由船舶橫搖運動產(chǎn)生的最大橫向加速度的計算及應(yīng)用

1、由船舶橫搖運動產(chǎn)生的最大橫向加速度的計算及應(yīng)用1概述在進(jìn)行舾裝設(shè)計的時候,我們需要適合于大多數(shù)船型的橫向加速度,以此來確定橫向力的大小。為設(shè)計舾裝件提供,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。橫向加速度,是如何計算出來,一直是設(shè)計人員比較關(guān)心的問題。本文根據(jù)CCS設(shè)計規(guī)范,詳細(xì)地計算出橫向加速度。2關(guān)鍵詞最大橫搖角最小橫搖周期最大橫向加速度最大橫向力2.1我們知道船舶在航行過程中,有三種運動形式。即橫搖運動,縱搖運動和垂向運動。有的時候,我們在設(shè)計舾裝件的過程中,特別需要知道由船舶橫搖運動產(chǎn)生的最大橫向加速度。例如,我們在設(shè)計一種特殊的艙口蓋見圖1所示。 圖1艙口蓋受到由橫搖運動產(chǎn)生力F作用原理圖2.2由于導(dǎo)向桿受到橫向

2、力F的作用,所以我們需要計算導(dǎo)向桿的強度,要計算導(dǎo)向桿的強度,就必須知道由船舶橫搖運動引起的船舶橫向加速度。橫向力F=ma其中m艙口蓋的質(zhì)量;a由橫搖運動產(chǎn)生的最大橫搖加速度。2.3需要確定船舶的最大橫搖角度。根據(jù)CCS鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2009年版第2分冊第七章第2-246頁,第4.2節(jié)船舶的運動船舶的搖擺振幅和周期:船舶的最大橫搖角 式中:船寬,m。船舶的最大橫搖角,不必大于30度,因為我們需要計算最大的橫搖加速度,所以在計算中取最大橫搖角=30;2.4需要確定船舶的最小橫搖周期。根據(jù)CCS鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2009年版第2分冊第七章第2-246頁,第4.2節(jié):船舶的橫搖周期T,可按下式計算:

3、根據(jù)公式T=1.7(B+200.5,式中B船寬,m;船寬B=30m橫搖周期T=1.7(30+200.5=12(s2.5計算最大的由船舶橫搖運動產(chǎn)生的最大橫搖加速度。根據(jù)CCS國內(nèi)航行海船建造規(guī)范(2006第2篇第9章,第2-260頁:橫搖角加速度應(yīng)按下式計算: 因為這個艙口蓋要出標(biāo)準(zhǔn)圖,要適合大多數(shù)船型。所以,要求出適合大多數(shù)船型的最大橫向加速度。取船舶的型深D=30m。最大橫搖角:=30°最小橫搖周期,T=12(S;根據(jù)上面公式:最大橫向加速度a=(3.14/6×(6.28/122×30=4.3m/s2最大橫向力F=ma=146×4.3=627.8Nm艙口蓋的質(zhì)量=146kga最大橫向加速度=4.3m/s2最大橫向F,由4個直徑是20mm的圓鋼,共同承擔(dān)。每個圓鋼,只承受1/4的力。最大橫向彎矩M=(F/4×L=(627.8/4×700=109,865N.mm一個直徑是20mm的圓鋼的抗彎模量:W=(3.14/32×8000最大彎曲應(yīng)力:=M/W=109865/785=140MPa4個導(dǎo)向桿的材料Q235