Краткие теоретические сведения
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Для определения посадки и остойчивости судна при произвольном перемещении грузов необходимо рассмотреть раздельно вертикальное, поперечное горизонтальное и продольное горизонтальное перемещение.

Необходимо помнить, что вначале следует выполнить расчеты, связанные с изменением остойчивости (вертикальное перемещение, подъем груза)

Вертикальное перемещение груза (рис.6) из точки 1 в точку 2 не создает момента, способного наклонить судно, и следовательно, его посадка не меняется (если только остойчивость судна при этом остается положительной). Такое перемещение приводит только к изменению по высоте положения центра тяжести судна. Можно сделать вывод, что данное перемещение приводит к изменению остойчивости нагрузки при неизменной остойчивости формы. Перемещение центра тяжести определяется по известной теореме теоретической механики:

δzg =  (z2 – z1),

 

где m – масса перемещаемого груза,

Δ – масса судна,

z1 и z2 – аппликаты ЦТ груза до и после перемещения.

Приращение метацентрических высот составит:

δh = δН = – δzg= –  (z2 – z1).

Судно после перемещения груза будет иметь поперечную метацентрическую высоту:

h1 = h + δh.

Вертикальное перемещение груза не приводит к значительному изменению продольной метацентрической высоты, ввиду малости δН по сравнению с величиной Н.

 

 

 

Рисунок 6 – Вертикальное        Рисунок 7 – Поперечное горизонтальное

                  перемещение груза                        перемещение груза

Подвешенные грузы появляются на судне в результате подъема груза из трюма на палубу, приемом улова, выборкой сетей с помощью грузовых стрел и т.п. Влияние на остойчивость судна подвешенный груз (рис.6) оказывает аналогично вертикально перемещенному, только изменение остойчивости происходит мгновенно в момент отрыва его от опоры. При подъеме груза, когда натяжение в шкентеле станет равным весу груза, происходит мгновенное перемещение центра тяжести груза из точки 1 в точку подвеса (точку 2) и дальнейший подъем не будет оказывать влияние на остойчивость судна.

Оценить изменение метацентрической высоты можно по формуле

δh = –  l,

где l = (z2 – z1) – первоначальная длина подвеса груза.

На небольших судах, в условиях пониженной остойчивости, подъем груза судовыми стрелами может представлять значительную опасность.

Поперечное горизонтальное перемещение груза массой m (рис.7) приводит к изменению крена судна в результате возникающего момента m кр с плечом (y2 – y1)cosΘ.

m кр = m (y2 – y1) cosΘ = m ly cosΘ,

где y1 и y2 – ординаты положения ЦТ груза до и после перемещения.

Учитывая равенство кренящего mкр и восстанавливающего моментов mΘ, используя метацентрическую формулу остойчивости, получим:                           Δh sinΘ = m ly cosΘ, откуда

                                 tgΘ = m ly /Δh.

Учитывая, что углы крена небольшие, можно считать, что

tgΘ = Θ = Θ0/57,30,

и формула примет вид:

Θ0 = 57,30 m ly /Δh.

Если до перемещения груза судно имело крен, то в данной формуле угол следует рассматривать как приращение δΘ0

Продольное горизонтальное перемещение груза (рис.8) приводит к изменению дифферента судна и поперечной метацентрической высоты. По аналогии с предыдущим случаем при МΨ = Мдиф, получим:

tg Ψ = m lх /ΔН, или

                                 Ψ0 = 57,30 m lх /ΔН.

На практике продольные наклонения чаще оценивают величиной дифферента Df = Ψ0 L /57,30, тогда

Df = m lх L /ΔН,

где L – длина судна.

Используя момент, дифференующий судно на 1 см (входящий в состав грузовой шкалы и КЭТЧ),

                mД = 0,01 γV Н/ L (кН м/см) ;

mД = 0,01 ΔН/ L = 0,01 ΔR / L (т м/см),

так как Н » R, получим

Df = m lх / mД (см).

Изменение осадок при продольном перемещении груза:

δdн = (0,5L – xf ) Df/ L,

δdк = – (0,5L + xf ) Df/ L.

Тогда новые осадки судна будут:

dн = d  + δdн = d  + (0,5L – xf ) Df/ L,

                    dк = d + δdк = d  – (0,5L + xf ) Df/ L;

где xf – абсцисса оси продольных наклонений.

 

 

 

Рисунок 8 – Продольное горизонтальное перемещение груза

 

 

Методика выполнения работы и оформление результатов

На одной из моделей судов с принятыми крен-балластами и грузом известной массы, определить посадку модели, а также провести опыт кренования и рассчитать метацентрическую высоту с оценкой погрешностей и качества опыта.

Исходные данные:

- вес порожней модели Δn (все исходные данные содержатся в паспорте модели);

- масса каждого из 4-х крен-балластов;

- величины 4-х плеч на которые перемещают крен-балласт;

- масса груза, который перемещают в процессе опыта.

Последовательность работы:

1. Подлежащая испытаниям модель судна с достаточной точностью взвешивается на весах.

2. Модель судна помещается в ванну с водой.

3. Определяется метацентрическая высота модели способом кренования (см. лабораторную работу №2).

4. Перемещается груз известной массы. Перемещение производится:

- вертикальное,

- горизонтально продольное,

- горизонтально поперечное.

5. Для каждого перемещения замеряют метацентрическую высоту способом кренования и замеряют посадку судна.

6. Модель судна разгружают до начального водоизмещения и устанавливают на кильблоки.

Рекомендации по обработке и оформлению полученных результатов:

Отчет должен содержать:

- задание на работу;

- необходимые теоретические сведения;

- данные о прямых измерениях необходимых величин и их погреш­ностях;

- данные о значениях снятые с информация из паспорта модели;

- расчеты с составлением таблиц, графиков;

- выводы по результатам проведенных опытов.

 

Вопросы для самоконтроля и защиты работы

1.В чем заключается особенность изменения остойчивости при подъеме подвешенного груза? Изменяется ли остойчивость в процессе подъема груза?

2.Как изменится поперечная метацентрическая высота судна массой 350 т после перемещения во время ремонта главного двигателя массой 15 т из машинного отделения, где аппликата его центра тяжести 2 м, и установки его на палубу с аппликатой 4,5 м?

3.Определить изменение поперечной метацентрической высоты судна массой 400 т при подъеме грузовой стрелой груза массой 5 т на высоту 5 м. Первоначальная аппликата центра тяжести груза 1 м, аппликата нока стрелы 10 м.

4.При определении новых осадок при продольном перемещении груза необходимо знание значения xf. Каким образом определяется xf.

 

Литература: [1] стр.86-97,

                   [4] стр.65-77

 

 

Лабораторная работа №4

                                                                 

Дата: 2018-11-18, просмотров: 424.