Tài liệu Sách: ĐỘ BỀN TÀU THỦY

TÀI LIỆU HỌC TẬP
GIÀNH CHO SINH VIÊN KHOA ĐÓNG TÀU & CÔNG TRÌNH NỔI
Sách dày 304 trang. Được biên soạn công phu, kĩ lưỡng.
Định dạng file pdf và word cho sinh viên có nhiều lựa chọn.

Mục lục

Chương 1 Độ bền chung thân tàu
1. Uốn tàu trên nước
2. Sóng nước và tải sóng
3. Tính toán lực cắt và momen uốn dọc bằng phương pháp số
4. Điều kiện đưa các kết cấu vào tham gia mặt cắt ngang tương đương
5. Hiệu chỉnh đặc tính vật liệu cho dầm tương đương
6. Ứng suất cắt
7. Xoắn thân tàu
8. Ổn định tấm thuộc vỏ tàu
9. Ví dụ về kiểm tra độ bền chung
10. Ứng suất tại vỏ tàu và các kết cấu dọc trường hợp uốn chung
11. Tiêu chuẩn bền
12. Tính độ bền chung thân tàu nằm trong đốc khô, đốc nổi
13. Ví dụ tính lực cắt, momen uốn công trình ngoài khơi
14. Phạm vi ứng dụng các lý thuyết sóng trong phân tích độ bền kết cấu các công trình
Chương 2 Tính lực cắt, momen uốn tàu trên cơ sở lý thuyết xác suất
1. Sóng biển và tải sóng
2. Xác định đáp ứng tàu trên sóng tự nhiên
3. Xác định tải sóng lên tàu theo lý thuyết xác suất
4. Thủ tục tính lực cắt, momen uốn tàu trên sóng biển
Chương 3 Tính chọn kết cấu định hình
1. Mặt cắt thânh chịu lực dọc
2. Xác định diên tích, momen chống uốn mặt cắt kết cấu chịu uốn
3. Diện tích bề mặt chịu cắt
4. Thiết kế thành đứng kết cấu chữ I, T
5. Xác định tấm mặt kết cấu T
6. Đặc tính mặt cắt ngang nẹp chịu uốn
Chương 4 Kết cấu thân tàu
1. Thiết kế kết cấu thân tàu
2. Xây dưng bài toán thiết kế
3. Ví dụ minh họa
Chương 5 Tính độ bền cục bộ thân tàu và công trình di động
1. Mô hình truyền tải từ môi trường đến kết cấu thân tàu
2. Tải trọng cục bộ
3. Mô hình kết cấu thân tàu thành các giàn phẳng
4. Chiều rộng mép kèm
5. Độ bền sươn tàu
6. Giàn đáy
7. Giàn boong
8. Giàn mạn
9. Chuyển vi, ứng suất, biến dạng tấm hình chữ nhật
Chương 6 Đăng kiểm tàu và Qui phạm đóng tàu
1. Cơ quan phân cấp hay là đăng kiểm tàu
2. Yêu cầu đảm bảo độ bền chung
3. Yêu cầu ổn định kết cấu
4. Chiều dày tôn bao
5. Nẹp gia cứng
Chương 7 Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích độ bền kết cấu thân tàu
1. Thứ tự giải bài toán cơ học kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn
2. Mô hình hóa
3. Kích cỡ phần tử dùng trong mô hình hóa
4. Áp đặt tải
5. Phân tích độ bền cục bộ thân tàu
6. Mô hình khung, dầm tàu
7. Mô hình boong
8. Mô hình kết cấu mạn
9. Kết cấu vách
10. Đáy tàu xét như giàn trực giao
11. Mô hình trong không gian 3D
12. Kết cấu tàu hai thân
Chương 8 Độ tin cậy kết cấu thân tàu
1. Độ tin cậy
2. Tính toán độ tin cậy kết cấu
3. Phương pháp tính xác định xác suất hư hoại
4. Biến ngẫu nhiên
5. Phân tích những điều không chắc chắn từ tải và độ bền
6. Chọn hàm phân bố
7. Bất khả tín trong thiết kế kết cấu tàu
8. Các phương pháp tính
9. Xác định các hệ số sử dụng tải (S) và trở lực (R)
10. Độ tin cậy kết cấu tàu
11. Độ bền tính toán thân tàu
Chương 9 Độ bền mỏi
1. Công thức Miner
2. Tải gây mỏi, ứng suất mỏi
3. Phương pháp tất định phân tích mỏi
4. Tính mỏi thân tàu, công trình ngoài khơi theo phương pháp phân tích phổ
5. Thư viện đường S – N
6. Kiểm tra mỏi theo ứng suất mỏi cho phép
7. Tính độ bền mỏi tàu hàng khô
8. Sơ đồ tổ chức chương trình tính mỏi giàn jack-up
9. Đánh giá bền mỏi tàu dầu
10. Bổ sung tài liệu tính độ bền mỏi

Tài liệu tham khảo


Mở đầu


Sách SỨC BỀN TÀU THỦY trình bày những vấn đề liên quan tính toán và đánh giá bền thân
tàu. Nội dung bao gồm: tính toán và đánh giá độ bền dọc, hay còn hiểu độ bền chung thân tàu, độ bền
cục bộ, ổn định kết cấu, độ bền mỏi kết cấu giàn khoan, tàu thủy. Độ tin cậy kết cấu được trình bày
trong chương 8 nhằm giúp người đọc hiểu và sử dụng phương pháp còn mới mẻ này phân tích bền
thân tàu. Chương 7 của sách giới thiệu các ví dụ áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích bền
cục bộ kết cấu thân tàu.
Nội dung trình bày trong sách nhằm tạo những điều kiện giúp người đọc phân tích và đánh giá
các trạng thái giới hạn của vật liệu tham gia kết cấu thân tàu, đó là: (1) trạng thái chảy , (2) trạng thái
mất ổn định và (3) mỏi dẫn đến hư hoại. Những tiêu chuẩn bền áp dụng khi đánh giá các trạng thái
trên được trình bày sát với tình hình phát triển của chuyên ngành, trong nước và thế giới, những năm
gần đây.
Những người viết SỨC BỀN TÀU THỦY hy vọng rằng, sách có ích cho những bạn đọc đang
theo học ngành đóng tàu và cả cho những đồng nghiệp đang nghiên cứu, làm việc thuộc chuyên môn
này.
Những người viết

Chương 1
Độ bền chung thân tàu


1. UỐN TÀU TRÊN NƯỚC


Thân tàu có thể mô hình hóa như dầm liên tục, làm từ vật liệu đàn hồi, nổi và làm việc trên nước. Ở
tư thế này dầm gánh chịu sức nặng của trọng lượng bản thân, hàng hóa, người trên tàu đồng thời chịu
tác động lực nổi hay còn gọi lực Archimedes. Hãy đặt tàu trong hệ tọa độ gắn liền với thân tàu, với
trục Ox hướng dọc thân tàu, trục Oz hướng lên trên và xem xét các lực tác đông đến thân tàu. Trọng
lực tác động theo chiều hút của trường trái đất, luôn muốn kéo tàu chìm sâu hơn vào nước. Trong khi
đó lực nổi, hiểu theo nghĩa của định luật Archimedes, tác động theo hướng ngược lại.
Thân tàu nằm trên nước tĩnh giới thiệu tại hình 1.1a. Nếu ký hiệu phân bố trọng lượng tàu tại thời
điểm xem xét là p(x), hình 1.1a, còn phân bố lực nổi là b(x), hình 1.1b, phân bố tải trọng tác động lên
thân tàu sẽ là:


q(x) = p(x) - b(x)
Phân bố trọng lượng p(x) gồm tập họp phân bố trọng
lượng tàu không, phân bố hàng chứa trên tàu vv, tùy
thuộc điều kiện khai thác. Phân bố lực nổi từ nước tác
động đến thân tàu phụ thuộc cấu hình tàu, tư thế tàu
trong nước.
Phân bố q(x) tính theo (1.1) có dạng đặc trưng giới
thiệu tại hình 1.1c.
Có thể để ý rằng với tàu nằm cân bằng trên nước biểu
đồ tại hình 1.1c thỏa mãn điều kiện cân bằng lực, tức là
diện tích dưới đường gãy khúc, nằm trên trục Ox, bằng
diện tích phần nằm dưới trục này, và thỏa mãn đồng thời
điều kiện cân bằng momen.
Biểu đồ lực cắt thân tàu trình bày tại hình 1.1d, là kết
quả phép tích phân phân bố q(x):
x
F ( x) = ∫ q( x)dx
0
Momen uốn thân tàu, tính theo công thức:
x x x
F ( x)dx =
0 0 0
trình bày tại hình 1.1e.
Thân tàu như dầm trên nền đàn hồi, dưới tác động
momen uốn dọc đang xem xét sẽ bị vồng lên (hogging)
hoặc võng (sagging).
Tàu có thể nổi trên nước tĩnh song trong thời gian

(1.1)


hoạt

động phần lớn thời gian tàu phải nằm trên sóng.


Vị trí tàu nằm trên sóng, profile sóng ảnh hưởng rõ nét


đến phân bố lực nổi tàu, và đến momen uốn, lực cắt tàu.
Hình ảnh profile sóng và thân tàu giới thiệu tại hình
1.2a, còn tàu bị uốn trên sóng trình bày tại hình 1.2b
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ABS, (2004), Guidance Notes on Finite Element Analysis of Hull Structures – Local 3D Model
Analysis.
2. Bai J., (2003), Marine Structural Design, Elsevier, UK


3. Бойцов Г.В.,Палий О.М.,Постнов В.А.,Чувинковский В.С., (1982),

”Справочник по


строительной механике корабля” Том 1, 2, 3”, Лен., Изд “Судостроение”.
4. BV, Fatigue Strength of Welded Ship Structures, July 1998.
5. DNV, RP-C203, Fatigue Strength Analysis of Offshore Steel Structures, 2000.
6. Faltinsen, O.M., (1990), “Sea Loads on Ships and Offshore Structures”, Cambridge Ocean
Technology Series, Cambridge University Press.
7. Hughes, O.F. (1988), “Ship Structural Design: A Rationally-Based Computer-Aided Optimization
Approach”, John Wiley & Sons, USA.
8. Jensen J. J. and Pedersen T., (1981), Bending Moments and Shear Forces in Ships Sailing in
Irregular Waves, J. of Ship Research, Vol. 25, No. 4
9. Jensen, J.J., (2001), “Load and Global Response of Ships”, Elsevier Ocean Engineering Series, Vol
4.
10. Jeom Kee Paik and Anil Kumar Thayamballi, (2003), “Ultimate Limit State Design of Steel-Plate
Structures”, Wiley & Sons, Ltd, UK
11. Maksimadji A.I., (1976), Прочность морских транспортных судов, Лен., Изд
“Судостроение”.
12. Mansour, A.E. Wirsching, P.H., White, G.J., and Ayyub, B.M. “Probability-Based Ship Design:
Implementation of Design Guidelines”, SSC 392,NTIS, Washington, D.C., 1995.
13. NKK, Guidance for Fatigue Design of Ship Structures, 1996.
14. Y. Okumota, Y. Takeda, M. Mano, T. Okada, (2009), “Design of Ship Hull Structures. A
Practical Guide for Engineers”, Springer-Verlag Berlin
15. Paulling, J.R., (1988), “Strength of Ship”, Principle of Naval Architecture 2nd Revision, Chapter
IV, SNAME, Jersey City.