствующие расчеты для различных Z, можно получить ряд значений
объема V, соответствующим нескольким осадкам, по которым можно
построить графическую зависимость V от Т. Эта зависимость называется
грузовым размером. На чертеже кривых элементов теоретического чертежа
наносят дополнительно грузовой размер, исправленный на объем
выступающих частей (наружной обшивки, рулей, гребных валов, и т.п.).
Кривая, выражающая зависимость площади ватерлинии от осадки
называется строевой по ватерлиниям,
как следует из предыдущей
зависимости, грузовой размер является интегральной кривой по отношению к
строевой по ватерлиниям.
Программа S1 производит расчет следующих элементов теоретического
чертежа (ниже сохранена система обозначений, применяемая в программе):
Т
V
Хс
Zc
г
R
-
осадка, м
объёмное водоизмещение, м**3
к о о р д и н а т ы ц е н т р а в е л и ч и н ы , м (абсцисса Ц В )
к о о р д и н а т ы ц е н т р а в е л и ч и н ы , м (аппликата Ц В )
поперечный метацентрический радиус, м
продольный метацентрический радиус, м
Zm
- п а р а м е т р Z m = ( 4 ) + ( 5 ) , M (аппликата поперечного метацентра)
S
- площадь ватерлинии, м**2
Xf
- к о о р д и н а т ы ЦТ п л о щ а д и в а т е р л и н и и , м
моменты инерции площади ватерлинии :
1х
- о т н о с и т е л ь н о ц е н т р а л ь н о й п р о д о л ь н о й оси, м * * 4
1у
- о т н о с и т е л ь н о оси Y ч е р е з м и д е л ь , м * * 4
If
- о т н о с и т е л ь н о ц е н т р а л ь н о й п о п е р е ч н о й оси, м * * 4
L w l - длина ватерлинии, м
Для расчета управляемости судна:
S H - площадь носового подреза отн. L w l , м**2
S K - площадь кормового подреза отн. L w l , м**2
Для расчета сопротивления воды движения судна:
SF - площадь смоченной поверхности, м**2
Вывод результатов программой S1 производится в табличной форме,
поэтому построение отчетных графических зависимостей необходимо
производить самостоятельно (рис.3.4).
Рис. 3.4. Кривые элементов теоретического чертежа.
Системы высокого уровня строят отчетные графики самостоятельно,
при этом форма оформления задается пользователем в соответствии с
требованиями классификационного общества (рис.3.5)
с,о
с
о
о
о
40
'5.2
ТО. QD-0
М
'0.1
ю.аао
mm гг
е
'3
U
TPI
flffl
IS
ЮЛ
ti.yufi
Й.Ш
У
У
LCb/LCF
Ш.4
TD.QD0
1.М
жг/та
5.воз
11 ..ft
'3.MD
Рис. 3.5. Оформление гидростатических кривых в системе TRIBON
Рекомендуется также строить зависимости коэффициентов полноты от
осадки oc(z), |3(z), 8(z).
Масштаб
Бонжана
Масштаб Бонжана - графическое изображение зависимости площадей
шпангоутов от осадки судна. Для построения масштаба Бонжана необходимо
к отрезку горизонтальной оси, изображающему в масштабе чертежа длину
корпуса корабля, провести вертикальные
линии,
соответствующие
положениям теоретических шпангоутов. Приняв для каждого шпангоута свою
систему координат, необходимо построить графические зависимости (кривые)
погруженных площадей шпангоутов от осадки (рис. 3.6).
Масутав пщар в м
Рис. 3.6. Масштаб Бонжана.
Масштаб
Бонжана
используют
для
определения
объемного
водоизмещения судна и координат центра величины в случаях, когда текущая
ватерлиния не параллельна основной плоскости, т.е. когда судно имеет
дифферент, судно имеет прогиб или перегиб, судно ставится на вершину или
подошву волны.
Эта задача решается следующим образом:
1. на каждом теоретическом шпангоуте откладываем его осадку, проводя
тем самым прямолинейную либо криволинейную ватерлинию;
2. снимаем значения погруженных площадей всех шпангоутов и,
используя правила приближенного интегрирования, определяем
подводный объем и координаты центра величины:
L/2
V—
|с0й6с
j
Х =—
с
L/2
|(Шй&С.
V-L/2
-L/2
Вычисление определенных интегралов в курсовом проектировании
рекомендуется производить методом трапеций с переменным шагом
интегрирования.
Для определения погруженной площади шпангоута также можно
воспользоваться следующей формулой:
т
со = 2 J ydz.
0
Часто требуется знать не полную площадь шпангоута со, а ее половину Q:
1
Q = — со = j" ydz;
2
о
а также статические моменты b и с половины площади относительно осей OZ
и OF соответственно:
^z
z
C= — jy dz;
b = jyzdz;
2о
о
Кривые (x)(z), b(z) u c(z) называются интегральными кривыми Власова.
Применяют интегральные кривые в основном для нахождения
водоизмещения V и координат центра величины в случае посадки судна с
креном и дифферентом.
Статические моменты половины площадей шпангоутов относительно OY,
OZ и аппликата центра тяжести площади шпангоута, рассчитанные с
помощью программы S1, представлены на распечатках результатов только в
табличной форме, поэтому их графическое оформление производится в случае
необходимости самостоятельно (ниже представлен заголовок таблицы для
одного шпангоута с принятой в программе S1 системой обозначений).
2
2
расчет масштаба Бонжана и кривых В.Г. Власова
шпангоут номер :
9
Х=-35.47
(Т) - о с а д к а , м
м
(О)
(B)
(C)
(Z)
-
площадь шпангоута, м**2
с т а т и ч е с к и й м о м е н т о т н о с и т е л ь н о 0Y, м * * 3
статический момент относительно 0Z, м**3
аппликата центра площади шпангоута, м
При построении кривых площадей шпангоутов, входящих в масштаб
Бонжана, необходимо довести их до верхней точки контура шпангоута на
уровне палубы переборок. Поскольку на масштабе Бонжана не учитываются
выступающие части, их объем (необходимый для уточнения водоизмещения) и
продольный статический момент (необходимый для уточнения х ), должны
быть определены особым расчетом.
с
4. В е с о в а я ( м а с с о в а я ) н а г р у з к а с у д н а .
При решении практических задач теории корабля необходимо уметь
определять массовые характеристики судна, массу судна и координаты его
центра тяжести, моменты инерции массы судна относительно главных
координатных плоскостей.
Массовые
характеристики
судна
складываются
из
массовых
характеристик его отдельных составляющих, учет которых принято вести в
виде таблицы весовой нагрузки судна, в которую заносят характеристики
всех частей корпуса, механизмов, устройств, систем и прочих грузов. В
указанной таблице все составляющие разбиваются в определенном порядке на
разделы, группы, подгруппы и статьи, а их характеристики определяют как
непосредственным расчетом по чертежам, так и с использованием справочных
материалов, либо по результатам непосредственного
взвешивания.
Количество статей нагрузки определяется как сложностью проекта судна, так
и степенью его проработанности, и может доходить до нескольких десятков
тысяч.
В профессиональных системах автоматизированного проектирования
судов определение массовых характеристик и разработка документации
происходит автоматически в диалоговом режиме.
На ранних стадиях проектирования, в том числе в курсовом и
дипломном проектировании, точный расчет массовых характеристик
заменяется приближенным, используя те - же элементарные расчетные
схемы, но сокращая число статей нагрузки за счет их меньшей детализации, и
уменьшая точность определения их характеристик
Для расчетов массовых характеристик необходимо знать следующие
величины:
1. массы отдельных статей нагрузки m и их веса p =gmj;
2. координаты их центров тяжести х y ,z ;
3. статические моменты масс относительно главных координатных
плоскостей т&,т{у{, т^х^;
t
и
t
t
t
4. собственные моменты инерции масс относительно плоскостей,
параллельных главным координатным осям и проходящим через
центр тяжести статьи нагрузки j ; j ; j
,
x z i
y z i
x y i
5. характеристика района распределения указанной нагрузки по длине,
ширине и высоте.
По имеющимся данным определяются:
•
Массовое водоизмещение А = ^ m ;
•
Весовое водоизмещение D = gA =
•
Абсцисса центра тяжести x = — ^ m x ;
•
Ордината центра тяжести у = — ^ m y ;
•
Аппликата центра тяжести
•
Момент инерции массы относительно ДП J
i
m;
i
g
i
g
i
t
t
z = — ^_ m z ;
g
i
i
i
т^у? + j ) ;
i
• Момент инерции массы относительно ОП J =^_ (yn zf + j ) ;
i
• Момент инерции массы относительно миделя J =^ (m xf
+ j );
i
Последние три величины необходимы при проведении расчетов
динамики (управляемости и качки) и вибрации корабля, поэтому в курсовом
проектировании по статике корабля не вычисляются.
Следует отметить, что у правильно спроектированного корабля центр
тяжести при всех нормальных эксплуатационных условиях должен
располагаться на ДП, т.е. у - 0.
Расчеты массовых характеристик в курсовом и дипломном
проектировании должны вестись как для полного водоизмещения судна, так и
для ряда меньших значений, вплоть до водоизмещения порожнем.
Оценить правильность положения центра тяжести по высоте для судна с
полной нагрузкой можно из следующих соображений:
1. Центр тяжести располагается выше середины высоты борта
z = (0,5 - \,0)Н;
xz
=
x z j
l
i
J
t
j
y z i
g
g
2. Центр тяжести располагается ниже поперечного метацентра
(расстояние между метацентром и центром тяжести называется
метацентрической высотой h), что позволяет рекомендовать для
оценки аппликаты центра тяжести следующую зависимость:
g ~ m ~ k>
2
2
а примерные значения метацентрической высоты h для различных
типов судов лежат, как правило, в следующих пределах:
•
•
•
•
•
Пассажирские суда
Грузовые суда
Лесовозы
Танкеры
Ледоколы
(0,5
(0,3
(0,1
(1,0
(1,0
-
1,0)
1,4)
0,6)
3,5)
4,0)
м
м
м
м
м
5. П л а в у ч е с т ь с у д н а .
Плавучестью
называется
способность
судна
поддерживать
вертикальное равновесие в результате действия силы веса судна и
архимедовой выталкивающей силы, что и отличает судно от других
инженерных сооружений.
На любое свободно плавающее тело, в частности, на корабль, в покое
действуют две группы сил:
• силы веса всех частей судна, направленные всегда вниз,
перпендикулярно плоскости действующей ватерлинии (свободной
поверхности воды); эти силы можно свести к равнодействующей D,
которая будет проходить через центр тяжести судна G(x , y , z );
• силы гидростатического давления, распределенные по погруженной
поверхности обшивки нормально к ней; их равнодействующая равна
силе плавучести pgV (р - плотность воды), направлена вверх
перпендикулярно плоскости действующей ватерлинии и проходит
через центр величины.
В покое эти силы равны по величине (первое условие плавучести):
D = pgV;
A = pV.
Любое свободно плавающее тело автоматически займет такое
положение, при котором центр величины и центр тяжести будут
располагаться на одном перпендикуляре к действующей ватерлинии, при
этом, как известно из аналитической геометрии, уравнения для данного
перпендикуляра в системе координат, связанной с судном, представляются в
виде (второе условие плавучести):
(x -x ) + (z -z )tg4
= V;
g
g
(У
§
c
-Ус)
g
+
2
(
§
g
g
c
-z )tg&
c
= 0, где
*F - угол между осью ОХ и следом пересечения ватерлинии с ДП;
0 - угол между осью OY и следом пересечения ватерлинии с
плоскостью мидель-шпангоута.
Параметры * Р и 0 в сочетании с параметром Т, который определяется
как расстояние от начала координат до точки пересечения получившейся
ватерлинии с осью OZ, называются параметрами посадки, однозначно
определяющими положение ватерлинии в принятой системе координат.
При 0=0 параметр Ч* называется углом дифферента, а при ¥ = 0
параметр 0 называется углом крена. Говорят, что при 0=0 судно сидит
прямо, а при ¥ = 0 судно сидит на ровный киль.
Если на судне на носовом и кормовом перпендикулярах, а также на
миделе нанесены марки углублений, то обозначив Т и Т замеренные осадки в
носу и в корме, Т и Т осадки на правом и левом борту, можем выразить
параметры посадки следующим образом:
н
лб
пб
Т=\(Т +Т )
н
к
=
к
\(Т +Т );
лб
пб
лб
tgQ
Т
В
-Т
и
где L - расстояние между марками углублений в носу и в корме, а В ширина судна на миделе. Формулы справедливы, если ватерлиния не выходит
за пределы прямобортной части корабля или если (как в программе S1)
измерять условные
осадки
на боковых сторонах
прямоугольника,
ограничивающего мидель-шпангоут.
В большинстве САПР, применяемых в судостроении, после задания
теоретического чертежа судна и характеристик массовой нагрузки можно
определить все параметры посадки с помощью процедуры, называемой
«удифферентовка». Ниже представлены результаты удифферентовки судна в
программе S1 для одного из состояний нагрузки (рис.5.1).
0
V-
53658.5 пЗ ж Тп
Ц-- -2,84 п ж Yg =
Кг = ,00 п
Рис. 5.1. Результаты удифферентовки судна.
8.12 п ж Psi ,00 п Zg
i --
-,95
10,09 и
Как следует из рисунка, при произвольном состоянии нагрузки судно
обычно имеет дифферент, осадка на миделе отличается от осадки в полном
грузу, а при смещении центра тяжести на борт судно получит еще и крен. При
полной нагрузке судно должно плавать по конструктивную ватерлинию, без
крена и, обычно, на ровный киль, что требует выполнения следующих условий:
Д = рК;
Ус=У =°8
Выполнение последних условий чаще всего возможно только при одном
(конструктивно-расчетном) состоянии нагрузки; придание судну требуемых
параметров посадки для промежуточных состояний нагрузки требует
проведения
организационно-технических
мероприятий,
связанных
с
правильным размещением грузов на судне и его балластировкой.
Необходимо учитывать, что программа S1 способна проводить
удифферентовку судна только при положении центра тяжести на ДП или на
правый борт; при расчетном смещении ЦТ на левый борт необходимо
искусственно поменять знак координаты^, отметив этот факт в пояснениях.
Используя САПР, пользователь может также провести расчеты,
необходимые для построения необходимых в эксплуатационных условиях
диаграмм, получаемых при варьировании в определенном диапазоне величины
водоизмещения и продольного положения центра тяжести:
• Диаграмма осадок носом и кормой.
• Грузовая шкала.
• Схема марок углубления.
• Кривые изменения осадок оконечностей от приема груза.
В САПР высокого уровня указанные диаграммы выводятся на печать по
требованию пользователя, пользователь программы S1 должен провести все
вариации исходных данных, обработку результатов и построение диаграмм
самостоятельно
Располагая данными о весовой нагрузке, распределенной по длине судна,
пользователь способен получить не только результаты удифферентовки, но и
полную информацию о распределении сил и изгибающих моментов по длине
корабля, что является важнейшей информацией для оценки продольной
прочности (рис 5.2). Для построения распределения сил веса необходимо у
каждой составляющей весовой нагрузки задать носовую и кормовую абсциссу
весовой нагрузки и абсциссу ее центра тяжести, расположенную в пределах
средней трети длины участка,
занимаемого этой нагрузкой. Эти
рекомендации делают распределение нагрузки трапециедальным, что
рекомендуется большинством классификационных обществ.
Longitudinal strength
24Q0.fr-
2000.fr-
i00.fr-
-4Q0.fr
10.0
U.O
M-itilite I n * № - M [ H
OH: V3
— SF*30
Peak v a l u e s of Shearing Force
and v a l u e s a t bulkheads
Distance
from AP
6.0
14,5
Shearing force
(tonnes)
-9.3
104
— BUOY*500
— WEIGHT*5Q0
— BM
Per cent of
Max allowed
Peak value of Bending Moment
Distance
from AP
9,8
Bending moment
(tonne metres)
Per cent of
Max allowed
55,9
Рис 5.2. Распределение сил плавучести, сил веса, изгибающего момента и
перерезывающих сил, полученное в системе TRIBON.
6. О п р е д е л е н и е х а р а к т е р и с т и к о с т о й ч и в о с т и п р и п о п е р е ч н ы х
равнообъемных наклонениях.
Остойчивость- способность корабля, выведенного из положения
равновесия под действием внешних сил и предоставленного самому себе,
возвращаться в исходное положение равновесия после прекращения действия
внешних сил. В зависимости от характера воздействия внешних сил
подразделяют статическую (при постоянных внешних силах) и динамическую
(при переменных нагрузках) остойчивость.
Если внешние силы можно свести к моменту, действующему в
вертикальной плоскости, то судно изменит параметры посадки, при этом его
массовое и объемное водоизмещение останутся неизменными. Получающаяся
при этом ватерлиния носит название равнообъемной. В силу специфики формы
судового корпуса (симметрии относительно ДП и большого продольного
удлинения), наибольший практический интерес представляют случаи, когда
моменты внешних сил действуют в ДП и в плоскости мидель-шпангоута.
В зависимости от плоскости действия внешних сил, остойчивость
делится на продольную и поперечную. Кроме того, поперечную остойчивость
принято делить на остойчивость на малых (начальная остойчивость, при угле
крена до 15°) и больших (при угле крена свыше 15°) углах наклонения.
При равнообъемных наклонениях центр величины перемещается по
пространственной кривой (траектории центров величины), т.е. в расчетах
поперечных наклонений из-за несимметрии корпуса относительно миделя
необходимо учитывать и продольные перемещения центра величины, которые
приведут к появлению дифферента. В связи с указанными особенностями для
точного определения параметров посадки и остойчивости необходимо при
действии только кренящего (действующего в плоскости мидель-шпангоута)
момента определить из всех возможных равнообъемных ватерлиний ту, для
которой справедливо выражение:
(x -x ) + (z -z )tg4
= V.
g
c
g
c
Иными словами, линия, соединяющая центр величины и центр тяжести
при поперечных наклонениях должна лежать в плоскости, перпендикулярной
ДП и равнообъемной ватерлинии, что делает задачу определения параметров
посадки весьма трудоемкой, требующей проведения вычислений методом
последовательных приближений, что возможно только при использовании
мощных ЭВМ.
Для судов, практически симметричных относительно миделя и при
относительно невысоких требованиях к точности результатов расчетов
считают, что при поперечных равнообъемных наклонениях центр величины
перемещается по плоской кривой - кривой центров величины, которая есть
проекция траектории центров величины на плоскость, параллельную миделю и
проходящую через начальное положение центра величины Со. Считается, что
получающийся про поперечных наклонениях дифферент
парируется
дополнительным деривационным моментом, действующим в диаметральной
плоскости. Перемещения центра величины и поперечного
метацентра
(центра кривизны кривой центров величины) представлены схематично на
рис.6.1.
Рис. 6.1. Перемещение центра величины и поперечного метацентра при
поперечных равнообъемных наклонениях.
Если на судне нет подвижных грузов, то центр тяжести при
наклонениях не меняет своего положения, сила веса будет направлена из точки
G вниз, перпендикулярно равнообъемной ватерлинии. Сила плавучести,
приложенная в точке С , направлена вверх и образует восстанавливающий
момент, действующий в плоскости наклонения М , Расстояние между
линиями действия этих сил называется плечом статической
остойчивости
(обозначается буквой /), поэтому М
-Dl- pgVl.
0
восст
еосст
Следуя обозначениям рис. 6.1, выражение для плеча статической
остойчивости представляется в виде:
l = y® cos@ + (z
-z )sin@-(z
Q
c
- z )sin®
g
= 1ф - l , где:
c
g
1ф =y
cos 0 + (z
- z JsinQ - плечо остойчивости
I
- z )sin0
- плечо остойчивости
Q
Q
=(z
c
c
формы,
веса.
Производная плеча статической остойчивости по углу крена есть
возвышение метацентра над центром тяжести корабля или обобщенная
метацентрическая высота:
dl/d®=h .
(dl/ dQ)
&
Q=0
=h =z -z
0
m
g
=z
c
+ r-z
g
= r - а, где
h
- начальная поперечная метацентрическая
высота, мера
начальной поперечной остойчивости.
При
больших
углах
наклонения
поперечная
остойчивость
характеризуется диаграммой
поперечной
статической
остойчивости,
представляющей собой графическую зависимость восстанавливающего
момента или поперечной плеча статической остойчивости от угла крена.
0
аасст
I
Рис. 6.2. Диаграмма статической остойчивости.
При наличии на судне подвижных (жидких, сыпучих, подвешенных и
т.п.) грузов, необходимо диаграммы статической остойчивости перестраивать с
учетом поправок на их влияние.
Чтобы найти начальную поперечную метацентрическую высоту,
необходимо провести касательную к диаграмме в точке О и отложить по оси
абсцисс
отрезок,
равный
одному
радиану.
Начальная
поперечная
метацентрическая высота определится в масштабе плеч статической
остойчивости, как показано на рис. 6.2.
Если в некоторой точке D диаграммы при угле 0
провести
касательную к диаграмме статической остойчивости и на отрезке,
параллельном оси абсцисс, отложить вправо отрезок равный одному радиану,
то в масштабе плеч получим значение обобщенной метацентрической высоты
h , которая дает возможность оценить остойчивость судна, плавающего с
креном, равным 0 .
При динамическом воздействии внешних сил в качестве меры
остойчивости используется работа восстанавливающего момента Т в процессе
наклонения до угла 0:
D
&
D
0
0
Т = \M d®
о
= D\ld® = Dl ,
eoccm
о
0
l =^ld@
duH
-
dm
где
плечо динамической остойчивости, характеризующее
о
отношение работы восстанавливающего момента к весу судна. Кривая /э „(0)
является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической
остойчивости и называется диаграммой динамической остойчивости
С помощью диаграммы динамической остойчивости можно решать
практические задачи, связанные с определением динамического угла крена и
опрокидывающего
момента
- предельного динамического кренящего
момента.
Поскольку на ранних стадиях проектирования точное определение
аппликаты центра тяжести затруднено, обычно ведут точный расчет только
плеч остойчивости формы для различных осадок (водоизмещении),
позволяющий произвести построение интерполяционных
кривых плеч
остойчивости
формы
(пантокарен)
и универсальной
диаграммы
статической остойчивости. Эти графики позволяют затем при наличии
информации о положении центра тяжести построить диаграммы статической
остойчивости для любого состояния нагрузки судна.
В любой САПР получить зависимость 1ф = f(V,Q)
можно, поместив
условно центр тяжести в центр величины, т.е. приравняв z = z для каждого
м
c
g
из последовательно задаваемых водоизмещении.
Учитывая
трудоемкость
построения
пантокарен,
требующую
проведения большой вычислительной работы с выводом на печать результатов
вычислений, в рамках курсового проектирования это рекомендуется делать
только по указанию руководителя.
В САПР также можно проводить определение характеристик посадки и
остойчивости судна с начальным дифферентом, не пренебрегая появлением
при поперечных наклонениях дополнительного дифферента судна, однако это
можно рекомендовать только при наличии достаточных вычислительных
ресурсов, поскольку при использовании даже программы S1 на ЭВМ АТ286
подобные расчеты длятся более часа.
Ниже приводится образец выходного бланка расчета посадки и
остойчивости судна (с сохранением принятых в программе S1 обозначений) и
построенные диаграммы статической и динамической остойчивости для
другого варианта нагрузки.
Расчет посадки и остойчивости
Результаты - Вариант 01
водоизмещение, м**3
к р е н , град
д и ф ф е р е н т , град
осадка носом, м
о с а д к а на м и д е л е , м
осадка кормой, м
нач. попер, метацентр, высота, м
Расчет с учетом сопутствующего
(О)
(Тт)
(Yc)
(Zc)
(Is)
(Id)
-
(О)
. 00
2 .50
5 . 00
7 .50
70 . 00
75 . 00
80 . 00
6837.28
.00
-.64
2.53
3.38
4.24
8.83
дифферента
у г о л к р е н а , град
о с а д к а на Д П , м
ордината центра величины, м
аппликата центра величины, м
плечо статической остойчивости, м
плечо динамической остойчивости, м
(Тт)
3
3
3
3
.38
.38
.33
.33
-15 . 45
-24 . 15
-41 .90
(Yc )
(ZC )
(Is )
(Id)
1 .45
2 .14
1. 91
1. 93
1. 96
2 .05
00
39
78
1 .14
. 00
. 01
. 03
. 08
10 .68
10 .82
10 .96
7 .87
8 .38
8 .91
2 .Об
1 .65
1 .25
2 . 93
3 .09
3 .22
00
.72
Диаграмма
статической
Вариант
и динамической
нагрузки
2
Судно в
Диаграмма статической остойчивости
остойчивости
ва/пласте
/
h
Диаграмма динамической остойчивости /
57,3
h-метацентрическая высота
/
-4,0
U
Угол крена, град
О U, U
Рис 6.3. Диаграммы статической и динамической остойчивости,
построенные программой S1.
В рамках курсового проектирования расчеты остойчивости ведутся для
ограниченного числа вариантов нагрузки, тогда как на практике этих данных
может быть недостаточно.
После проведения расчетов остойчивости для большого числа значений
водоизмещения и продольного положения центра тяжести возможно
построение диаграммы контроля остойчивости, в которой отмечаются
области минимально и максимально допускаемой Правилами остойчивости
судна (по нежелательным ускорениям, возникающим при резкой качке с
большой амплитудой). Построение указанной диаграммы в рамках курсового и
дипломного проектирования представляет отдельную трудоемкую задачу,
выполнение которой должно специально оговариваться в задании.
Остойчивость проектируемого судна должна быть проверена на
соответствие требованиям Правил, что и должно быть обязательно отражено в
пояснительной записке.
7. Р а с ч е т н е п о т о п л я е м о с т и .
Непотопляемость- способность корабля оставаться на плаву и не
опрокидываться при повреждениях, связанных с затоплением внутренних
помещений забортной водой, имея посадку и остойчивость, удовлетворяющие
требованиям классификационного общества. Если судно удовлетворяет
требованиям Правил, то в символ класса Регистра вводят знак [Г], |2~] или | з ] ,
определяющий количество любых смежных отсеков, при затоплении которых
параметры посадки и остойчивости удовлетворяют указанным требованиям.
В процессе проектирования судов рассматриваются конструктивные
мероприятия по обеспечению непотопляемости:
1) выбор главных размерений, водоизмещения и запаса плавучести
корабля;
2) подразделение внутреннего пространства корпуса поперечными и
продольными водонепроницаемыми переборками на отдельные отсеки
(поперечные переборки предпочтительнее, т.к. исключают несимметричное
затопление).
3) обеспечение прочности корпусных конструкций в различных
эксплуатационных условиях.
Для «аварийного» корабля выполняются расчеты плавучести и
остойчивости с одним или несколькими затопленными отсеками. При этом
рассматривают следующие категории затопленных отсеков:
1) отсек полностью затоплен и не сообщается с забортной водой;
2) отсек заполнен частично и не сообщается с забортной водой;
3) отсек заполнен частично и сообщается с забортной водой.
С помощью расчетов определяются параметры посадки поврежденного
корабля, т.е. осадка, углы крена и дифферента, метацентрическая высота
поврежденного судна. Существует два расчетных метода.
Первый метод - метод приема груза.
Влившаяся в отсек вода рассматривается как груз с известным весом и
координатами его центра тяжести. Для расчетов непотопляемости судна с
отсеками первой и второй категории предпочтительно использование метода
приема груза.
Второй метод -метод исключения (постоянного водоизмещения).
Затопленный отсек, с известным весом воды и координатами центра
тяжести объема этой воды, исключается из объема корпуса, т.е. считается, что
этот отсек потерян, но предполагается, что водоизмещение неизменно.
Применение этого метода предпочтительно для самого тяжелого с
вычислительной точки зрения случая - затопления отсека третьей категории,
как это ведется в программе S1.
При использовании этого метода необходимо учитывать потерянные
площади ватерлиний и то, что фактически объем вливающейся забортной воды
всегда меньше теоретического объема отсека. Отношение фактически
вливающейся воды к теоретическому объему отсека по данную ватерлинию
принято называть коэффициентом
проницаемости
ц, который можно
определить расчетным путем (в САПР высокого уровня), либо принять их
значения по рекомендациям классификационных обществ.
Результаты расчетов посадки и восстанавливающих моментов по обоим
методам одинаковы и служат для проверки соответствия проекта судна
требованиям Регистра, подробно изложенным в [4, 4.V] или в аналогичных
Правилах.
Поскольку в курсовой работе выполняются только проверочные
расчеты, сценарии аварийных ситуаций задаются руководителем в
индивидуальном порядке.
8. П о р я д о к р а б о т ы с п р о г р а м м о й S 1 .
Необходимая
исходная
информация.
При использовании программы S1 необходимо иметь в наличии
следующие основные характеристики судна:
главные размерения судна:
• длину между перпендикулярами- Lpp
• длину максимальную- Lmax
• ширину на ГВЛ- В
• ширину максимальную- Вшах
• высоту борта на миделе- Н
• высоту борта максимальную- Н т а х
• осадку на ГВЛ- Т
а так же (по возможности):
• коэффициент полноты ГВЛ- а
• коэффициент полноты миделыппангоута-13
• коэффициент общей полноты- 8
• абсциссу центра величины- Хс
• аппликату центра величины- Zc
Для построения теоретического чертежа необходима таблица ординат
теоретического чертежа или готовый теоретический чертеж прототипа, с
которого можно было бы снимать координаты соответствующих точек.
Возможно два варианта работы с данной программой:
1- создание нового проекта;
2- использование уже имеющихся проектов в качестве прототипов, или
продолжение работы с незаконченным проектом.
Выбор осуществляется путем указания нужного пункта меню,
появляющегося сразу после загрузки программы.
Ввод данных.
При создании нового проекта пользователь задает название проекта,
после чего осуществляется переход к пункту define главного меню, где ему
дается возможность ввести основные данные нового проекта.
Для изменения данных проекта необходимо выбрать нужный пункт
меню, используя клавиши управления курсором, при этом данный пункт
выделится цветной полосой, нажать <Enter>, после чего ввести необходимое
значение и снова нажать <Enter>.
По окончании ввода/изменения основных параметров проектируемого
судна, т.е. по окончании работы с пунктом define, можно перейти к пункту
areal главного меню. Здесь пользователь имеет возможность добавлять,
стирать и перемещать теоретические шпангоуты, а также просматривать
ватерлинии. Это реализуется с помощью клавиш <F5>,<F6>,<F7>,<F8>, в
соответствии с подсказкой.
Далее, пользуясь пунктом lines главного меню, следует ввести
очертания теоретических шпангоутов. Пользователю дается возможность
задавать контур теоретического шпангоута посредством ввода 20-ти точек.
Рациональнее осуществлять ввод заданием координат соответствующих
точек, взятых из таблицы ординат, либо снятых непосредственно с
теоретического чертежа.
Порядок ввода таков: пользуясь клавишами <PgUp> и <PgDn> можно
осуществлять выбор нужной точки; сделав выбор, нужно нажать клавишу
<Enter> и ввести необходимые значения Z и Y. Координаты, соответствующие
каждой точке, отображаются в таблице в правом верхнем углу экрана.
Закончив ввод очертаний шпангоута, его можно редактировать: выбирая
нужную точку клавишами <PgUp> и <PgDn>, можно двигать ее, используя
клавиши управления курсором, придавая контуру шпангоута необходимую
плавность. Для более точного редактирования можно увеличить масштаб при
помощи клавиши <F9>, возвращение к исходному масштабу осуществляется
той же клавишей. Переход к работе со следующим шпангоутом происходит
посредством клавиш <F2> и <F3>.
Нажав клавишу <F8>, можно сравнить проектные и расчетные значения
объема V, координат центра величины Хс и Zc, коэффициентов ос, |3 и 8. Для
более детального ознакомления с функциями данного пункта главного меню
можно воспользоваться встроенной помощью, для чего нужно нажать
клавишу <F1>.
Следующий пункт hull главного меню дает возможность задания
очертаний фор- и ахтерштевня. Работа с данным пунктом аналогична работе с
пунктом lines.
На этом ввод данных для расчетов по статике корабля заканчивается.
Правильность ввода теоретического чертежа можно проверить с помощью
пункта ShowAll главного меню, показывающего трехмерное изображение
теоретического чертежа корпуса судна. При необходимости внести
коррективы необходимо вернуться к тому пункту меню, в котором, по
мнению пользователя, имеется неточность, и исправить ошибку. В пункте
ShowAll предусмотрена возможность изменения точки зрения на рисунок, т.е.
вращение изображения в двух плоскостях с помощью клавиш управления
курсором, а так же приближение или удаление рисунка посредством клавиш
<PgUp> и <PgDn>.
При использовании уже имеющихся проектов в качестве прототипов
необходимо в начальном меню выбрать пункт >старый_проект_открывать< и
выбрать из предлагаемого списка прототипов требуемый проект. Изменения
необходимых параметров сходны с порядком создания нового проекта и
производятся в той же последовательности.
Порядок
расчета.
В первую очередь следует рассчитывать кривые
элементов
теоретического чертежа, масштаб Бонжана и кривые Власова, так как это
позволяет заметно ускорить остальные расчеты.
Расчет кривых элементов теоретического чертежа осуществляется при
выборе пункта calcl главного меню. Результаты расчетов сводятся в таблицы,
представляемые на экране монитора для ознакомления с ними, и выводятся в
файл с расширением .КЕТ для редактирования и печати. Файл можно
отправить сразу на печатающее устройство, для чего пользователю
предоставляется выбор (меню внизу экрана). Затем на экран выводится
графическая информация: все кривые элементов теоретического чертежа с
указанием масштаба. При нажатии клавиши <F1> на экран выдается
подсказка, в которой дается расшифровка обозначений и указываются
клавиши, дающие возможность выполнять дополнительные функции.
Расчет масштаба Бонжана и кривых Власова производится посредством
выбора пункта calc2 главного меню. Здесь, как и в предыдущем пункте,
результаты расчета выводятся в табличной форме на экран и в файл с
расширением .KWT для редактирования и печати. Как и в calcl, в этом пункте
возможно сразу осуществить распечатку результатов, т.е. не выходя из
программы, путем выбора пункта >печатать файл< предлагаемого подменю.
Далее следует перейти к пункту mass главного меню, где пользователь
имеет возможность вводить до пяти вариантов нагрузки судна. Пункт меню
>судно порожнем< дает возможность рассредоточить (разбить) вес судна по
составляющим. Вес судна порожнем вычисляется автоматически, учитывая
вес металлического корпуса, систем, механизмов, силовой установки и др.
При выборе одного из пунктов данного подменю на экране появляется
таблица, заполнение которой осуществляется путем выбора нужного пункта
меню, находящегося в нижней части экрана. Выбрав пункт >НОВЫИ<
пользователь имеет возможность вводить новые статьи нагрузки, при этом на
экране появляется запрос в виде небольшой таблицы, в которую необходимо
вносить записи в соответствии с запросом. По окончании ввода данных новая
статья нагрузки дописывается в основную таблицу.
Корректировка данных основной таблицы осуществляется выбором
пункта >ИЗМЕНЕ.< При выборе этого пункта на экране появляется таблица
со значениями указанной статьи нагрузки. Изменения производятся путем
выбора исправляемого значения клавишами управления курсором, нажатия
клавиши <Enter> и ввода нужного значения. Выход из режима изменения
осуществляется выбором пункта >без изменений<
Удаление ненужной статьи нагрузки производится посредством пункта
>СТИРАТЬ<
При необходимости возможно скопировать ту или иную статью
нагрузки с помощью пункта Ж О П И Ж .
Выбрав пункт >РАСЧЕТ<, можно ознакомиться с таблицей результатов
расчета координат центра тяжести.
Пункт >ВЫХОД< возвращает пользователя в предыдущее меню.
Пункты >вариант нагрузки 1< и т.д. позволяют вводить дополнительные
статьи нагрузки для расчета посадки и остойчивости судна. Работа этих
пунктов данного меню аналогична работе пункта >судно порожнем< Отличие
состоит лишь в том, что в пункте >РАСЧЕТ< дается возможность, при
нажатии клавиши <F8>, рассчитать посадку судна с выдачей рисунка и
результатов расчета на экран и, при желании пользователя, созданием файла в
DXF- формате, для чего, при ознакомлении с результатами расчета,
необходимо нажать клавишу <F3>.
По окончании ввода нагрузки необходимо рассчитать посадку судна с
помощью пункта trim главного меню, иначе следующий пункт меню (stab)
будет недоступен. Подменю пункта trim сходно с описанным выше подменю
пункта mass: здесь пользователю предоставляется возможность рассчитать
посадку судна для одного из заданных вариантов нагрузки, либо осуществить
ввод нагрузки с клавиатуры. Результаты расчета и рисунок, на котором
изображается положение судна относительно поверхности воды, выводятся на
экран. Здесь так же возможно создание DXF- файла, для чего нужно
воспользоваться клавишей <F3>.
Пункт stab главного меню содержит подменю, где пользователь может
выбрать вариант нагрузки, для которого о необходимо произвести
кренование. Расчет остойчивости может быть выполнен с учетом дифферента,
без учета дифферента, с использованием пантокарен либо без их учета, по
желанию пользователя и в зависимости от требуемой точности расчета, для
чего необходимо выбирать соответствующие пункты подменю. При расчете
на экране появляется рисунок проекции «корпус» судна, на котором показано
положение судна относительно воды, а так же положение центра тяжести и
центра величины судна. В процессе расчета на рисунке будут отображаться
изменения положения центра величины и поверхности воды относительно
корпуса судна.
Возможно осуществить пошаговый расчет, т.е. для расчета при
следующем угле крена необходимо нажимать любую клавишу, либо
автоматический расчет, для чего необходимо нажать клавишу <F1>. По
окончании расчета на экран выводятся диаграммы статической и
динамической остойчивости, которые можно вывести в DXF- файл, таблица с
результатами расчетов, которую можно сразу распечатать, выбрав
соответствующий пункт подменю, а также создается файл, содержащий
вышеуказанную таблицу, с расширением .OS# (вместо знака # ставится номер
варианта нагрузки).
Далее в главном меню следует пункт moment, с помощью которого
возможно рассчитать изгибающие моменты и перерезывающие силы,
действующие на судно для заданных вариантов нагрузки. При выборе этого
пункта пользователю, посредством небольшого меню, предоставляется выбор
варианта нагрузки, для которого необходимо произвести расчет. Следом за
этим на экране появляются графики, отображающие действующие на судно
силы от каждой статьи нагрузки в отдельности, силы поддержания, общую
кривую нагрузки, перерезывающие силы и изгибающие моменты, причем
каждый график можно перевести в DXF формат с помощью клавиши <F3>.
После этого программа предлагает ознакомиться с таблицей,
содержащей результаты расчетов, которая автоматически записывается в файл
с расширением .МО# (вместо знака # ставится номер варианта нагрузки), и её,
по желанию пользователя, можно сразу вывести на печать (пункт >печатать
файл<).
Возможно отказаться от просмотра графиков действующих сил для
каждой статьи нагрузки, для чего следует воспользоваться клавишей <F1>. В
этом случае на экран будут выводиться только графики сил поддержания,
кривой нагрузки, перерезывающих сил и изгибающих моментов, после чего
программа перейдет к выводу на экран таблицы с результатами расчета.
Также возможно сразу, минуя вывод всех графиков, получить данные
результатов расчета (таблица) посредством нажатия клавиши <F2>.
Если пользователю необходимо произвести все описанные выше виды
расчетов для поврежденного судна, то следует перейти к пункту damage
главного меню. При выборе этого пункта меню происходит автоматическое
сохранение проекта и программа запрашивает координаты поврежденного
отсека, а именно носовую и кормовую абсцисс у этого отсека, и коэффициент
его проницаемости. После этого происходит выход в главное меню,
изменяется теоретический чертеж и другие параметры, т.е. генерируется
модель поврежденного судна, для которой необходимо провести все расчеты
по описанной выше методике.
По окончании расчетов пользователь имеет возможность перевести
интересующую его информацию в другие типы файлов для продолжения
работы с ними в других программах, посредством пункта export главного
меню. Здесь программа запрашивает тип файла, в который следует перевести
информацию. Возможен перевод проекта в файл для Projekt КС (.PRJ), а
также вывод шпангоутов (.DAT) и ватерлиний (.ТХТ) в текстовые файлы,
причем при выводе ватерлиний запрашивается имя создаваемого файла и
отстояние выводимой ватерлинии от основной плоскости.
Запись теоретического чертежа в DXF- формат позволяет сделать пункт
DXF главного меню. С помощью этого пункта можно создать двухмерный и
трехмерный теоретические чертежи, а также чертежи определенных
ватерлиний, шпангоутов и диаметрального батокса. При этом программа
запрашивает имя создаваемого файла, а при выводе ватерлиний и шпангоутов
требует указать их местоположение, т.е. для ватерлиний - отстояние от
основной плоскости, для шпангоутов - их номера.
Все файлы, создаваемые программой могут быть отредактированы и
распечатаны: текстовые ( с расширениями .КЕТ; .KWT; .МО#; .OS# ) в среде
DOS и WINDOWS посредством различных редакторов (EDIT, редакторы
BASICa и NORTONa), графические (с расширением .DXF) в системе
автоматизированного проектирования AUTOCAD и ему подобным. При
наличии навыков в использовании Microsoft Excel, этой программой можно
воспользоваться для оформления отчетных графиков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по теории корабля. Т.2.1 Под ред. Я.И. Войткунского. Л.:
Судостроение, 1985.
2. Рождественский В.В., Луговский В.В., Борисов Р.В., Мирохин Б.В. Статика
корабля. Л.: Судостроение, 1986.
3. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статике и динамике
корабля. Статика корабля. Л.: Судостроение, 1975, т. 1.
4. Регистр РФ. Правила классификации и постройки морских судов. СПб.:
Транспорт. 1995.
5. Борисов Р.В., Мирохин Б.В., Юрков Н.Н. Расчеты по статике. Учебное
пособие. Л. Изд. ЛКИ, 1982, 85 с.
6. Мирохин Б.В., Жинкин В.Б., Зильман Г.И. Расчеты по теории корабля:
Методические указания к расчетам по статике и теории корабля. Ч 1. Л: Изд.
ЛКИ, 1986.
7. Мирохин Б.В., Петров Н.А. Методические указания по разработке и
изготовлению теоретических чертежей, необходимых для расчетов по
теории корабля. Л.: Изд. ЛКИ, 1984, 44 с.
8. Артюшков Л.С., Мирохин Б.В., Юрков Н.Н. Общие требования к расчетам
по теории корабля: Методические указания к дипломному проектированию.
Л. ИздЛКИ, 1988, 49 с.
9. Типовая информация об остойчивости и прочности грузового судна. М.:
ЦРИА «Морфлот», 1979, 92 с.
Ю.Кацман Ф.М., Дорогостайский Д.В., Коннов А.В., Коваленко Б.П. Теория и
устройство судов. Л.: Судостроение, 1991.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.
3
РАСЧЕТЫ ПО СТАТИКЕ КОРАБЛЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.
3
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ.
4
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ.
4
2. ОСОБЕННОСТИ ГЕОМЕТРИИ СУДОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ.
10
3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА.
16
СТРОЕВАЯ ПО ШПАНГОУТАМ
19
КРИВЫЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА
22
МАСШТАБ БОНЖАНА
25
4. ВЕСОВАЯ (МАССОВАЯ) НАГРУЗКА СУДНА.
27
5. ПЛАВУЧЕСТЬ СУДНА.
29
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ОСТОЙЧИВОСТИ ПРИ
ПОПЕРЕЧНЫХ РАВНООБЬЕМНЫХ НАКЛОНЕНИЯХ.
33
7. РАСЧЕТ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ.
39
8. ПОРЯДОК РАБОТЫ С ПРОГРАММОЙ S1.
40
НЕОБХОДИМАЯ ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ.
Ввод ДАННЫХ.
ПОРЯДОК РАСЧЕТА.
40
41
42
ЛИТЕРАТУРА
46
ОГЛАВЛЕНИЕ
47
ЦУРЕНКО ЮРИЙ ИВАНОВИЧ
Расчеты по статике корабля с
использованием ЭВМ
Учебное пособие для курсового и
дипломного проектирования
Редактор
Корректор
Компьютерный набор и верстка
Цуренко Ю.И.
Лицензия
Сдано в производство 15.12.2000 г. Подписано в печать 17.12.2000 г. Формат
60x84/16. Бумага типографская. Усл. печ. л. ***.3аказ № ****. Тираж 50 экз.
Темплан 2000 г. Изд. №****.
Редакционно - издательский отдел Севмашвтуза
164500, г. Северодвинск, ул. Воронина, 6