Stabilitatea dinamică este capacitatea unei nave de a rezista, fără a răsturna, efectele dinamice ale momentelor externe.
Până acum, când se analiza problemele de stabilitate, sa presupus că momentul de croazieră acționează static asupra navei, adică Momentul de croazieră mcr a fost egal cu momentul de revenire m. Ar putea fi:
1) sau cu o creștere lentă în mcr. că în orice moment egalitatea mcr = m # 920; ;
2) sau în poziția navei, când a trecut o cantitate considerabilă de timp de la apariția mcr a aplicației.
De fapt, în multe cazuri, momentul de înclinare este aplicat în mod dinamic navei (valuri de rulare, vânt ciudat, etc.). În aceste cazuri, creșterea momentului de bandare are loc mai repede decât momentul de refacere și nu se observă egalitatea între momente. Ca urmare, procesul de înclinație al navei este accelerat.
Cel mai mare unghi de călcâi pe care nava atinge atunci când este înclinat cu accelerația se numește unghiul dinamic al rolei # 920; valoare Dyn depășește în mod semnificativ valoarea unghiului static al rolei # 920; c (pentru mcr.din = mcr.st). Cazul este posibil atunci când, la o accelerație unghiulară semnificativă, cantitatea Dyne va fi atât de mare încât vasul se va răsturna (dacă aplicația statică nu este periculoasă pentru un vas cu magnitudine egală).
În teoria navei, atunci când studiem înclinațiile dinamice, se presupune de obicei că apa și aerul nu rezistă unei astfel de înclinații; această presupunere duce la o eroare în partea sigură.
Fig.62. Pentru a lua în considerare înclinațiile dinamice
6.3.1. Inclinarea navei cu efect dinamic al tocării. Să presupunem că la o navă care are # 920; = 0, momentul mcr este aplicat dinamic. care apoi continuă
Static, fără a schimba amploarea cu o schimbare a unghiului de rulare # 920; (Figura 62).
La înclinația navei # 920; = 0 la # 920; art. când mcr> m # 920; există acumulare de energie cinetică din cauza muncii excesive a momentului de bandare, viteza unghiulară crește d # 920; / dt, accelerația unghiulară d 2 # 920; / dt 2 este pozitiv, dar valoarea sa scade datorită contracției momentului de restaurare. la # 920; = # 920; art. atunci când mcr = m # 920; Inclinația și energia cinetică a navei ating valorile maxime, iar accelerația este zero.
La înclinația navei # 920; # 920; când mcr Ris.63. Pentru definirea unghiurilor dinamice ale rolei navei. 6.3.2. Determinarea unghiului dinamic al rolei navei. Stoc de stabilitate dinamică. Valoarea unghiului Dyne la impactul asupra navei a momentului mcr al unei valori date poate fi găsit prin egalitatea lucrărilor Akr = A # 920; la înclinare # 920; = # 920; Unde integrala (mcr - m # 920;) d # 920; = Acr exprimă munca excesivă a momentului de înclinare la înclinația navei # 920; = 0 la # 920; art. și integrala (m # 920; - mcr) d # 920; = # 948; A # 920; - funcționarea redundantă a cuplului de recuperare în zona de înclinare a navei; # 920; # 920; În Fig. 63 Momentul de tolerare a muncii Akr este un dreptunghi OKVD, iar lucrul momentului de restaurare A # 920; trapezoidală curbilaire OAMVD. Zonele umbrite 1 (OKA) și 2 (AMB) corespund excesului de lucru al călcării # 948; momente acre și restaurare # 948; A # 920; . În consecință, unghiul Dyne poate fi determinată din graficul de stabilitate statică grafic din starea de egalitate în ceea ce privește zonele 1 și 2. Așa cum se poate vedea din figura 63, cu o formă tipică a unei diagrame de stabilitate statică Dyne 2 # 920; art. Din ceea ce sa spus mai sus, este evident că lucrarea momentului de restaurare poate servi ca măsură a stabilității dinamice a navei. Zonă pe DSO sub curba m # 920; (# 920;) OAMVN (în figura 63), care caracterizează lucrarea A # 920; denumită rezervă de stabilitate dinamică a navei (DDO). Cu cât este mai mare această zonă, cu atât este mai stabilă dinamica pe care nava o are atunci când se învârte în poziție în față. Când se ia în considerare figura 55, devine evident că cu cât este mai mică înălțimea metacentrică a vasului, cu atât mai puțin nu este numai marja de stabilitate statică, ci și cea dinamică. Când o navă navighează cu unghi de rulare static , Marja de stabilitate dinamică scade și în Figura 63 este determinată numai de suprafața AMV dintre curba m # 920; (# 920;) și mcr (# 920;). 6.3.3. Limitele stabilității dinamice a navei. Aceste limite sunt: - momentul maxim de toclare mkr.din.max. a căror aplicare dinamică nu provoacă răsturnarea navei (momentul răsturnării); - unghiul maxim de rulare dinamic # 920; dyn.max. Pentru a găsi cantitățile mcr.din.max și Dyn.max puteți utiliza diagrama stabilității statice (Fig.63). Pe măsură ce creșteți mcr. un unghi În creștere. Pentru unele mcr. = mkr.din.max. care corespunde cazului de limitare a egalității dintre zonele 1 și 2, când se poate asigura egalitatea de exces de lucru a momentelor de restaurare și de torsiune, unghiul # 920; dyn = # 920; dyn.max. Prin urmare, Dyn.max este determinată de punctul de intersecție al graficului mcr (# 920;) corespunzător mcr.din.max. cu ramura descendentă a DSO. Dacă, cu o aplicare dinamică a momentului de bandare, valoarea sa este mcr> mcr. atunci munca excesivă a momentului de înclinare nu mai poate fi complet stinsă de excesul de muncă al momentului de restaurare, iar vasul se va stăpâni. Cu o aplicare statică de aceeași mărime a mcr, siguranța călătoriei navei este asigurată, cu condiția ca numai mcr £ mcr.st.max. Se observă din figura 63 că mcr.din.max Astfel, stabilitatea dinamică a navei sub acțiunea mcr a valorii setate este asigurată dacă unghiul de rulare dinamic nu depășește valoarea la care funcționarea momentului de bandare poate fi încă compensată prin lucrarea momentului de refacere. 6.3.4. Diagrama stabilității dinamice a navei. Pentru rezolvarea problemelor dinamice de stabilitate, este convenabil să se utilizeze diagrama stabilității dinamice (DDO), care determină funcționarea cuplului de refacere A # 920; pentru fiecare valoare a unghiului # 920; (Ris.64). După cum se știe, lucrarea momentului de restaurare pe unghiul de rulare poate fi reprezentată de expresie unde funcția m # 920; (# 920;) este o diagramă de stabilitate statică (DSO). Ris.65. Structuri dinamice de stabilitate ale navei: a - cu stabilitate pozitivă; b - cu stabilitate negativă Cu ajutorul DDO este ușor de determinat Dyne din impactul dinamic asupra momentului de croire a navei mcr. precum și limitele stabilității dinamice a vasului mcr.din.max și # 920; dyn.max. Cu condiția ca valoarea mcr să nu se modifice cu o schimbare a unghiului de călcâi, lucrarea momentului de înclinare iar graficul Akp (# 920;) este exprimat printr-o linie dreaptă trasată de la origine (Figura 65, a). Pentru a construi acest grafic pentru # 920; = 1 rad conduce verticala, valoarea mcr (segmentul DE) este pusa pe el in scara lucrarii si linia dorita este extrasa din originea coordonatelor prin punctul D. Punctul de intersecție al graficelor Akr (# 920;) și A # 920; (# 920;) determină valoarea unghiului # 920; deoarece în acest caz avem egalitatea Akp = A # 920; . Tangentele de limitare trasate paralel cu linia dreaptă OD până la diagrama de stabilitate dinamică determină unghiurile de rulare statice # 920; 1 și # 920; 2. Ris.66. Determinarea cuplului de basculare: a) - pentru o navă plutitoare direct (# 920; 0 = 0); b) pentru o navă cu o stabilitate inițială negativă; c) - pentru o navă înclinată la un unghi # 920; 0; d) - pentru o navă cu rola inițială # 920; 0 din cauza deplasării DH de la DP. Figura 66 examinează definiția limitelor stabilității dinamice a unui vas pentru cazurile tipice. Pentru a determina mcr.din.max și (920; = 0), linia tangentă este extrasă de la origine la DDO (Fig.66, a). Evident, această tangenta este graficul Akp = (mcr.din.max) # 920; Abscisa punctului tangent determină valoarea unghiului # 920; dyn.max. Ordonata tangentei # 920; = 1 rad indică, în scara lucrării, valoarea punctului de basculare mopr = mcr.din.max.
Poziția navei cu # 920; = Dyne nu este o poziție de echilibru. Sub influența cuplului excesiv de recuperare, nava va începe să se îndrepte (până la # 920; = A accelerat, apoi a încetinit) și va ajunge într-o poziție # 920; = 0 (în absența forțelor de rezistență) cu viteză unghiulară zero. După aceasta, fenomenul se repetă - nava va oscila în apropierea poziției # 920; = # 920; art. În absența rezistenței la aceste fluctuații din partea apei și a aerului, acestea ar putea continua pe termen nelimitat. În realitate, nava efectuează oscilații amortizate în cazul examinat și în cele din urmă se oprește la o poziție de echilibru cu un unghi # 920; art.
Astfel, pentru înclinațiile echilibrate ale navei (V = const), DDO poate fi construit nu numai pentru funcționarea cuplului de refacere A # 920; dar și pentru umărul stabilității dinamice. Cântarele sunt selectate astfel încât o curbă să exprime A # 920; (# 920;) și cea (# 920;).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: