46

Федеральное агентство морского и речного транспорта

ФГОУ ВПО Волжская государственная академия водного транспорта

Кафедра теории корабля и экологии судоходства

Е.А. Лукина

РАСЧЁТЫ СТАТИКИ КОРАБЛЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ

PIRS STATICA

Н. Новгород

2012

Федеральное агентство морского и речного транспорта

ФГОУ ВПО Волжская государственная академия водного транспорта

Кафедра теории корабля и экологии судоходства

Е.А. Лукина

РАСЧЁТЫ СТАТИКИ КОРАБЛЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ

PIRS STATICA

Методические указания по выполнению расчетов статики корабля

на ПЭВМ в курсовом и дипломном проектировании для студентов

специальности 180101 (180100) «Кораблестроение»

и 280700 «Инженерная защита окружающей среды»

Н. Новгород

2012

УДК 629.5.015.1 : 004.9

Л84

Р е ц е н з е н т – профессор, д.т.н. В.Л. Этин

Лукина Е.А.

Расчёты статики корабля с использованием программы «PIRS STATIC»: методические указания по выполнению расчетов статики корабля на ПЭВМ в курсовом и дипломном проектировании. / Лукина Е.А.– Н.Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2012. - 46с.

В методических указаниях представлен материал, необходимый для изучения основных возможностей программы «PIRS STATIC» и практические рекомендации по её использованию для выполнения расчётов по статике корабля для судов различных типов.

Пособие предназначено для студентов специальности 180101 (180100) «Кораблестроение» и 280700 «Инженерная защита окружающей среды» всех форм обучения.

Учебно-методическое пособие рассмотрено и рекомендовано к изда­нию на заседании кафедры теории корабля и экологической безопасности судов от 28 декабря 2012 г, протокол № 4.

© ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2012

СОДЕРЖАНИЕ
Введение	6
1.      Особенности решения задач статики корабля в системе PIRS	7
2.      Описание и работа с комплексом.	8
2.1 Вызов комплекса из PIRS.	8
2.2 Описание режимов работы подсистемы «Статика корабля»	10
2.2.1 Базовые константы	10
2.2.2 Ввод агрегата	11
2.2.3 Подрежимы ввода агрегата	13
2.2.3.1 Имя агрегата	13
2.2.3.2 Главные размерения	13
2.2.3.3 Исходные шпангоуты	16
2.2.4 Диаметральный батокс	21
2.2.5 Распечатка агрегата	22
2.2.6 Сборка агрегатов	23
2.2.7 Создание нового агрегата	26
2.2.8 Визуализация сборки	27
2.2.9 Кривые элементов ТЧ	28
2.2.10 Масштаб Бонжана	29
2.2.11 Посадка судна	31
2.2.12 Диаграмма остойчивости	31
2.2.13 Расчёты ёмкостей	33
2.3 Сохранение результатов расчётов.	33
3.      Методические рекомендации по использованию подсистемы PIRS STATIС в курсовом и дипломном проектировании	36
3.1 Подготовка исходных данных	36
3.2 Ввод исходных данных и расчёт элементов теоретического чертежа, масштаба Бонжана и диаграммы остойчивости для различных случаев нагрузки судна, в т.ч. с учётом жидких грузов	40
3.3 Создание дополнительного агрегата	45
3.4 Расчёты непотопляемости	45
Заключение	46
Литература	46

Введение

Обязательным условием подготовки специалистов с высшим образованием, ориентированных на будущую работу в области судостроения, является необходимость владения современными средствами проектировочных расчётов и инженерного анализа, в том числе в расчётах статики корабля.

Программы для выполнения расчётов статики корабля позволяют определять основные элементы плавучести судна, выполнять расчёт его остойчивости и непотопляемости. В методических указаниях приводится описание возможностей подсистемы PIRS STATIC, функционирующей в автономном режиме программы для расчётов статики корабля. Сочетание возможностей контроля ввода исходных данных, быстрого выполнения расчётов и удобного представления результатов позволяют сократить время оценки плавучести, остойчивости и непотопляемости судна для различных вариантов его нагрузки и состояния плавания.

Настоящее пособие подготовлено по результатам отработки методики освоения программы «PIRS STATIC» при выполнении курсового проекта и разделов дипломного проекта по Теории корабля студентами специальности 180101 «Кораблестроение».

Содержание пособия построено с учётом того, что студенты приступают к освоению пакета программ «PIRS STATIC» параллельно с изучением теоретического материала по статике корабля.

1 Особенности решения задач статики корабля в программе pirs static

Подсистема PIRS STATIC состоит из двух основных частей и ряда вспомогательных модулей.

Первая часть подсистемы предназначена для полуавтоматического или автоматического формирования исходной информации.

При этом судно вместе с дополнительными частями (например, выступающие части, затапливаемые отсеки, цистерны с жидким грузом, крылья СПК, отдельные корпуса тримарана и др.) рассматриваются как набор агрегатов, обводы которых формируются шпангоутными сечениями в полуавтоматическом режиме с клавиатуры ЭВМ.

Обводы диаметрального батокса могут быть заданы вручную с клавиатуры, или формироваться автоматически с проекции "корпус" с учётом возможности их редактирования.

При необходимости увеличения числа задаваемых шпангоутов можно указать лишь местоположение дополнительных шпангоутов, а далее их обводы формируются автоматически путём линейной интерполяции между соседними введёнными шпангоутами.

Формирование агрегата осуществляется в двух режимах:

а) в полностью автономном;

б) в полуавтоматическом режиме как часть другого агрегата посредством задания координат шести плоскостей, ортогональных координатным осям (т.е. отсечения части агрегата этими плоскостями).

По окончании ввода, агрегаты автоматически формируются в жесткую сборку после указания их комбинации для данного конкретного расчета.

Вторая часть системы состоит из расчетного программного комплекса, решающего стандартный круг задач, принятый в таких расчетах:

- кривые элементов теоретического чертежа;

- масштаб Бонжана;

- посадка и элементы начальной остойчивости неповрежденного и поврежденного судна;

- диаграмма остойчивости неповрежденного и поврежденного судна;

- таблица емкостей;

- расчет парусности;

Посадка и диаграммы остойчивости рассчитываются как для неповрежденного, так и поврежденного судна. При этом кроме затапливаемых отсеков, неограниченно сообщающихся с внешней средой, учитываются свободные поверхности жидкостей в танках, цистернах или отсеках судна, не сообщающихся с внешней средой.

Постановка указанных задач для решения в системе PIRS рассмотрена в главе 3 методических указаний. Алгоритмы решения задач определения плавучести и остойчивости судна с использованием ЭВМ рассмотрены в учебном пособии [1]. Для осуществления численного интегрирования по продольной координате Х в программе PIRS STATIC реализован метод центральных прямоугольников и трапеций.

Первый метод не требует задания диаметрального батокса и позволяет достаточно точно рассчитать требуемые характеристики многокорпусного судна. Второй метод точнее, так как позволяет определять отсекаемые плоскостью действующей ватерлинии объемы и площади за счет определения точки пересечения этой плоскости с диаметральным батоксом.