Восстанавливающие моменты

Содержание

Слайд 2

Вопросы лекции Метацентры и метацентрические радиусы. Метацентрические высоты Восстанавливающие моменты Метацентрические формулы Наклонения

Вопросы лекции

Метацентры и метацентрические радиусы. Метацентрические высоты
Восстанавливающие моменты
Метацентрические формулы
Наклонения судна под

действием малого внешнего момента
Слайд 3

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности для вахтенных

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

для вахтенных помощников капитана судов (в соответствии с ПДНВ)

Знание влияния груза, включая тяжеловесные грузы, на мореходность и остойчивость судна
Рабочее знание и применение информации об остойчивости, посадке и напряжениях, диаграмм и устройств для расчета напряжений в корпусе

Слайд 4

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности для капитанов

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

для капитанов и старших помощников капитана (в соответствии с ПДНВ)

Понимание основных принципов устройства судна, теорий и факторов, влияющих на посадку и остойчивость, а также мер, необходимых для обеспечения безопасной посадки и остойчивости

Слайд 5

1. Метацентры и метацентрические радиусы

1. Метацентры и метацентрические радиусы

Слайд 6

Метацентр и метацентрический радиус Метацентром называется центр кривизны кривой С Метацентрическим радиусом называется

Метацентр и метацентрический радиус

Метацентром называется центр кривизны кривой С
Метацентрическим радиусом называется

радиус кривизны кривой С
Слайд 7

Метацентр m и метацентрический радиус r при поперечных наклонениях В Л C Cθ m r θ

Метацентр m и метацентрический радиус r при поперечных наклонениях

В

Л

C


m

r

θ

Слайд 8

Метацентр M и метацентрический радиус R при продольных наклонениях В Л С Сψ

Метацентр M и метацентрический радиус R при продольных наклонениях

В

Л

С

Сψ

М

R

x

z

O

Слайд 9

Перемещение ЦВ и силы плавучести при поперечных наклонениях В Л m Cθ C γVθ

Перемещение ЦВ и силы плавучести при поперечных наклонениях

В

Л

m


C

γVθ

Слайд 10

z C y Cθ δzc δyc

z

C

y


δzc

δyc

Слайд 11

Поперечным наклонениям соответствуют: Поперечный метацентр m Поперечный метацентрический радиус

Поперечным наклонениям соответствуют:

Поперечный метацентр m
Поперечный метацентрический радиус

Слайд 12

Продольным наклонениям соответствуют: Продольный метацентр М Продольный метацентрический радиус

Продольным наклонениям соответствуют:

Продольный метацентр М
Продольный метацентрический радиус

Слайд 13

Ix и Iyf - поперечный и продольный моменты инерции площади ватерлинии Ix и

Ix и Iyf - поперечный и продольный моменты инерции площади ватерлинии

Ix

и Iyf определяются формой ватерлинии
Iyf – наибольший, а Ix - наименьший из всех моментов инерции ватерлинии
Слайд 14

Метацентрические радиусы R и r R – продольный (наибольший) r – поперечный (наименьший)

Метацентрические радиусы R и r

R – продольный (наибольший)
r – поперечный

(наименьший)
Обычные грузовые суда:
r - несколько метров
R – несколько сотен метров
Слайд 15

Метацентрические высоты (МЦВ) Метацентрической высотой называется возвышение метацентра над центром тяжести судна в

Метацентрические высоты (МЦВ)

Метацентрической высотой называется возвышение метацентра над центром тяжести судна

в положении равновесия
Поперечным наклонениям соответствует поперечная (малая) МЦВ h
Продольным наклонениям - продольная (большая) МЦВ H
Слайд 16

Порядок величины h и H Для грузовых судов в полном грузу h имеет

Порядок величины h и H

Для грузовых судов в полном грузу h

имеет порядок 1,0 – 3 м
Для наливных судов h имеет порядок до 10-13 м
Продольная H для средних и крупнотоннажных судов имеет порядок сотен метров (200 - 500 и более)
Слайд 17

Метацентрические высоты z y O

Метацентрические высоты

z

y

O

Слайд 18

Метацентрические высоты h = zm – zg = zc + r – zg

Метацентрические высоты

h = zm – zg = zc + r –

zg = r – a;
H = zM – zg = zc + R – zg = R – a;
a = zg - zc
Для средних и больших судов a имеет порядок нескольких метров
H и R близки по величине друг другу
Слайд 19

2. Восстанавливающие моменты


2. Восстанавливающие моменты

Слайд 20

Восстанавливающим моментом называют момент сил тяжести и плавучести, возникающий при наклонении судна Если

Восстанавливающим моментом называют момент сил тяжести и плавучести, возникающий при наклонении

судна
Если судно остойчиво, этот момент препятствует наклонению и стремится вернуть судно в исходное положение
Слайд 21

В Л m Cθ C γVθ P γV Момент пары сил (P, γVθ)

В

Л

m


C

γVθ

P

γV

Момент пары сил (P, γVθ) –
восстанавливающий момент

G

G

Слайд 22

Поперечный восстанавливающий момент mθ=M(P,γVθ) m Cθ C γVθ P G

Поперечный восстанавливающий момент mθ=M(P,γVθ)

m


C

γVθ

P

G

Слайд 23

Продольный восстанавливающий момент Mψ=M(P,γVψ)

Продольный восстанавливающий момент Mψ=M(P,γVψ)

Слайд 24

Знак восстанавливающего момента совпадает со знаком угла наклонения, если момент препятствует наклонению Для

Знак восстанавливающего момента совпадает со знаком угла наклонения, если момент препятствует

наклонению

Для остойчивого судна:
mθ при наклонении на ПБ имеет знак «+», на ЛБ – знак «-»
Mψ – при наклонении на нос – имеет знак «+», на корму – знак «-»

Слайд 25

3. Метацентрические формулы

3. Метацентрические формулы

Слайд 26

Плечо статической остойчивости - это плечо восстанавливающего момента Поперечным наклонениям соответствует плечо поперечной

Плечо статической остойчивости - это плечо восстанавливающего момента

Поперечным наклонениям соответствует плечо

поперечной остойчивости lθ
Продольным наклонениям соответствует плечо продольной остойчивости lψ
Слайд 27

m Cθ C γVθ P G lθ h Nθ mθ = Plθ lθ

m


C

γVθ

P

G


h


mθ = Plθ
lθ = h sinθ
mθ = Ph sinθ

Слайд 28

Для небольших θ и ψ: sinθ = θ и sinψ = ψ lθ

Для небольших θ и ψ: sinθ = θ и sinψ =

ψ

lθ = h θ
lψ = H ψ
mθ = Ph θ
Mψ = PH ψ
Значения углов подставляют в безразмерных единицах – радианах (1 рад = 57,3°)

Метацентрические
формулы
статической
остойчивости

Слайд 29

Точность метацентрических формул уменьшается с ростом углов крена и дифферента Формулы можно использовать

Точность метацентрических формул уменьшается с ростом углов крена и дифферента

Формулы можно

использовать при углах наклонения:
|θ|< (10-12)° и |ψ|< 1,5°
В воду не должна войти палуба или оголиться скула или кормовой подзор
Слайд 30

Пределы применимости метацентрических формул lθ=hθ Метацентрическая формула Истинная зависимость lθ (θ) 0 Область применимости

Пределы применимости метацентрических формул

lθ=hθ

Метацентрическая формула

Истинная зависимость lθ (θ)

0

Область применимости

Слайд 31

4. Наклонения судна под действием малого внешнего момента

4. Наклонения судна под действием малого внешнего момента

Слайд 32

Ветер, перемещение груза, волны и т.п – внешнее воздействие на судно Внешний момент,

Ветер, перемещение груза, волны и т.п – внешнее воздействие на судно

Внешний

момент, наклоняющий судно, разделяют на:
mкр - кренящий момент, наклоняющий судно в поперечной плоскости
Мдиф - дифферентующий момент - в продольной плоскости
Слайд 33

Знаки кренящего и дифферентующего моментов Кренящий момент mкр > o, если он действует

Знаки кренящего и дифферентующего моментов

Кренящий момент mкр > o, если он

действует в сторону ПБ
Дифферентующий момент Мдиф > o, если он действует в сторону носовой оконечности
Слайд 34

Равновесное положение судна При поперечном наклонении кренящему моменту mкр препятствует восстанавливающий момент mθ

Равновесное положение судна

При поперечном наклонении кренящему моменту mкр препятствует восстанавливающий момент


При mθ = mкр судно окажется в положении равновесия
Слайд 35

Определение углов крена и дифферента PHψ = Mдиф, отсюда: Phθ = mкр, отсюда:

Определение углов крена и дифферента

PHψ = Mдиф, отсюда:

Phθ = mкр, отсюда:

Слайд 36

Полученные формулы используют в эксплуатационных расчетах Формулы можно применять только при положительной начальной

Полученные формулы используют в эксплуатационных расчетах

Формулы можно применять только при положительной

начальной остойчивости судна (h>0)
Пределы применения этих формул те же, что и для метацентрических формул (|θ|< (10-12)° и |ψ|< 1,5°)
Слайд 37

Задание на самостоятельную работу Теория судна, ГМА 2009: п.п. 2.3, 2.4, 2.5

Задание на самостоятельную работу

Теория судна, ГМА 2009:
п.п. 2.3, 2.4, 2.5