BiS - sem 1 - wykład 11, Akademia Morska Szczecin Nawigacja, uczelnia, AM, BISSy, I sem, Bissy wykłady

SIŁY ZEWNĘTRZNE DZIAŁAJĄCE NA STATEK

Nie wszystkie siły zewnętrzne które działają na statek są stałe.

Siły zewnętrzne dzielimy na 3 kategorie:

1. Siły powierzchniowe:

1.1 siły aeromechaniczne

1.1.1 aerostatyczne

1.1.2 aerodynamiczne

1.1.2.1 średnie (np. moment przechylający, siła dryfu, siły dodatkowego oporu itp.)

1.1.2.2 jawnie dynamiczne*

1.2 siły hydromechaniczne

1.2.1 hydrostatyczne

1.2.1.1 wypór

1.2.1.2 siły przywracające (np. moment prostujący)

1.2.2 hydrodynamiczne

1.2.2.1 quasistatyczne

1.2.2.2 jawnie dynamiczne*

2. Siły masowe

2.1 siły statyczne (np. ciężar statku, ładunku itd.)

2.2 siły dynamiczne (np. siły bezwładności)

3. Siły skupione:

- siła podparcia

- siła naporu pędnika

- siła trzymania kotwicy

itp.

* rozpatruje się je „razem”, w kategorii kołysań statku

0x08 graphic

W analizach statecznościowych najczęściej bierze się pod uwagę siły o charakterze statycznym. Efektem działania sił są obciążenia.

Podział obciążeń ze względu na zmianę w czasie:

> obciążenia statyczne - efekt działania sił statycznyc (np. ładunek uginający kadłub)

> obciążenia dynamiczne - efekt działania sił statycznych. Rozdziela się je na 2 kategorie:

- wolnozmienne (efekty falowania)

- szybkozmienne

Podział obciążeń ze względu na strefy statku:

> obciążenia lokalne (np. oddziaływanie ładunku na dno ładowni**, pokład...). Ten dział nazywa się

wytrzymałością lokalną

> obciążenia ogólne - statek traktowany jest w tym wypadku jako całość, a obciążenia są obliczane

jako suma sił ciężkości i sił wyporu po długości całego statku. Ten dział nazywa się

wytrzymałością ogólną

0x08 graphic

Z uwagi na problemy związane z opisem zjawisk dynamicznych często obciążenia dynamiczne przedstawia się za pomocą obciążeń znormalizowanych (umownych).

0x08 graphic

SIŁY WEWNĘTRZNE DZIAŁAJĄCE NA STATEK

Siły wewnętrzne są efektem występowania obciążeń. W konstrukcji siłami wewnętrznymi nazywa się wyłącznie tą część tych sił, która zależy od sił zewnętrznych. Nie bierze się pod uwagę sił międzycząsteczkowych. Aby przedstawić siły wewnętrzne w kadłubie statku, można zastosować następujące podejście: przetnijmy kadłub na owrężu i brakującą część dziobową zastąpmy wypadkowymi siłami wewnętrznymi:

0x08 graphic

Na wytrzymałość ogólną kadłuba statku, spośród tych wszystkich sił mają wpływ:

- Tz - zwana siłą tnącną T (shear force)

- Mx - zwana momentem skręcającym Ms (torsioned moment)

- My - moment zginający (gnący) - Mg (bending moment)

NAPRĘŻENIA

Naprężenia są efektem występowania sił wewnętrznych.

siły dopuszczalne T_dop

Zagadnienia wytrzymałości ogólnej kadłuba:

W oparciu o konstrukcję statku, oblicza się dopuszczalne siły siły wewnętrzne: T_dop, Mg_dop, Ms_dop. Te obliczenia są prowadzone w oparciu o wymagania klasyfikacyjne. Wyniki tych obliczeń są zamieszczone w dokumentacji statku i służą do oceny wytrzymałości ogólnej kadłuba przed wyjściem w morze. Dopuszczalne siły wewnętrzne wyznacza się dla dwóch stanów eksploatacyjnych:

1. w porcie (port condition)

2. w morzu (seagoing condition)

Dopuszczalne siły wewnętrzne w porcie wykorzystuje się do kontroli wytrzymałości ogólnej w czasie załadunku w porcie (wszystkie etapy załadunku). Dopuszczalne siły wewnętrzne w morzu wykorzystuje się do sprawdzenia wytrzymałości statku który jest już załadowany i ma wyjść w morze.

0x08 graphic

KONTROLA WYTRZYMAŁOŚCI OGÓLNEJ W ASPEKCIE ZAŁADUNKU

Kontrolę tą przeprowadza się w momencie planowania załadunku. Obliczenia sił wewnętrznych są prowadzone w oparciu o programy ładunkowe. Oprócz tego, na statku jest dostępna dokumentacja, która zawiera przykładowe sekwencje załadunku. Ponadto, za każdym razem kontroluje się wytrzymałość lokalną (dno ładowni, pokład). Obliczenia sił wewnętrznych są prowadzone dla statku na wodzie spokojnej.

Algorytm załadunku:

0x08 graphic