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 мер остойчивости судна при больших углах наклонения (mΘ или lΘ) используют диаграмму статической остойчивости (ДСО). ДСО представляет собой кривую mΘ (Θ) или lΘ (Θ), выражающую зависимость восстанавливающего момента mΘ или плеча статической остойчивости lΘ от угла крена. На рис. 8 показан вид ДСО при наклонении на оба борта судна, обладающего положительной начальной остойчивостью. Поскольку судно симметрично относительно ДП, то ветви диаграммы, отвечающие наклонениям на правый и левый борт, имеют одинаковую форму. Поэтому принято изображать ДСО только для наклонения судна на один борт – правый.



Рисунок 8 – Диаграмма статической остойчивости

 

 

Рисунок 9 – Диаграммы статической остойчивости судна:

                               а) – с положительной начальной остойчивостью (h > 0)

              б) – с нулевой начальной остойчивостью (h = 0);

                        в) – с отрицательной начальной остойчивостью (h < 0)

Поскольку mΘ = γV lΘ и V = const, т.е. между восстанавливающим моментом и плечом остойчивости существует линейная зависимость, то при построении диаграммы масштабы для lΘ и mΘ могут выбраны таким образом, чтобы одна кривая выражала как lΘ (Θ), так и mΘ (Θ).

 Из рассмотрения ДСО следует, что с увеличением угла Θ от Θ = 0 восстанавливающий момент mΘ вначале увеличивается, достигает максимального значения mΘ max при Θ = Θm, а затем уменьшается, при Θ = Θзак становится равным нулю, после чего меняет знак. Точка максимума диаграммы указывает наибольшее значение восстанавливающего момента или плеча статической остойчивости, точка заката – предел положительной остойчивости.

Углы Θm и Θзак называются соответственно углом максимума и углом заката ДСО. Для судов Θm = 25 ¸ 500, Θзак = 60 ¸ 1000.

Построение диаграммы статической остойчивости. Практические способы построения диаграммы статической остойчивости для различных случаев загрузки и осадке судна основаны на использовании специальной документации, имеющейся на каждом судне. Как правило, на судах построение ДСО производят при помощи интерполяционных кривых остойчивости формы и универсальной диаграммы статической остойчивости. Ознакомимся с методикой использования этой документации.

Интерполяционные кривые остойчивости формы (пантокарен) представляют собой плечи остойчивости формы lф, построенные в функции от водоизмещения судна при постоянных углах крена Θ (рис. 10).

 


Рисунок 10 – Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы

      (пантокарены) большого рыболовного траулера

 

 

Плечи статической остойчивости при заданном водоизмещении для каждого из углов крена Θ (100, 200, 300 и т.д.) определяют как разность

lΘ = lф – lн = lф – (zg – zc) sinΘ,

где lф – снимаются с графика пантокарен или с таблицы. Зная аппликату центра тяжести zg судна и определив аппликату ЦВ zc с кривых элементов теоретического чертежа, находят плечи остойчивости нагрузки lн = (zg – zc) sinΘ.

Нередки случаи представления пантокарен кривыми условных плеч остойчивости формы l0ф (плеч остойчивости относительно основной плоскости lk). В таких случаях отпадает необходимость определения аппликаты ЦВ zc, так как в соответствии с выражением l0ф = = lф + zc sinΘ0, она учитывается плечом l0ф, поэтому lΘ = l0ф – zg sinΘ.

Рисунок 11 – Универсальная диаграмма статической

                     остойчивости траулера типа “Атлантик ”

Универсальная диаграмма статической остойчивости позволяет без каких-либо расчетов устанавливать значения плеч статической остойчивости при любых эксплуатационных случаях нагрузки судна. Используют несколько видов диаграмм, в каждом из которых параметрами служат водоизмещение (или осадка судна) и начальная метацентрическая высота (рис. 11). Плечи статической остойчивости представляют собой расстояние по нормали между прямой, проведенной к соответствующей метацентрической высоте, и кривой, соответствующей водоизмещению судна. Встречаются универсальные диаграммы статической остойчивости, на которых на ординате вместо метацентрической высоты, откладывают значения аппликат центра тяжести судна.

Для определения плеч остойчивости lΘ у судна, плавающего с дифферентом, используют универсальные диаграммы (рис. 12), построенные для постоянного водоизмещения, но для различных значений абсциссы центра тяжести судна xg.

При построении диаграммы статической остойчивости обязательно необходимо учитывать влияние жидких грузов. Поправки к плечам статической остойчивости при больших углах крена определяются при помощи поправок к восстанавливающему моменту от влияния жидких грузов δmΘ0 по формуле

δlΘ = δmΘ0/D.


Рисунок 12 – Универсальная диаграмма статической остойчивости

                        сейнер-траулера типа “Альпинист”

 

Методика выполнения работы и оформление результатов

На одной из моделей судов выполнить опыт кренования и рассчитать водоизмещение и координаты центра тяжести модели порожнем с оценкой погрешностей и качества опыта.

Порядок перемещения груза может быть произвольным или таким, как приведено ниже.

Исходные данные:

- тип судна, размеры ( L, В, d) при плавании в полном грузу;

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

- масса устройст­во для создания кренящих моментов модели;

- масса устройство для измерения углов крена;

Последовательность работы:

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

2. Модель судна помещается в ванну с водой.

3. Устройст­вом для создания кренящих моментов создают крен модели и замеряют угол крена;

4. Наклонением вручную модели определяем угол на низходящем участке ДСО.

5. На основании значений полученных в результате опыта строится экспериментальным путем ДСО.

6. Строится расчетным путем ДСО с использованием пантокарен.

7. Сравниваются и формулируются выводы о соответствии или несоответствии эксперимента и расчета.

8. 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. Дайте определение диаграммы статической остойчивости.

2. Постройте диаграммы статической остойчивости судна для обоих бортов в двух случаях: h = 0 и h < 0.

3. Обладает ли остойчивостью судно в случае h < 0?

4. Каким еще образом (кроме как с КЭТЧ) можно определить аппликату ЦВ zc .

 

    Литература: [1] стр.100-122,

                            [4] стр.78-92.

 

Лабораторная работа №5

                                                                 

Дата: 2018-11-18, просмотров: 558.