Диаграмма динамической остойчивости

Кривую, выражающую зависимость работы восстанавливающего момента (или плеча динамической остойчивости) от угла крена, называется диаграммой динамической остойчивости. Формулы (2.35) и (2.86) показывают, что диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости и поэтому обладает свойствами, общими для всех интегральных кривых:

— Точки пересечения подынтегральной кривой (диаграммы статической остойчивости) с осью абсцисс отвечают точкам О и Dэкстремума интегральной кривой (диаграммы динамической остойчивости);

— Точка А максимума диаграммы статической остойчивости соответствует точке перегиба С диаграммы динамической остойчивости;

— Любая ордината диаграммы динамической остойчивости, отвечающая некоторому углу крена , представляет в масштабе соответствующую этому углу крена площадь диаграммы статической остойчивости (заштрихована);

Рабочая форма вычисления ординат приведена в таблице

55. Диаграмма предельных мометов, её назначение и пользование ею.

В судовых условиях проверка остойчивости судна выполняется с помощью диаграммы допускаемых статических моментов М_zдоп, позволяющей оценить, все ли требования Правил классификации и постройки морских судов Регистра удовлетворяются.

В диаграмму входят с водоизмещением судна Dи исправленным статическим моментом М_zдоп. Если полученная по этим координатам точка находится в безопасной зоне (ниже ограничивающей линии - кривой), то остойчивость судна удовлетворяют всем требованиям Правил. Положение точки на диаграмме определяет также и величину исправленной метацентрической высоты.

При пользовании диаграммой необходимо иметь ввиду, что по оси ординат на ней часто откладывается статический момент относительно условной плоскости, расположенной на расстоянии Zo= 8м над основной. В этом случае требуется выполнить пересчёт по формуле М_z=M_z1–D*Z₀;

Значение М_zдопнаходят по диаграмме как ординату точки пересечения вертикали, соответствующей водоизмещению D, с ограничительной кривой.

56. Особенности контроля общей прочности крупнотонажных судов.

Общие сведения.

Наиболее значительными и опасными видами общей деформации корпуса являются: общий продольный изгиб и кручение корпуса.

Прочность корпуса при общем продольном изгибе называется общей прочностью корпуса судна. Для транспортных судов, в особенности крупнотоннажных, наиболее опасной деформацией является общий изгиб. Различают прогиб и перегиб. При прогибе палуба оказывается сжатой, а днище растянутым, при перегибе — наоборот.

При плавании на волнении начальная деформация увеличивается и становится опасной, особенно при попадании корпуса с начальным прогибом на подошву волны и на вершину волны корпуса с начальным перегибом. Поэтому в практике эксплуатации судна необходимо в каждом рейсе постоянно контролировать состояние общей прочности корпуса.

Деформация кручения корпуса может оказаться опасной для судов новых типов с большим раскрытием палуб (в частности, балкеров), особенно при плавании на косом волнении.

Наряду с участием в общем продольном изгибе отдельные конструкции корпуса (палуба, днище, борта, переборки) участвуют в местном изгибе под воздействием местных усилий (давление груза, льда, забортной воды, причала, грунта, кильблоков дока), расчет и оценка которого производятся отдельно. В конструкциях, участвующих в общем и местном изгибе, напряжения суммируются.

Контроль прочности в судовых условиях.

Для предупреждения потери общей и местной прочности, вызванной неправильным (неблагоприятным) размещением грузов, необходим их контроль в каждом рейсе.

Общая прочность корпуса в судовых условиях может быть проверена расчетным методом, с помощью диаграмм контроля прочности, а также с помощью моделирующих (аналоговых) и цифровых приборов.

Расчетные методы в последнее время оказываются неприемлемыми в судовых условиях, так как более точные из них громоздки и неудобны, а более упрощенные не учитывают влияние распределения груза.

Удачным и перспективным оказался комбинированный метод, сочетающий к себе береговой этап - расчет прочности на ЭЦВМ с построением рабочих диаграмм контроля прочности и судовой этап - элементарные расчеты вручную или с помощью мини-ЭВМ.

До 1979 г. на суда выдавалась Инструкция по загрузке судна с рабочими диаграммами для контроля общей прочности. С 1979 г. эта Инструкция включена в виде раздела в новую типовую форму Информации об остойчивости и прочности грузового судна. С помощью такой Информации проверка прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам в тех сечениях корпуса, где могут возникнуть наибольшие напряжения.

Порядок проверки прочности по изгибающему моменту состоит в следующем: в стандартную таблицу Информации записываются массы (численно равные весу) Р_iгрузов, запасов и балласта, расстоянии x_нiот центров этих масс до плоскости данного сечения. Затем вычисляется сумма моментов. На диаграмме контроля прочности (рис. 2.11)) по горизонтали, соответствующей дифференту судна, в метрах, откладывается дедвейт; и через полученную точку проводится вертикаль, на которой откладывается сумма моментов, млн. тсм. Так получается точка А, характеризующая состояние прочности судна.

Прочность судна по изгибающему моменту в данном сечении считается достаточной, если точка А находится в безопасной зоне, т. е. лежит между линиями «Опасно — перегиб в рейсе» и «Опасно - прогиб в рейсе». Если точка А лежит за пределами линии «Опасно - перегиб на рейде» и «Опасно - прогиб на рейде», то прочность достаточна только для плавания в условиях рейда.

Аналогично проверяется прочность по перерезывающим силам, с той лишь разницей, что для этого используется другая диаграмма (рис. 2.16) и по вертикали откладывается часть дедвейта, расположенная в нос от контролируемого сечения. Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающим силам оказывается недостаточной для заданных условий плавания, необходимо перераспределить груз по длине судна.

Прогиб (перегиб) судна можно уменьшить или устранить перемещением груза или запасов ближе к оконечностям (мидель-шпангоуту).

Использование моделирующих приборов для контроля загрузки с учетом необходимой посадки, остойчивости и прочности позволяет быстро и достаточно точно промерить несколько вариантов загрузки и выбрать приемлемый, а иногда и оптимальный вариант.

С ростом скорости и размеров судов при плавании на волнении участились случаи слеминга, приводящего к повреждению днища и бортов судна. В наиболее тяжелых случаях повреждения охватывают до 30% длины судна в носу, а прогибы достигают 300 мм, что приводит к разрыву связей и обшивки корпуса, затоплению носовых трюмов.

Условия появления слеминга: волнение с встречных курсовых углов; близость кажущегося периода волнения собственному периоду килевой качки; кажущаяся крутизна волны не менее 1/50; скорость вертикальных колебаний корпуса не менее 3,5 м/с. Днищевой слеминг появляется при осадке носом менее 0,04— 0,05 длины судна.

Для судоводителя важно объективно оценить интенсивность удара при слеминге для решения вопроса о поддержании скорости без опасения повредить корпус.

Из средств приборного контроля слеминга в эксплуатационных целях известны лишь единичные приборы для оценки частоты ударов. Практически судоводитель вынужден оценивать интенсивность слемнига чисто субъективно, чаще всего по силе звука и частоте ударов в единицу времени.

Регулирование и контроль над обеспечением местной прочности палубных перекрытий, платформ, двойного дна, люковых закрытий осуществляется путем назначения для каждого перекрытия допускаемых удельных нагрузок. Величины этих нагрузок указаны на чертежах палуб судовой документации и обычно лежат в пределах 1,0—10 тс/м².

Особенностью проверки является то, что делают проверку М_изг(момент изгибающий) иQ_пер(перегибающей силы) в 5-9 сечениях. Остальная проверка совпадает с проверкой обычных судов.