Определение периодов собственных бортовых, килевых и вертикальных колебаний судна в заданном случае нагрузки

Значительное возрастание амплитуд бортовых и килевых колебаний судна наблюдается на нерегулярном волнении при совпадении среднего кажущегося периода волн и периода бортовой, килевой или вертикальной качки.

Собственные периоды различных видов качки определяются по формулам

- для бортовой качки; (5.1)

- для килевой и вертикальной качки (5.2)

где Тq, Тy, Тz - периоды бортовой, килевой и вертикальной качки

соответственно, с;

В - ширина судна; В = 13,43 м (см. Часть 1);

d - осадка судна; d = 4 м (см. Часть 1);

с - инерционный коэффициент судна; с = 0,8 с/м1/2

h - метацентрическая высота судна; h = 1,40 м (см. Часть 2)

Тогда, используя формулу (5.1), найдём период бортовой качки:

, Тq = 9,08 с

Используя формулу (5.2), найдём период килевой и вертикальной качки:

Тy = Тz = 2,4.41/2 = 4,8 с

Определение резонансных сочетаний курсовых углов и скоростей судна для бортовой и килевой качки при волнении с интенсивностью 4 и 6 баллов.

Найдём расчётную длину волны по формуле:

(5.3)

где tо - средний период нерегулярных волн, c;

kl - коэффициент, учитывающий степень нерегулярности волнения;

kl принимается kl = 0,78.

Период tо может быть вычислен по следующей формуле:

(5.4)

где h3% - определяется по шкале Бофорта.

Расчет производится для волн, высота которых соответствует 4 и 6

балльному волнению.

При 4-х балльном волнении высота волны h3%=1,625 м

При 6-ти балльном волнении высота волны h3%=4,75 м

Тогда по формуле (5.4)

tо = 3,1 . 1,6251/2 = 3,95 с

tо = 3,10 . 4,751/2 = 6,75 с

Подставляя в формулу (5.3), полученные значения tо, найдём расчётную длину волны

l = 1,56. 0,78. 3,952 = 18,98 м - при 4-х балльном волнении

l = 1,56. 0,78. 6,752 = 55,44 м - при 6-ти балльном волнении

Резонансные зоны для каждого вида качки определяются по диаграмме Ю.В.Ремеза (Рисунки 5.1-5.4) в следующей последовательности. Откладываем расчетную длины волны на оси ординат и через нее проводим горизонталь до пересечения с границами интервалов.

Тq1=0,7 Тq ; Tq2=1,3 Tq

Тy1=0,7 Тy; Ty2=1,3 Ty

Таким образом:

Для бортовой качки граница определяется

Тq1= 0,7 . 9,08 = 6,36 с

Тq2= 1,3 . 9,08 = 11,8 с

Для килевой качки граница определяется

Тy1= 0,7 . 4,8=3,76 с

Тy2= 1,3 . 4,8=6,24 с

Из точек пересечения проводят вертикальные линии до границы, соответствующей максимальной скорости судка в нижней части диаграммы (10 узлов).

Зона, ограниченная вертикальными линиями и полукруглой частью диаграммы, представляет область сочетаний скоростей и курсовых углов судна, неблагоприятных в отношении указанных видов качки.

При анализе и использовании этих расчетов следует помнить, что при курсовых углах (0° < q <12° (встречное волнение) и 168°< q < 180° (попутное волнение) даже в условиях резонанса амплитуды бортовой качки будут незначительны. Поэтому эти диапазоны курсовых углов можно не относить к опасным.

Аналогичным образом из резонансной зоны для килевой качки можно исключить курсовые углы 78° < q < 102°.

Другое по теме:

Расчет коленчатого вала в первом опасном положении
Расчет наиболее нагруженного колена следует начинать при положении его в ВМТ. При этом обычно силу инерции не учитывают и радиальную силу приравнивают силе Pz Pz=pz*0.785Д2=8,4*0,785*0,432=1,22 мн Порядок работы цилиндров 1–3–7–5–8–6–2–4 ...

Структура сигналов ТУ и ТС и назначение каждого элемента кода соответственно с заданием
В диспетчерской централизации системы «Нева» одна физическая цепь может быть использована для организации одного управляющего и трех известительных каналов. В управляющем канале применяются частоты 500, 600, 700 и 800 Гц, в известительных ...

Предложения по совершенствованию практики ценообразования
Расчет цены на автомобиль ВАЗ может осуществляться смешанным методом, который учитывает с одной стороны конъюнктуру рынка, а с другой стороны необходимы уровень затрат и прибыли предприятия. Метод можно назвать «затраты-результаты». Рас ...