Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Определение реакций оснований морского дна.






Содержание

Введение 3

1. Расчет нагрузки на корпус судна от морского дна 5

2. Расчет давления грунта на корпус судна 11

3. Определения площади контакта с грунтом и глубины вдавливания 15

Заключение 20

Список использованной литературы 21

 


Введение

Корпус судна вступает в контакт с морских дном на ограниченной площади. Даже если днище судна ровное, то морское дно может иметь выступы на отдельных участках. При контакте с днищем судна грунт в этих местах пластически деформируется. Давление при пластическом деформировании достигает максимума, который зависит от свойств грунта и формы корпуса в месте контакта.

В этой работе мы рассматриваем относительно пластичный грунт. Давление на днище корпуса судна зависит от свойств грунта. Чем твёрже грунт, тем меньше площадь контакта и больше давление. Чем больше вес корпуса, тем больше площадь контакта корпуса судна с грунтом. Закон распределения давления в пределах этой площади не меняется.

Расчёт давления производится на примере самоходной баржи пр. 1733 «Восток» (СБ пр. 1733).

Целью данной курсовой работы является приближенное определение давления на корпус судна при швартовке к необорудованному берегу на основе моделирования формы корпуса наклонной плоскостью, которая пластически деформирует грунт.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Определяется высота подъёма корпуса при контакте с грунтом;

2. При подъёме носа судна увеличивается вес вытесненной из воды части корпуса. По увеличению веса определяется сила реакции основания грунта Fz;

3. Определить глубину вдавливания корпуса судна в грунт;

4. Определяется площадь пятна контакта грунта под корпусом.

Исходные данные: V=3 м/с; ∆ =3, 89*105 Н; k = 2*105; μ =0, 2; α = 10°.

С целью упрощения расчётов не учитывается следующее:

1. Зависимость силы трения от формы носовых обводов днища при внедрении в грунт.

2. Снижение высоты подъёма из—за того, что корпус частично вдавливается в грунт.

Результат расчёта зависит от основных параметров: скорость и водоизмещение судна, форма корпуса, свойства грунта и др.

Результат необходим для обеспечения требуемого уровня прочности при проектировании, ремонте или модернизации корпуса.

 

 


 

Расчет нагрузки на корпус судна от морского дна

Определение нагрузки на днище корпуса при контакте с берегом условно можно разделить на две части:

1) Определение реакций оснований;

2) Определение давлений по известной реакции.

Определение реакций оснований морского дна.

При контакте судна с берегом происходит подъем корпуса, вследствие чего понижается водоизмещение и повышается вес корпуса (его надводной части) ровно на ту величину, насколько вытеснен корпус. Также корпус судна дополнительно поддерживается грунтом.

Главным документом, находящимся у капитана, позволяющим контролировать процесс загрузки и вследствие ее крен судна, является «Информация об остойчивости судна». Этот документ представляет собой кривые элементов теоретического чертежа, на котором изображена кривая момента, дифферентующего на 10 в зависимости от осадки.

Из физики известно что, момент равен произведению силы на плечо.

Центр величины корпуса – это центр тяжести подводной части корпуса судна, приходящийся на ровном киле – примерно на мидель, а при изменении осадки корпус поворачивается относительно центра величины.

Таким образом, плечо – это расстояние от центра величины до носового перпендикуляра (если нагружена носовая часть судна), т. е. примерно равное ½ длины корпуса судна.

где F – это сила, дифферентующая судно на 10.

При дифференте на 10 осадка может быть любой в зависимости от длины судна L (рис. 1.1).

θ =1о

Рисунок 1.1. Зависимость осадки от длины судна при дифференте 10.

Нахождение высоты x при заданных Θ и L

Следовательно, мы можем найти F:

Для упрощения расчетов вводим понятие k – это сила, которая изменяет осадку на НП на 1м. Она измеряется в Н/м. Соответственно, если мы хотим изменить осадку на 0, 1 м, то сила реакции основания

Пренебрегая обводами корпуса, k примерно равна 0, 1 от грузоподъемности, т. е. .

Из курса школьной физики известна формула для подъема движущегося объекта на склон (рис 1.2):

при условии, что отсутствует трение.

Рисунок 1.2. Объект, движущийся на склон.

Силу трения обозначим Fμ, она равна:

где μ – это коэффициент трения.

Обозначим работу силы трения Аμ, она будет равна

где S – это перемещение объекта.

С учетом трения

Отличие между примером из курса школьной физики о подъеме движущегося объекта и подъемом корпуса судна при десантировании состоит в том, что в формулах не учитывается присоединённая масса воды, возникающая у движущегося судна. Ей пренебрегают.

Главное же отличие этих двух примеров состоит в том, что при подъеме движущегося тела на суше масса постоянная, а масса судна, при выходе из воды, изменяется.

Таким образом, массу судна необходимо проинтегрировать.

Рисунок 1.3. Швартовка на необорудованный берег.

Подставляя формулу 1.14 получаем:

Подставим формулу 1.5 и получим:

Таким образом, сила реакции основания равна:

где:

g – ускорение свободного падения, м/с2;

k – это зависимость силы от высоты подъема носовой оконечности, принимаем равным 0, 1 от грузоподъемности (G);

μ – коэффициент трения стали, зависящий от свойств грунта.

Таблица 1.1. Исходные данные.

Исходные данные:
Наименование Обозначение Величина Размерность
Начальная скорость v   м/с
Водоизмещение Δ 3, 89*10^5 Н
Коэф. изменения вертикальной силы, при выталкивании носовой части корпуса k 2*10^5 Н/м
Коэф. трения: µ    
Илистое дно   0, 2  
Угол наклона морского дна α   град
Ускорение свободного падения g 9, 81 м/с2
Синус двойного угла наклона морского дна sin 2α 0, 342  

 

Рассчитываем нагрузку, действующую на корпус по формуле (1.16):

 

 







© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.