Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
«Статика корабля»
Выполнил: студент гр. К–17-5656
Васильева К.А.
«____»____________2020г.
Проверил: доцент, к.т.н. Кочнев Ю.А.
«___»____________2020г.
Казань
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Волжский государственный университет водного транспорта»
Казанский филиал
Кафедра проектирования и технологии постройки судов
ЗАДАНИЕ
накурсовую работу по дисциплине «Статика корабля»
студенту гр.К-3 Васильевой К.А.
1. Разработать теоретический чертёж сухогрузного судна по следующим исходным данным
| Класс Российского Речного Регистра | «О» | ||
| Водоизмещение | D | 6814,03 | кН |
| Скорость хода на спокойной тихой воде | V | км/ч | |
| Длина расчётная | L | 137,6 | м |
| Ширина расчётная | B | 16,82 | м |
| Осадка | T | 3,53 | м |
| Высота борта | H | 6,29 | м |
| Коэффициент полноты водоизмещения | 
| 0,858 | |
| Абсцисса центра величины | xc | 0,82 | м |
| Аппликата центра тяжести судна | zg | 3,8 | м |
2. Выполнить расчёты по статике корабля
Объём и календарный план выполнения проекта
| № п/п | Наименование разделов проекта | Объём раздела в % |
| Разработка обводов теоретической поверхности корпуса судна. Теоретический чертеж | ||
| Расчёты по плавучести и начальной остойчивости, масштаб Бонжана | ||
| Расчёт остойчивости на конечных углах крена, масштаб Чебышева | ||
| Оформление расчётно – пояснительной записки |
Задание выдано «_____»_______________________2020г.
Руководитель проектирования ______________Кочнев Ю.А.
Содержание
Введение
1 Разработка теоретического чертежа корпуса судна.
2 Расчёт и анализ элементов плавучести и начальной остойчивости.
2.1 Масштаба Бонжана
2.2 Диаграмма элементов плавучести и начальной остойчивости
3 Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости
3.1 Построение корпуса Чебышева
Заключение
Список литературы
Введение
Целью данного курсового проекта является разработка теоретического корпуса судна речного плавания – сухогрузного теплохода типа класса «О»- с выполнением расчета и анализа его мореходных качеств. Проектирование выполняется на основании Правил Российского Речного Регистра с использованием действующих стандартов.
Курсовой проект включает в себя следующие разделы:
1) Разработка теоретического чертежа корпуса судна;
2) Расчет и анализ элементов плавучести и начальной остойчивости;
3) Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости.
Разработка теоретического чертежа корпуса судна.
Теоретический чертеж корпуса судна разработан интерполяционным методом в программе «Т-корпус». Исходными данными для разработки теоретического чертежа служат главные размерения, полученные в контрольной работе по проектированию судов.
Результаты расчета приведены в табл. 1,2.
Построение теоретического чертежа производится в соответствии с требованиями ГОСТ 2.419-68 ЕСКД «Правила выполнения документации при плазовом методе производства» [3] в масштабе 1:50.
Построение теоретического чертежа начинается с перенесения шпангоутов с расчетного корпуса на проекцию «Корпус» теоретического чертежа с учетом масштабов. По вычерченному корпусу на проекции «Бок» строятся линии форштевня, киля, ахтерштевня и бортовой линии ВП. Далее на проекции «Полуширота» строятся все ватерлинии, включая нулевую, и бортовую линию ВП. Батоксы на проекции «Бок» вычерчиваются по двум семействам точек: с проекции «Корпус» и с проекции «Полуширота». На проекции «Бок» строится линия «Палуба в ДП». После построения на трех проекциях теоретического чертежа шпангоутов, ватерлиний и батоксов производится проверка их согласованности.
Теоретический чертеж представлен на листе 45.079-010-02ТЧ.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Васильева
длина, м 137,600
ширина, м 16,820
высота борта, м 6,290
осадка, м 3,530
коэф. общ. полноты 0,858
абсцисса ЦВ, м 0,820
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТОВ
О р д и н а т ы ш п а н г о у т о в, м
------------------------------------------------------------
| N| номера ватерлиний |
| |-------------------------------------------------------|
|шп| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|----------------------------------------------------------|
| 0|****** ****** ****** ****** 00,000 00,318 00,653 01,308|
|01|02,278 03,937 04,776 05,299 05,653 05,923 06,110 06,482|
|02|04,723 06,555 07,181 07,404 07,615 07,764 07,884 08,057|
|03|06,250 07,679 07,938 08,058 08,146 08,214 08,258 08,321|
|04|07,367 08,213 08,303 08,339 08,357 08,366 08,374 08,392|
|05|07,653 08,335 08,392 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|06|07,903 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|07|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|08|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|09|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|10|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|11|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|12|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|13|07,904 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|14|07,815 08,376 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|15|07,487 08,285 08,383 08,410 08,410 08,410 08,410 08,410|
|16|06,196 07,939 08,276 08,357 08,392 08,410 08,410 08,410|
|17|04,009 07,024 07,855 08,148 08,276 08,342 08,392 08,410|
|18|01,586 05,272 06,636 07,331 07,812 08,016 08,219 08,374|
|19|****** 01,649 04,184 05,553 06,463 06,910 07,257 07,696|
|20|****** ****** ****** ****** 00,000 02,844 04,056 05,314|
-----------------------------------------------------------
Аппликаты
ватерлиний
-----------------
| N | Аппликата,|
|вл | м |
|---------------|
| 0 | 00,000 |
| 1 | 00,883 |
| 2 | 01,765 |
| 3 | 02,648 |
| 4 | 03,530 |
| 5 | 04,220 |
| 6 | 04,910 |
| 7 | 06,290 |
-----------------
Расчёт и анализ элементов плавучести и начальной остойчивости.
Масштаба Бонжана
По определению масштаб Бонжана представляет совокупность интегральных кривых к шпангоутам. Ординаты интегральных кривых ω=F(z), равные с учетом масштаба построения площадям шпангоутов при данном их углублении, определяются по выражению:
где y=f(z) – ординаты основных кривых шпангоутов.
Расчет ординат интегральных кривых выполняется на ЭВМ. Площади шпангоутов по расчетную ватерлинию рассчитываются по правилу трапеций с переменным шагом по формуле:
Здесь площадь j-ой трапеции равна
где 
- координаты jой точки i-го шпангоута.
Расчёт масштаба Бонжана выполняется по программе «SP2G» по исходным данным.
Результаты расчета масштаба Бонжана, полученные из программы «SP2G», находятся в таблице ниже.
На листе 45.079-010-03 на рисунке 1 построен масштаб Бонжана.
РАСЧЕТ МАСШТАБА БОНЖАНА
ИСХОДНЫЕ ДАНННЫЕ:
Oсадка конечная 6.290
Осадка особая.000
Шаг расчетов по осадке.629
.PAGE.
Таблица
МАСШТАБ БОНЖАНА
(площади шпангоутов, м кв.)
----------------------------------------------------------------------
Осадка: Номера теоретических шпангоутов:---------------------------------------------------------------
: 0: 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10
----------------------------------------------------------------------
.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
.63.00 3.61 6.76 8.50 9.65 9.93 10.17 10.17 10.17 10.17 10.17
1.26.00 8.57 14.97 18.10 19.93 20.38 20.71 20.71 20.71 20.71 20.71
1.89.00 14.35 23.83 28.01 30.35 30.92 31.29 31.29 31.29 31.29 31.29
2.52.00 20.68 33.00 38.07 40.82 41.49 41.87 41.87 41.87 41.87 41.87
3.14.00 27.44 42.37 48.23 51.31 52.07 52.45 52.45 52.45 52.45 52.45
3.77.03 34.51 51.93 58.47 61.82 62.65 63.03 63.03 63.03 63.03 63.03
4.40.35 41.89 61.66 68.79 72.35 73.23 73.61 73.61 73.61 73.61 73.61
5.03 1.06 49.51 71.53 79.16 82.88 83.81 84.19 84.19 84.19 84.19 84.19
5.66 2.14 57.35 81.52 89.57 93.42 94.39 94.77 94.77 94.77 94.77 94.77
6.29 3.60 65.40 91.61100.02103.97104.97105.35105.35105.35105.35105.35
----------------------------------------------------------------------
Продолжение таблицы
----------------------------------------------------------------------
Осадка: Номера теоретических шпангоутов
:---------------------------------------------------------------
: 11: 12: 13: 14: 15: 16: 17: 18: 19: 20
----------------------------------------------------------------------
.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00
.63 10.17 10.17 10.17 10.08 9.78 8.58 6.39 3.65.74.00
1.26 20.71 20.71 20.71 20.58 20.16 18.49 15.14 10.23 3.10.00
1.89 31.29 31.29 31.29 31.15 30.67 28.80 24.79 18.19 7.64.00
2.52 41.87 41.87 41.87 41.73 41.24 39.27 34.85 26.97 13.76.00
3.14 52.45 52.45 52.45 52.31 51.82 49.79 45.13 36.31 20.97.00
3.77 63.03 63.03 63.03 62.89 62.40 60.34 55.53 46.08 28.99.25
4.40 73.61 73.61 73.61 73.47 72.98 70.91 66.00 56.11 37.57 3.06
5.03 84.19 84.19 84.19 84.05 83.55 81.49 76.54 66.38 46.57 7.73
5.66 94.77 94.77 94.77 94.63 94.13 92.07 87.11 76.78 55.88 13.33
6.29105.35105.35105.35105.21104.71102.65 97.68 87.27 65.43 19.65
----------------------------------------------------------------------
Диаграмма элементов плавучести и начальной остойчивости
Определение элементов площадей ватерлиний выполняется по следующим формулам:
- площадь ВЛ
- абсцисса центра тяжести площади ВЛ
,
где статический момент площади S относительно поперечной оси Оу равняется
Главный центральный момент инерции площади ВЛ относительно продольной оси Ох находится в виде
Главный центральный момент инерции площади ВЛ относительно поперечной оси ff
,
где момент инерции площади ВЛ относительно поперечной оси Оу
Для определения элементов плавучести применяются следующие формулы:
- кривая объемного водоизмещения
;
- кривая абсциссы центра величины
- кривая аппликата центра величины
где статический момент объема корпуса относительно плоскости Оху равняется:
а статический момент объема корпуса относительно плоскости Оyz находится в виде
Коэффициенты полноты, соответствующие различным углублениям корпуса, рассчитываются по формулам:
- коэффициент полноты площади мидель-шпангоута
- коэффициент полноты площади ватерлинии
- коэффициент полноты объемного водоизмещения
где k – номер расчетной ВЛ, соответствующей осадке Тk.
Элементы начальной остойчивости при различных осадках судна находятся по выражениям:
- малый метацентрический радиус
- большой метацентрический радиус
Расчет ординат кривых элементов плавучести и начальной остойчивости выполняется на ЭВМ по формулам:
В этих выражениях для каждого поперечного сечения множитель формулы приближенного интегрирования по переменной x равен:
Все интегралы по переменной z определяются с помощью правила трапеций с переменным шагом. Статический момент площади элементарной трапеции равен:
Результаты расчета приведены в таблице ниже. По результатам расчета строится диаграмма элементов плавучести и начальной остойчивости до уровня высоты борта Н на чертеже 45.079-010-03 на рисунке 2.
Вставить таблицу «элементы плавучести и начальной остойчивости.
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАВУЧЕСТИ И НАЧАЛЬНОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Осадка конечная 4.850 м
Осадка особая.000 м
Шаг расчетов по осадке.485 м
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:
T -осадка, м;
V -объемное водоизмещение, м куб.;
S -площадь ватерлинии, м кв.;
Xf -абсцисса центра тяжести площади ватерлинии, м;
Xc -абсцисса центра величины, м;
Zc -аппликата центра величины, м;
r -поперечный (малый) метацентрический радиус, м;
R -продольный (большой) метацентрический радиус, м;
ALFA -коэффициент полноты площади ватерлинии;
BETA -коэффициент полноты площади мидель-шпангоута;
DELTA-коэффициент полноты водоизмещения.
.PAGE.
Таблица
ЭЛЕМЕНТЫПЛАВУЧЕСТИ И НАЧАЛЬНОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ
---------------------------------------------------------------------
T,: V,: S,: Xf,: Xc,: Zc,: r,: R,:ALFA:BETA:DELTA
м: м куб.: м кв.: м: м: м: м: м:::
----------------------------------------------------------------------
.00.08 754.41 1.69 1.69.00.782.782
.49 393.86 868.79.97 1.32.25 25.15 940..840.975.785
.97 838.39 940.84.44 1.02.50 13.77 525..873.975.802
1.46 1307.12 979.21 -.07.75.76 9.37 374..892.982.818
1.94 1792.511002.38 -.33.52 1.01 7.07 291..896.987.826
2.43 2291.351021.71 -.52.33 1.26 5.69 240..897.989.830
2.91 2798.761040.33 -.75.17 1.52 4.77 207..902.991.834
3.40 3308.191059.16 -1.10.00 1.77 4.12 184..918.992.845
3.88 3824.911071.14 -1.23 -.16 2.02 3.63 164..929.993.855
4.37 4346.341079.08 -1.24 -.29 2.27 3.24 147..936.994.863
4.85 4870.431087.02 -1.26 -.39 2.52 2.93 134..943.995.871
----------------------------------------------------------------------
.PAGE.