Luận Văn Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô hình tàu hàng rời 53000DWT

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô hình tàu hàng rời 53000DWT


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ - 3 -
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI. .- 3 -
1.2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI. - 3 -
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾMÔ HÌNH .- 4 -
2.1. NHIỆM VỤTHƯ. - 4 -
2.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC .- 4 -
2.3. XÂY DỰNG BẢN VẼTUYẾN HÌNH. - 5 -
2.4. XÁC ĐỊNH CÁC HỆSỐHÌNH DÁNG. - 5 -
2.5. TÍNH TOÁN TÍNH NỔI. - 6 -
2.5.1. Đường cong các yếu tốtính nổi. - 6 -
2.5.2. ĐồthịBonjean. - 7 -
2.6. TÍNH ỔN ĐỊNH .- 18 -
2.6.1. Phương pháp tính ổn định tàu thủy. - 18 -
2.6.2. Tính ổn định tàu thủy theo phương pháp Krưlop – Daranhi .- 18 -
2.7. CHỌN CÔNG SUẤT MÁY VÀ CHÂN VỊT .78
2.8. CHỌN KẾT CẤU MÔ HÌNH 79
CHƯƠNG 3. CHẾTẠO MÔ HÌNH .82
3.1. CÁC BƯỚC CHẾTẠO MÔ HÌNH. 82
3.2. PHÓNG DẠNG MÔ HÌNH .83
3.3. KHAI TRIỂN. 87
3.4. CHẾTẠO DƯỠNG .92
3.5. VẠCH DẤU. 94
3.6. HẠLIỆU. 95
3.7. LẮP RÁP MÔ HÌNH. 96
CHƯƠNG 4. THỬNGHIỆM MÔ HÌNH .98
4.1. THỬNGHIÊNG. 98
4.1.1. Mục đích thửnghiêng. 98
4.1.2. Lý thuyết cơbản của việc thửnghiêng. 98
4.1.3. Chuẩn bịtàu đểthử .100
4.1.4. Thực hiện thử 102
4.2. THỬSỨC CẢN .110
4.2.1. Phương pháp thửsức cản. 110
4.2.2. Tính chuyển kết quảthửmô hình sang tàu thật. .111
4.3. THỬTÍNH ĐIỀU KHIỂN. .113
4.3.1. Đo mớn nước .113
4.3.2. Thửtốc độtheo trình tự. .113
4.3.3. Thửquay trở 114
4.3.4. Thửlùi dừng đột ngột. 116
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀXUẤT Ý KIẾN 117
5.1. KẾT LUẬN 117
5.1.1. Thiết kếmô hình 117
5.1.2. Chếtạo mô hình. .117
5.1.3. Thửnghiệm tàu mô hình. 117
5.2. ĐỀXUẤT Ý KIẾN .119
TÀI LIỆU THAM KHẢO 120
PHỤLỤC
Phụlục 1: Bảng tính thủy tĩnh và đồthịthủy tĩnh.
Phụlục 2: ĐồthịBonjean.
Phụlục 2: Vịtrí đường nước nghiêng trên sườn Trêbưsep.
- 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
Nhưchúng ta biết, thiết kếtàu thủy là bài toán phức tạp, nó đòi hỏi phải giải
quyết rất nhiều vấn đềliên quan, từviệc thiết kếtuyến hình, bốtrí chung, tính toán
lựa chọn kết cấu, kiểm tra các tính năng Đòi hỏi người thiết kếphải nắm vững
các kiến thức chuyên môn, có kinh nghiệm thực tế. Ởnước ta, với ngành công
nghiệp Tàu thủy còn non trẻ, đang phải dần tựhoàn thiện chính mình., thì lĩnh vực
thiết kếtàu (những tàu cỡlớn, hoạt động không hạn chế) đang còn gặp nhiều khó
khăn.
Mục đích cuối cùng của những nhà thiết kếtàu là làm sao tàu khi hoạt động
có thể đảm bảo được các yêu cầu, tính năng được chủtàu đưa ra, cũng nhưthỏa
mãn các quy định, quy phạm liên quan. Tuy nhiên một vấn đềkhác được đặt ra là
con tàu đã được thiết kếra liệu có đảm bảo được các yêu cầu đã nêu ra trong nhiệm
vụthưhay không? Đểbiết được điều đó thì cách hiệu quảnhất thì chúng ta phải thử
nghiệm thực tếcon tàu mà chúng ta đã thiết kếnhưng chúng ta đang thiết kếnên
chưa biết con tàu của chúng ta nhưthếnào? Hoặc là khi đóng xong con tàu chúng ta
sẽthửnghiệm trong điều kiện thực tếthực tếnhưng nếu nó không đáp ứng được các
yêu cầu mà chủtàu đặt ra thì con tàu đó sẽkhông được chủtàu chấp nhận. Đểgiải
quyết vấn đềtrên thì sau khi tính toán thiết kếxong chúng ta phải xây dựng mô hình
thu nhỏcủa con tàu mà chúng ta thiết kếsau đó đem thửnghiệm trong bểthửvới
những điều kiện gần giống với các điều kiện thực tếnhằm mục đích kiểm tra lại các
kết quảtính toán của thiết kếvà hoàn thiện thiết kế.
Thửnghiệm mô hình là hết sức cần thiết và là công đoạn cuối cùng trong
thiết kế. Vì vậy đểlà rõ được vấn đềnêu trên thì nhóm chúng tôi đã nhận đềtài:
“Thiết kế, chếtạo và thửnghiệm mô hình tàu hàng rời 53000DWT”. Đềtài bao
gồm những nội dung sau:
Chương 1: Đặt vấn đề.
Chương 2: Thiết kếmô hình.
Chương 3: Chếtạo mô hình.
- 2 -
Chương 4: Thửnghiêm mô hình.
Chương 5: Kết luận – Đềxuất ý kiến.


CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀTÀI.
Chếtạo và thửnghiệm mô hình là giai đoạn quan trọng trong thiết kếtàu
thủy. Nó được xem nhưlà bước kiểm tra và so sánh đối với toàn bộkết quảtính
toán vềsức cản và các tính năng.
Mô hình được chếtạo theo hồsơtàu 53.000 DWT ứng với tỷlệthu nhỏnhất
định. Sau khi chếtạo xong mô hình sẽ được thửnghiệm một sốtính năng và so sánh
kết quảthửnghiệm với kết quả đã tính toán.
Trên thực tếngười ta chếtạo mô hình đểthửnghiệm, nhằm đưa ra đường
hình lý thuyết đểsửdụng làm tàu mẫu, xác định hệsốsức cản phục vụcho việc tính
toán sức cản và thiết kếtàu thủy.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường, chúng tôi đã được tiếp cận
với nhiều kiến thức chuyên môn. Bên cạnh đó chúng tôi đã thực hiện tính toán đồ
án thiết kếtàu, tuy nhiên trong quá trình tính toán thiết kếtàu chúng tôi không biết
hình dáng thực tếcủa nó ra sao và kết quảtính toán các tính năng theo các phương
pháp đã được học chính xác bao nhiêu.
Từnhững lý do trên mà nhóm chúng tôi đã lựa chọn đềtài: “Thiết kế, chế
tạo và thửnghiệm mô hình tàu hàng rời 53000DWT”. Với mục đích tổng hợp lại
các kiến thức đã được học đểchếtạo mô hình và thửnghiệm mô hình.
1.2. NỘI DUNG ĐỀTÀI.
Nội dung đềtài tập trung vào 3 phần chính là:
ã Thiết kếmô hình (tính toán tính năng tàu mô hình)
ã Chếtạo mô hình tàu hàng rời 53.000 DWT.
ã Thửnghiệm mô hình tàu hàng rời 53.000 DWT và so sánh kết quảthử
nghiệm đối với kết quả đã tính toán.
Vì hồsơthiết kế được lấy từtàu 53.000 DWT nên đềtài xin được kếthừa bộ
hồsơtàu đã có trước như: các bản vẽtuyến hình, bản vẽkết cấu, bản vẽthi công
- 4 -
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾMÔ HÌNH
2.1. NHIỆM VỤTHƯ.
Chếtạo mô hình tàu hàng theo tỉlệthu nhỏcủa tàu hàng rời 53000DWT,
trên cơsởcác bản vẽ đã có sẵn từhồsơtàu hàng rời 53000DWT.
2.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC.
Kích thước chính của tàu hàng rời 53000DWT.
L max= 190 m
Ltk
= 183,25 m
B = 32,26 m
d = 12,60 m
D = 17,5 m
Kích thước cơbản của mô hình su khi thu nhỏ:
L max= 1,58 m
Ltk
= 1,53 m
B = 0,35 m
d = 0,13 m
D = 0,18 m
Các kích thước chính của mô hình được thu nhỏtheo tàu chởhàng rời
53000DWT theo tỷlệnhưsau :
Tỷlệthu nhỏtheo chiều dài : 1/120
Tỷlệthu nhỏtheo chiều rộng : 1/92
Tỷlệthu nhỏtheo chiều cao : 1/97
Việc thu nhỏmô hình theo các tỷlệkích thước trên nhằm tạo cho kiểu dáng
mô hình được cân đối với tính thẩm mỹ. Mặt khác chọn theo tỷlệtrên cũng dựa
theo kích thước của acquy đặt trên mô hình cho phù hợp.
- 5 -
2.3. XÂY DỰNG BẢN VẼTUYẾN HÌNH.
Bản vẽtuyến hình của tàu mô hình được thu nhỏtừbản vẽtuyến hình của
tàu hàng rời 53000DWT theo tỷlệnhưsau:
Tỷlệthu nhỏtheo chiều dài : 1/120
Tỷlệthu nhỏtheo chiều rộng : 1/92
Tỷlệthu nhỏtheo chiều cao : 1/97
2.4. XÁC ĐỊNH CÁC HỆSỐHÌNH DÁNG.
Thểtích chiếm nước ∇:


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân, HồVăn Bình, HồQuang Long, Trần Hùng Nam,
Trần Công Nghị, Dương Đình Nguyên, (1978), Sổtay kỹthuật đóng tàu thủy -
Tập 1, NXB Khoa học và Kỹthuật, Hà Nội.
2. Nguyễn Đức Ân, Võ Trọng Cang (2003) Công nghệ đóng và sửa chữa tàu thủy,
NXB Đại học Quốc gia TP. HồChí Minh.
3. HồQuang Long (2002), Sổtay kỹthuật tàu thủy, NXB Khoa học và Kỹthuật,
Hà Nội.
4. PGS. TS Nguyễn Đức Ân, KS Nguyễn Bân (2005), Lý thuyết tàu thủy - Tập 1,
NXB Giao Thông Vận Tải.
5. PGS. TS Nguyễn Đức Ân, KS Nguyễn Bân (2005), Lý thuyết tàu thủy - Tập 2,
NXB Giao Thông Vận Tải.
6. PGS.TS Trần Công Nghị(2006), Thiết kếtàu, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ
Chí Minh.
7. PGS.TS Trần Công Nghị(2006), Lý thuyết tàu - Tập 1 - Tĩnh học và động lực
học tàu, NXB Đại học Quốc gia TP. HồChí Minh
8. PGS.TS Trần Công Nghị(2006), Lý thuyết tàu thủy Tập - 2 – Sức cản vỏtàu và
thiết bị đẩy tàu, NXB Đại học Quốc gia TP. HồChí Minh
9. PGS.TS Trần Công Nghị(2008), Sổtay Thiết kếtàu thủy, NXB Xây dựng, Hà
Nội.
10. Nguyễn Xuân Mai, Võ Duy Bông (1983) Giáo trình hướng dẫn thiết kếchân vịt
tàu thủy, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
11. Nguyễn Đăng Cường (2000) Thiết kếvà lắp ráp thiết bịtàu thủy, NXB Khoa
học và Kỹthuật, Hà Nội.
12. Nguyễn ThịHiệp Đoàn (1993). Lý Thuyết Tàu, Trường Đại học Hàng Hải, Hải
Phòng.
- 121 -
13. PGS. TS. Nguyễn Quang Minh (2007) Phương pháp đồng dạng và phân tích thứ
nguyên trong các bài toán cơkhí – kỹthuật tàu thủy, Trường Đại học Nha
Trang.
14. PGS. TS. Nguyễn Quang Minh (2007) Động lực học tàu thủy, Trường Đại học
Nha Trang.
15. Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏthép TCVN 6259: 2003.
16. TS. Trần Gia Thái, Bài giảng Lý thuyết tàu, Trường Đại học Nha Trang, Lưu
hành nội bộ.