Файл: санктпетербургский государственный морской технический университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 44
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет Кораблестроения и Океанотехники
Кафедра Океанотехники и Морских Технологий
Курсовой проект
по дисциплине
«Концептуальное проектирование средств океанотехники»
Вариант №13
Выполнил:
студент группы 1420 Казьмин С.А.
Проверил:
Доцент, к.т.н. Карлинский С.Л.
Санкт-Петербург
2022 г.
Оглавление
Определить начальное натяжение, калибр и длину цепей 5
Исходные данные (описание опорных частей или оснований)
Морской плавучий точечный причал типа СALM. ОЧ - цилиндрический буй диаметром 8 м, высотой надводного борта 4 м, заякоренный с помощью 8 цепей, клюзы для которых равномерно распределены по периферии палубы буя (см. рисунок)
Глубина моря= 60 м. Верхнее строение-турель с фермой для подачи шланга. Масса ВС=200 т. Удержание причала обеспечивается весом и «гайдропным» эффектом цепей, половина длины которых должна при отсутствии возмущений лежать на дне моря. Начальная вертикальная реакция ЯСУ определяется избыточной плавучестью причала, при этом цепи могут быть полностью подняты со дна только в случае воздействия максимальной амплитуды вертикальной волновой силы с КБ=1,5.
На причал действует регулярная волна высотой 6 м и периодом 10 с или танкер с остаточным усилием швартова 2 МН. Коэффициент трения цепи о грунт 0,5. Льда нет
Содержание работы
1) Рассчитать амплитуды вертикальной и горизонтальной волновых силы, действующих на CALM.
2) Определить начальное натяжение, калибр и длину цепей.
3) Определить массу ОЧ и гидростатические характеристики платформы с учетом массы стали корпуса и вертикальной реакции цепей.
4) Результаты расчетов показать на эскизе сооружения.
1е) Определить завод-изготовитель и стоимость изготовления конструкции ОО.
2е) Выбрать варианты транспортировки, сборки и установки платформы и соответствующие морские операции. Назначить необходимые плавсредства и их использование для морских операций. Определить стоимость каждого варианта.
3е) Определить и построить временной график строительства ОО платформы
Чертеж ОЧ
Расчет амплитуды вертикальной и горизонтальной волновых силы, действующих на CALM
****** Ветро-волновой режим номер 1 ******
|-----------------------------------------------------------------|
|Коэфф-т сопр-я C11 надводной части соор-я №1 0.50 |
|Коэфф-т сопр-я C22 надводной части соор-я №1 1.00 |
|Коэфф-т сопр-я C11 подводной части соор-я №1 0.70 |
|Коэфф-т сопр-я C22 подводной части соор-я №1 0.70 |
|Направление ветра... 0.0 град |
|Скорость ветра... 0.0 м/с |
|Сила ветра на сооружение номер 1 0.000 кН |
|Направление течения... 0.0 град |
|Скорость течения... 0.00 м/с |
|Сила течения на сооружение номер 1 0.000 кН |
| Регулярное волнение |
|Угол распространения волнения... 0.0 град |
|период волнения 10.00 сек |
|Длина волны 153.8 м |
|Высота волны 6.000 м |
|Сила волнового дрейфа для сооружения 1 0.3971 кН |
|-----------------------------------------------------------------|
Нагрузка
|-----------------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|
|степени свободы | X | Y | Z | FiX | FiY | FiZ |
|Единицы | кН | кН | кН | кН*м | кН*м | кН*м |
|-----------------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|
|Статич. нагрузка | 0.3971| -0.0000| -6.90| 0.0000| 2.80| -0.0000|
|-----------------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|
|Максим. нагрузка | 257| 0.0001| 331| 0.0003| 264| 0.0000|
|-----------------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|
Перемещения
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
|степени свободы | X | Y | Z | FiX | FiY | FiZ |смещ-е|
|Единицы | м | м | м | град | град | град | м |
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
|мат. ожидание |0.0832|-0.000|-0.013|-0.000|-0.039|0.0000|0.0832|
|амплитуда кол-ний|0.9075|0.0000|1.0618|0.0000|0.0004|0.0000|0.9075|
|Фаза к волне, рад|-1.552|-0.145|-0.016|-0.125|-1.566|-2.610| 0.000|
|максим. значение |0.9908|-0.000|-1.075|-0.000|-0.040|0.0000|0.9908|
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
Определить начальное натяжение, калибр и длину цепей
Минимальная активная длина цепи определится по формуле:
l = Z+ 1,5 (НПР + В)
где Z – возвышение клюзов ЯСУ над дном моря при спокойной воде, м
НПР – высота прилива, м
В – максимальное возвышение волны, м
мНи одна из цепей не должна полностью вытягиваться (отрываться от дна) при максимальном горизонтальном усилии (от волны, течения, танкера) с КБ=1,5.
где
- смещение сооружения, мХ0 – проекция связи на дно до приложения силы, м
l – длина связи, м
z– вертикальное расстояние от клюзов до дна моря, м
Обычно принимают допустимое смещение как 15% от глубины моря (
=0,15 z).
м, минимальная длина якорной связи.С помощью программа “Anchored Structures” была подсчитана оптимальная длина якорной связи равная 190.0 м.
********* Параметры связей **********
|-----------------------------------------------------------------|
| Число вариантов связей... 1 |
|-----------------------------------------------------------------|
|-----------------------------------------------------------------|
| вариант разрывное усилие... 1200.0 кН |
| номер Глубина в точке расположения якоря... 60.0 м |
| Угол наклона дна в направлении об`екта... 0.0 град |
| 1 число участков на связи... 1 |
|-----------------------------------------------------------------|
| Параметры участков связи... 1-й 2-й 3-й |
|-----------------------------------------------------------------|
| длина, м 190.00 |
| погонный вес, кН/м 0.2600 |
| модуль Юнга, кH/кв.мм 64.000 |
| тип связи (1-цепь,2-трос,3-труба) 1 |
| диаметр (калибр) связи, мм 36.000 |
| Тангенциальный коэфф-т сопр-я 0.2000 |
| Нормальный коэффициент сопр-я 1.0000 |
| Коэффициент присоединенной массы 1.0000 |
|-----------------------------------------------------------------|
|-----------------------------------------------------------------|
| Количество клюзов и связей... 8 |
|-----------------------------------------------------------------|
********* Параметры ЯСУ *********
варианты связей (V), номер сооружения (Nс), длины связей (L),
координаты клюзов (Xк,Yк,Zк)(Z относительно ОП), углы заложения (A),
горизонтальные проекции (Lg), начальные натяжения (T),
координаты концов связей (X,Y), номер якоря (Nа):
|-----------------------------------------------------------------|
| N | 1 2 3 4 5 6 7 8 |
|-----------------------------------------------------------------|
| V | 1 1 1 1 1 1 1 1 |
| Nc | 1 1 1 1 1 1 1 1 |
|L, м| 190.0 190.0 190.0 190.0 190.0 190.0 190.0 190.0 |
|Xk,м| 4.000 2.800 0.00 -2.80 -4.00 -2.80 0.00 2.800 |
|Yk,м| 0.00 2.800 4.000 2.800 0.00 -2.80 -4.00 -2.80 |
|Zk,м| 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 |
|A,гр| 0.00 45.00 90.00 135.0 180.0 225.0 270.0 315.0 |
|Lg,м| 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 |
|T,кН| 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 |
|X,м | 124.0 87.65 -0.00 -87.7 -124 -87.7 0.000 87.65 |
|Y,м | 0.00 87.65 124.0 87.65 -0.00 -87.7 -124 -87.7 |
|Na | 1 2 3 4 5 6 7 8 |
|-----------------------------------------------------------------|
Определить массу ОЧ и гидростатические характеристики платформы с учетом массы стали корпуса и вертикальной реакции цепей
Масса корпуса М рассчитывается с использованием таблицы 3.1 учебного пособия в зависимости от материала корпуса и максимальной осадки (глубины наиболее погруженного элемента под поверхностью моря).
Объем ОЧ был определен по формуле: 108 т, масса ОЧ
***** Параметры корпуса первого сооружения : *****
|-----------------------------------------------------------------|
| Координата постановки Х... 0.00 м |
| Координата постановки Y... 0.00 м |
| Продольный размер сооружения... 8.000 м |
| Поперечный размер сооружения... 8.000 м |
| рабочая осадка... 8.000 м |
| Начальный крен... 0.00 град |
| Начальный дифферент... 0.00 град |
| абсцисса ц.т. корпуса Xck... 0.00 м |
| ордината ц.т. корпуса Yck... 0.00 м |
| аппликата ц.т. корпуса Zck... 6.000 м |
| Масса корпуса... 308.00 тонн |
| абсцисса ц.т. балласта Xcb... 0.00 м |
| ордината ц.т. балласта Ycb... -0.00 м |
| аппликата ц.т. балласта Zcb... 0.500 м |
| Масса балласта... 40.273 тонн |
| площадь ватерлинии... 50.27 м^2 |
| Масса сооружения... 348.27 тонн |
| абсцисса ц.т. сооружения Xg... 0.00 м |
| ордината ц.т. сооружения Yg... -0.00 м |
| аппликата ц.т. сооружения Zg... 3.594 м |
| аппликата центра величины Zc... 4.000 м |
| Водоизмещение... 401.92 м^3 |
| Вертикальная реакция заякорения и швартовки -557.9 кН |
| Лобовая подводная площадь сечения 72.00 м^2 |
| Аппликата центра лобовой площади 4.000 м |
| Боковая подводная площадь сечения 72.00 м^2 |
| Аппликата центра боковой площади 4.000 м |
| Лобовая надводная площадь сечения 32.00 м^2 |
| Аппликата центра лобовой площади 10.00 м |
| Боковая надводная площадь сечения 32.00 м^2 |
| Аппликата центра боковой площади 10.00 м |
| момент инерции относительно оси X... 65.000 MТ*м^2 |
| момент инерции относительно оси Y... 80.000 MТ*м^2 |
| момент инерции относительно оси Z... 100.00 MТ*м^2 |
| Осадка в свободном плавании... 7.575 м |
| Продольная метац. высота в свободном плавании 0.683 м |
| Поперечная метац. высота в свободном плавании 0.683 м |
| Площадь сечения S33... 50.27 м^2 |
| Коэффициент сопротивления C33... 1.000 |
| Произведение S44*C44... 1234 m^5 |
| Произведение S55*C55... 1234 m^5 |
| Произведение S66*C66... 884.3 m^5 |
|-----------------------------------------------------------------|
***** Параметры остойчивости сооружения № 1 *****
Параметры остойчивости при различных осадках
|----------|----------|----------|----------|----------|----------|
|Осадка,м |Объем,м^3 |Пл.ват,м^2|Zц велич,м|Мета пр.,м|Мета поп,м|
|----------|----------|----------|----------|----------|----------|
| 1.60| 80| 50| 0.80| -0.29| -0.29|
| 2.39| 120| 50| 1.20| -0.73| -0.73|
| 3.18| 160| 50| 1.59| -0.75| -0.75|
| 3.98| 200| 50| 1.99| -0.60| -0.60|
| 4.77| 240| 50| 2.38| -0.37| -0.37|
| 5.56| 279| 50| 2.78| -0.09| -0.09|
| 6.35| 319| 50| 3.18| 0.21| 0.21|
| 7.14| 359| 50| 3.57| 0.54| 0.54|
| 7.94| 399| 50| 3.97| 0.88| 0.88|
| 8.73| 439| 50| 4.36| 1.23| 1.23|
| 9.52| 479| 50| 4.76| 1.59| 1.59|
| 10.31| 518| 50| 5.16| 1.95| 1.95|
| 12.12| 603| 0| 6.00| 2.41| 2.41|
| 11.90| 598| 50| 5.95| 2.69| 2.69|
| 13.20| 603| 0| 6.00| 2.41| 2.41|
|----------|----------|----------|----------|----------|----------|
Якорные связи
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|------|
|№пучка/число св. | 1/1.0| 2/1.0| 3/1.0| 4/1.0| 5/1.0| 6/1.0| 7/1.0| 8/1.0|
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|------|
|длина связи, м |190.00|190.00|190.00|190.00|190.00|190.00|190.00|190.00|
|Макс.вис.длина,м |117.47|112.52|110.27|127.79|138.51|127.79|110.27|112.52|
|Мин. вис.длина,м |76.737|80.103|81.583|75.821|73.312|75.821|81.583|80.103|
|мат. ожидание, кН|29.225|29.447|30.241|31.589|32.300|31.589|30.241|29.447|
|Мин. натяжение,кН|22.925|24.099|25.197|23.166|22.212|23.166|25.197|24.099|
|Макс.натяжение,кН|40.887|38.002|36.084|44.992|51.560|44.992|36.084|38.002|
|Коэфф-т запаса |9.349 |11.577|13.256|6.671 |3.274 |6.671 |13.256|11.577|
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|-----
***** Аппроксимация кривой плотности распределения ******
Перемещения
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
|степени свободы | X | Y | Z | FiX | FiY | FiZ |смещ-е|
|Единицы | м | м | м | град | град | град | м |
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
| 3.00 % обеспеч.|3.6171| 0.000|2.9522| 0.000|16.090| 0.000|2.7662|
|то же+ мат.ожид-е|4.1854| 0.000|2.9612| 0.000|17.674| 0.000|4.0182|
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
Перемещения
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
|степени свободы | X | Y | Z | FiX | FiY | FiZ |смещ-е|
|Единицы | м | м | м | град | град | град | м |
|-----------------|------|------|------|------|------|------|------|
|мат. ожидание |0.6133|0.0000|-0.024|-0.000|1.6143|0.0000|0.6133|