船舶氣囊下水的理論與實踐.pdf

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1、中外船舶科技2015年第1期氣(接上期)船舶氣囊下水的理論與實踐朱珉虎(江蘇省船舶設(shè)計研究所，江蘇鎮(zhèn)江212003)3．1．8實例：4350DWT多用途貨船起墩計算是用鋼纜拴住船體，不讓它下滑，圖62就是用鋼纜1)主尺度和下水參數(shù)拴住船體舭龍骨的一種安全措施。本船是一艘單槳、單舵、球尾和前傾首柱，航行鋼纜的牽引力計算非常重要。已經(jīng)發(fā)生的氣囊于無限航區(qū)的多用途貨船。具有首側(cè)推裝置、首尾下水失敗案例中有相當(dāng)一部分是因鋼纜斷裂引起連續(xù)干舷甲板。尾甲板、二甲板略有升高，短首樓，的。分析其原因，一是對牽引力估算不足，選用了過機艙和甲板室布置在船尾。細(xì)的鋼纜，一是采用了不合格的鋼纜或使用已久的總長L

2、OA／m約99．96磨損鋼纜造成，所以起墩前應(yīng)對鋼纜牽引力進(jìn)行核垂線間長PP／m96．00算。船寬／m16．00舯部船底平直部分寬度L／m12．9O型深D／m7．35吃水T／m4．88／5．1O方形系數(shù)／C0．8載重量／t約4350／4650噸位／GT3900集裝箱數(shù)／TEU貨艙150／艙蓋75肋距，in0．7下水質(zhì)量G／t1736．76圖62用鋼纜拴住船體(現(xiàn)場拍攝)如圖63所示，鋼纜上的牽引力F主要由兩部下水質(zhì)量縱向重心位置LCG／In一4．61分組成：一是傾斜的船體產(chǎn)生的平行于龍骨線的分2)計算起墩所需氣囊數(shù)量力，它是使船體沿坡道下行的主要作用力；二是本船建造時墩木高度為0．8In

3、，擬采用“昌林”氣囊滾動的阻力R，它能阻止船體下行的趨勢，其牌CL5型高承載力船用橡膠氣囊，其直徑D=1．5方向與相反。in，長度L=15rn，額定使用壓力Pe=0．11MPa，求起墩所需的氣囊數(shù)量。本船起墩時，要求氣囊工作高度H大于0．8m，氣囊壓縮量Z=D—H=1．5一O．8=0．7ITI■本船起墩所需的氣囊數(shù)量按式(41)計算圖63牽引力計算船底對氣囊的正壓力P垂直于船底平面，與重凡=0．001百韙百=．0．0．0．8．0．．x．1O．x．1．1．．71．．x．3．O．6．7．7．．x6．．x1．．29．98．—0—1力方向形成OZ角，其值等于：21．4只(實際起墩時，取整數(shù)22只

4、)。P=W·cos(43)3．1．9鋼纜的牽引力核算引起船舶運動的下行力，其值應(yīng)等于：在船舶氣囊起墩作業(yè)中，最重要的安全措施就W=W·sina(44)作者簡介：朱珉虎，男，高級工程師，研究方向為游艇設(shè)計與制造及船舶氣囊下水技術(shù)。水中外船舶科技2015年第1期鋼纜上的牽引力F等于這兩部分之和：的許用拉力只有破斷拉力的幾分之一。F=W一R^=W·sint~一RA(45)鋼絲繩的許用拉力按式(49)計算：盡管船底基平面與水平面的夾角Ot與坡道角【刀=，K(49)不同，但起墩時其差別很小，因此可用坡道角來式中：【7]為鋼絲繩許用拉力；為鋼絲繩的破斷拉取代Ot，由此式(45)可寫成：力；K為安全系

5、數(shù)。F=W·sinJB—R(46)文中列出了不同用途鋼絲繩的安全系數(shù)，供參影響氣囊滾動阻力的機理十分復(fù)雜，目前還沒考：1)系船、拖拉用的大繩，K=3．5—4；2)卷揚有足夠精確的計算方法和測試數(shù)據(jù)，但根據(jù)掌握的機、滑輪組用牽引鋼絲繩，K=5～6；3)捆綁吊實踐資料表明，可以用滾動阻力系數(shù)對其進(jìn)行描索用鋼絲繩，K=8～10。述，即滾動阻力可表達(dá)為船底正壓力乘以滾動阻力3-2氣囊運動學(xué)系數(shù)的值：氣囊運動學(xué)研究了氣囊的滾動機理、滾動速度RA=·P=·W·c0s(47)和滾動阻力。式中：為氣囊滾動阻力系數(shù)，其數(shù)值與坡道坡度、3．2．1氣囊運動速度地面質(zhì)材、氣囊充氣壓力大小以及氣囊擺放等因素氣囊在

6、船底下被壓成扁平的形狀，其不接觸船有關(guān)。關(guān)于的計算將在下一節(jié)中討論。底或地面的自由表面由于內(nèi)部壓力(垂直于囊壁)同樣，式中船底基平面與水平面的夾角用坡和表面張力的作用而呈圓弧形。道角JB來取代，其誤差不會太大。因此，起墩時鋼纜當(dāng)船體相對于地面移動一個微量的距離s時，的牽引力可按式(48)核算：如果氣囊的外表面與船底或地面的摩擦力足夠大，F(xiàn)≥·sin盧一／z·W·COS(48)大到不產(chǎn)生相對運動，則氣囊上下表面會產(chǎn)生一個上述內(nèi)容核算的是一根鋼纜的受力，當(dāng)采用二相對位移s，氣囊產(chǎn)生剪切變形。在圖64中，黑色輪根鋼纜拴住船體時，則每根鋼纜的許用拉力應(yīng)大于廓是氣囊未變形時的形狀，產(chǎn)生剪切變形后的

7、瞬間m。形狀用虛線表示。在鋼纜牽引力的計算中存在許多不確定因素，力如：1)鋼纜牽引力的方向與船體下滑力的方向不一移的力致；2)船體下水時估算的重量存在偏差；3)坡道的角度測量存在偏差；4)用坡道角取代船體的實際“傾斜角0c會引起誤差；5)環(huán)境影響，如風(fēng)力的影簪響；6)采用二根鋼纜牽引時，會產(chǎn)生不平衡力。為了珠平媲降低這些不確定因素，可在選用鋼絲繩時引進(jìn)安全圖64氣囊在滾動時的形狀變化系數(shù)。鋼絲繩的安全系數(shù)是破斷拉力與許用拉力由于氣囊