LỜI NÓI ĐẦU . Đất nước ta với điệu kiện đòa lý và điệu kiện tự nhiên hết sức thuận lợi cho sự phát triển vận tải đường thủy. Với bờ biển dài trên 3.000km chạy suốt từ Bắc tới Nam, hệ thống sông ngòi chằn chòt và đa số các tỉnh, thành phố đều nằm gần bờ biển. Do đó ngành giao thông vận tải đường thuỷ đóng vai trò quan trọng và hơn nữa sự vận tải bằng đường biển có nhiều thuận tiện cho sự lưu thông hàng hoá, thông thương trong nước, ngoài nước với hiệu quả kinh tế cao. Chính vì thế ngành vận tải đường biển đang được nhà nước hết sức quan tâm đầu tư và phát triển. Một trong những ưu điểm nổi bật của vận tải đường biển là sự đa dạng về chủng loại hàng hoá, số lượng lớn, cước phí vận chuyển rẽ. Một trong những chũng loại hàng phổ biến nhất và luôn luôn đòi hỏi với khối lượng lớn, đó là hàng khô. Do yêu cầu của vận chuyển đó, tàu hàng khô trong vận chuyển đường biển được xếp vào một trong những loại tàu thông dụng nhất cả về số lượng, chất lượng và trọng tải. Đóng mới những tàu tải trọng lớn cho việc chuyên chờ nhiều loại hàng hóa thực sự là vấn đề không nhỏ đối với các nhà máy đóng tàu cùng với sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác: Công nghệ thông tin, tự động hoá thiết kế, công nghiệp vật liệu, công nghiệp chế tạo… đã đưa công nghệ đóng tàu phát triển vượt bật. Hiện nay Việt Nam, các nhà máy đóng tàu phía Nam đưa vào có sử dụng tàu có trọng tải 4.000 tấn và hiện đang được đầu tư đóng mới tàu có trọng tải 130.000 tấn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo của từng môn học đã trang bò cho em đầy đủ những kiến thức, những hiểu biết để em có được ngày hôm nay. Trong thời gian làm đề tài em đã hết sức cố gắng phấn đấu hoàn thành, tuy nhiên do trình độ nhận thức của bản thân về cả lý thuyết và thực tế có hạn, thời gian tương đối ngắn nên khó tránh được những sai xót. Kính mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo để em có được bài học kinh nghiệm trong chuyên môn. 1 BÀI TẬP LỚN SỐ 1 ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC TÀU THỦY I .XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH . Đường hình dáng tàu có quan hệ mật thiết đến tốc độ tàu, tính hàng hải, tính ổn đònh, dung tích chở hàng và công nghệ đóng,sửa chữa tàu. Xây dựng hình dáng tàu không hoàn toàn dựa vào lý thuyết để thiết kế, mà phải dựa vào thực tế, tài liệu mô hình thí nghiệm, căn cứ vào lý thuyết và yêu cầu khai thác, dựa vào tàu mẫu tốt để xây dựng và hiệu chỉnh một cách thích đáng . Lựa chọn phương pháp xây dựng tuyến hình hiện nay có các hệ thống thiết kế tuyến hình tàu : • Thiết kế mới: Theo phương pháp này việc xây dựng đường cong diện tích sườn có thể thực hiện bằng phương pháp giải tích hay phép tính gần đúng mà cơ sở của nó là kết quả nghiên cứu của các mô hình trong bể thử • Tính chuyển đồng dạng từ tàu mẫu. Trong thực tế thiết kế người ta sử dụng rộng rãi phương pháp tính chuyển bản vẽ lý thuyết của tàu mẫu để thu được bản vẽ lý thuyết của tàu thiết kế. Phương pháp tính chuyển đơn giản nhất là tính chuyển đồng dạng, nhưng phép tính chuyển như vậy chỉ áp dụng khi các kích thước L, B, T thay đổi, còn các hệ số béo giữ nguyên không thay đổi. Lượng chiếm nước, bán kính tâm nghiêng, vò trí trọng tâm của các đại lượng và các yếu tố khác của bản vẽ lý thuyết được tính dễ dàng bằng các công thức đơn giản. Ta sẽ thu được hình dáng của tàu thiết kế từ hình dáng ban đầu của tàu mẫu. 2 BÀI TẬP LỚN SỐ2 TÍNH TOÁN TÍNH NỔI. 2.2.1 Mục đích và yêu cầu của bài tập: 2.2.1.1. Mục đích: - Bài tập này giúp cho sinh viên nắm được cách thức tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi, đồ thị Bonggien, đồ thị Phiaxốp và biết cách sử dụng các đồ thị này. - Chuẩn bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết để có thể giải quyết các bài toán Lý thuyết tàu như tính ổn định, tính chống chìm, tính hạ thuỷ, tính sức bền thân tàu … 2.2.1.2.Yêu cầu: - Áp dụng được hai phương pháp tích phân gần đúng là hình thang và Simpson trong việc tính toán, xây dựng các đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi, đồ thị Bonggien, đồ thị Phiaxốp. - Biết cách sử dụng các đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi, đồ thị Bonggien, đồ thị Phiaxốp. 2.2.2. Lựa chọn phương án: -Trong phần tính toán tính nổi sẽ tính toán, xây dựng các đồ thị: 1.Xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi. 2.Xây dựng đồ thị Bonggien. 3.2.1 Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi: 3.2.1.1 Bài tập thực hành: Từ đường hình đã xây dựng ở bài tập 1, hãy tính toán xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nổi. 3.2.1.2 Hướng dẫn thực hiện: Đồ thị biểu diễn các yếu tố tính nổi theo mớn nước tàu: D, V, S, X f , X c , Z c , r, R, α, β, δ = f(T). 3  Trình tự xây dựng : - Tính các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau. - Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tố tính nổi tính cho mớn nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định. - Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bất kỳ sẽ được xác định bởi giao điểm của mớn nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi, tính theo tỷ lệ xích trục hoành. - Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S = f(T), nhóm X c , X f , Z c = f(T), nhóm α, β, δ = f(T), có ghi tỷ lệ xích trên các đường . -Tính diện tích mặt đường nước S: S = 2L ( )             + −+++++ 2 100 10321 yy yyyyy o =2.7,8.(227,318-(2.785+3,218)/2)=3499,337(m 2 ) -Tính thể tích chiếm nước V:             + −+++++∆= 2 5 54321 SS SSSSSSTV O O -Tính trọng lượng tàu D: D = γV=1,025 . 16366,802= 16775,972(m 3 ). - Tính hoành độ trọng tâm mặt đường nước X f : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 5 .5.4.3.2.10 100 10210 010 010192837465 yy yyyy yy yyyyyyyyyyy LX f + −++++           − −−+−+−+−+−+ ∆= -Tính hoành độ tâm nổi X c : X c ( )       + −++++ + −+++ = 2 2 50 5210 5500 5 51100 SS SSSS XSXS XSXSXS ff fff 4 -Tính cao độ tâm nổi Z c : Z c = ( ) ( ) [ ] 50543210 50543210 2/1 2 5 54.3.2.1.0 SSSSSSSS SSSSSSSST +−+++++       +−+++++∆ -Mômen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục x:         + −+++++ ∆ == ∫ − 2 3 2 3 3 2 3 0 3 10 3 10 3 9 3 2 3 1 3 0 2 2 yy yyyyy L dx y I L L x - Bán kính tâm ổn định ngang: V I r x = -Momen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục y:       +−+++++∆== ∫ − )( 2 5 )(5 )(1.02 2 010 2 010 2 4 2 5 3 2 2 2 6 yyyyyyyLdxyxI L L y -Mômen quán tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước: 2 . fyf XSII −= - Bán kính tâm ổn định dọc: V I R f = - Tính các hệ số α, β, δ. Hệ số diện tích mặt đường nước α : ii i i LB S . = α Hệ số diện tích mặt cắt ngang giữa tàu β : ii i i TB ω β = 5 Hệ số thể tích chiếm nước δ : iii i i TBL V = δ -Tính toán tương tự với các ĐN còn lại ta có bảng giá trị các yếu tố tính nổi + -Tính toán với các ĐN còn lại ta có bảng giá trị các yếu tố tính nổi. Bảng 2.1: Bảng gía trị các yếu tố mặt đường nước:                      ! " # $ %&' ($ ' ' (!' (!' '('' '('' $(' '('' $"( $"(  $)  (!' (!' '('' '('' $(' $(' $"( $"(  #)  (!' (!' '('' '('' $(' !(#' $"( $"(  ")  (!' (!' '('' '('' $(' #(#' $"( $"(  !)  (!' (!' '('' '('' $(' "(' $"( $"(  ) ( $ (  '('" '( "(' ""(!' !('# ( # )! ! ('' ($# '(' '( ($# ( #(' "(#' )" " ( '($ '(# ($! ( '(" (" '("$ )# # '($' '( '( ( ( "$(! '(" '(' )$ $ '(!# '( '(  (# '(# !!( ' '( '('' ')' ' '('' '(  '( (' '( ('' '('' '('' 6 *  !( ( '(# !( '#( ! ᵋ '('! '('' *+ !( '#( ! ,-.  "(# /0 1. '(' 23-1." '('' 4-.!  '!(  kí hiệu sườn số sườ n i tung độ Ymi- Ydi i(Ymi -Ydi) Ymi+Yd i i*i(Ymi+Ydi) Ydi^3 ∆L Ymi Ydi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DN75 0 3.0 7 10 0 5.4 0 5.40 0.00 0.00 10.80 0.00 157.4 6 157.46 9_11 1 5.4 0 5.40 0.00 0.00 10.80 10.80 157.4 6 157.46 8_12 2 5.4 0 5.40 0.00 0.00 10.80 43.20 157.4 6 157.46 7_13 3 5.4 0 5.40 0.00 0.00 10.80 97.20 157.4 6 157.46 6_14 4 5.4 0 5.40 0.00 0.00 10.80 172.8 0 157.4 6 157.46 5_15 5 5.2 4 4.66 0.58 2.91 9.90 247.3 8 143.7 1 101.00 4_16 6 4.5 3 3.45 1.07 6.44 7.98 287.3 2 92.78 41.21 3_17 7 2.9 4 2.00 0.93 6.52 4.94 242.0 6 25.31 8.05 2_18 8 1.7 7 0.93 0.84 6.75 2.70 172.8 0 5.56 0.80 1_19 9 0.7 9 0.28 0.51 4.59 1.07 86.51 0.49 0.02 0_20 10 0.0 0.12 -0.12 -1.20 0.12 12.00 0.00 0.00 7 0 tổng Yi 55 80.70 3.82 26.0 1 80.70 1993.5 7 ᵋ 0.06 0.00 tổng Yi-ɛ 80.64 1993.5 7 S=2∆LΣ(3) 495.52 Xf=Σ(4)/Σ(2) 0.07 Ix=2/3∆LΣ(7) 0.00 iy=2∆L^3*tổng(6 ) 4670.2 5                     ! " # $ %& ' ' ('# ' ' (' (' '('' '('' '(#' '(''  "(!  "(! $)  (' (' '('' '('' '(#' '(#'  "(!  "(! #)  (' (' '('' '('' '(#' ('  "(!  "(! ")  (' (' '('' '('' '(#' $"('  "(!  "(! !)  (' (' '('' '('' '(#' "(#'  "(!  "(! ) ( ($" '(! (#' '('  "(  ( ' (# )! ! (" (# '( " ($ #($ ('# '!(! "(## )" " (# (' '(" ( # !($ ($! #( "( )# # (" ("" (' (# ($ !( (# ( ! 8 )$ $ '($" '(!! '( (#' (! ( '($ '($ ')' ' '('' '(  '( (' '( ('' '('' '('' * #!(' (## '( #!(' !" ($ (# " ᵋ '('! '('' *+ #!( (#" ,-. (! /0 1. '(' 23-1." ( 4-*! '('                     ! " # $ %& ' ('# ' ' (' (' '('' '('' '(#' '(''  "(!  "(! $)  (' (' '('' '('' '(#' '(#'  "(!  "(! #)  (' (' '('' '('' '(#' ('  "(!  "(! ")  (' (' '('' '('' '(#' $"('  "(!  "(! !)  ( ('  '('# '( '(" "( "  '(#  "(! ) (# ('"  '(! ($ $(#$ "(# (! '(# )! ! ("# (   '(" (! #($ $#(  ( $(!" )" " (  (!#  (! #(' !( '( !( '('' )# # (' (!#  ($  ('# ($#  (  (# $(" )$ $ '(' (   ( (  '('' (! 9 ( '($ ')' ' '('' '(  '( (' '( ('' '('' '('' * #(#  ($  "( #(#  (#! ' ("" ᵋ '('! '('' *+ #("! ' ("" ,-. !(! /0 1. '('$ 23-1." $'( # 4-*! #$#(!                     ! " # $ %&'' ' (' ' ' (' (' '('' '('' '(#' '(''  "(!  "(! $)  (' (' '('' '('' '(#' '(#'  "(!  "(! #)  (' (' '('' '('' '(#' ('  "(!  "(! ")  (' (' '('' '('' '(#' $"('  "(!  "(! !)  (' (' '('' '('' '(#' "(#'  "(!  "(! ) ( ( '(# '($ '(! !(!'  '(#  (## )! ! (# (" '( '("" $( " ( $ ('# ' ($ )" " ($ ('  '( '(" "($$ $(!! !(' !!( )# # ($ ("  '(! (#! !(# $ ( (! (#" 10