Pogledaj cjelineTablice naprezanja, instrumenti za proračun krcanja i djelomičan gubitak uzgona neoštećenog broda
Poprečna sila i moment savijanja duž trupa
1Lekcija jednostavnim riječima
Težina i uzgon mogu se razlikovati duž broda. To opterećuje trup kao nosač, koji djeluje poput grede, poprečnom silom i momentom savijanja.
Dvije raspodjele
Zamisli brod podijeljen na kratke odsječke. Svaki ima svoju težinu: čelik, teret, gorivo, balast. Svaki dobiva i svoj uzgon od vode koju istiskuje. Ukupno su jednaki pa brod pluta. Po odsječcima se rijetko podudaraju. Gdje težina premašuje uzgon, odsječak teži prema dolje; gdje prevladava uzgon, prema gore. Razliku po metru prikazuje krivulja opterećenja, u tonama po metru (t/m).
Poprečna sila
Poprečna sila (SF) na nekom presjeku zbroj je neto opterećenja od jednog kraja broda do tog presjeka, u tonama. Nastoji vertikalno pomaknuti jedan dio trupa u odnosu na susjedni. SF je na oba kraja nula. Najveća je gdje krivulja opterećenja mijenja predznak, često blizu četvrtina duljine ili uz teško nakrcano skladište pokraj praznoga.
Moment savijanja
Moment savijanja (BM) na nekom presjeku zbroj je poprečne sile duž broda, u tona-metrima (t·m): površina ispod krivulje SF. BM je na oba kraja nula, a najveći gdje SF prolazi kroz nulu, obično blizu sredine broda. Velik BM savija cijeli trup poput grede. Nemoj ga zamijeniti s BM, metacentarskim polumjerom u stabilitetu.
Jedinice u računalu
U tablicama naprezanja t znači tona sile: sila težine jedne tone. Mnoga računala za ukrcaj prikazuju SF u kilonjutnima (kN), a BM u kilonjutn-metrima (kN·m). Za usporedbu podijeli s 9,81: 180.500 kN približno je 18.400 t; 1 t·m približno je 9,81 kN·m.
Zašto je to časniku važno
Prevelik SF može izazvati izvijanje ili pucanje bočne oplate i pregrada uz teško nakrcana skladišta. Prevelik BM može slomiti oplatu palube ili dna na sredini broda. Na oboje utječeš redoslijedom ukrcaja, iskrcaja i balastiranja. Sljedeće lekcije obrađuju pregib i progib, zatim granice naprezanja i računalo za ukrcaj.
2Korak po korak
Riješeni primjer: SF i BM na pravokutnoj teglenici
- 1
Postavi teglenicu: duljina 100 m, pet odjeljaka po 20 m, masa praznog broda 1.000 t ravnomjerno raspoređena (10 t/m). Ukrcaj po 600 t u svaki krajnji odjeljak.
Istisnina je 2.200 t. Pravokutna teglenica na ravnoj kobilici ima jednolik uzgon: 2.200 ÷ 100 = 22 t/m.
- 2
Odredi krivulju opterećenja. Težina na krajevima je 10 + 600 ÷ 20 = 40 t/m, a u sredini 10 t/m. Neto opterećenje = težina − uzgon.
Krajevi +18 t/m (preteški), sredina −12 t/m (prevelik uzgon). Zbroj neto opterećenja je nula.
- 3
Poprečna sila 20 m od kraja: 18 × 20 = 360 t.
SF je zbroj neto opterećenja od kraja. Ovdje je najveća jer opterećenje mijenja predznak.
- 4
Poprečna sila na sredini broda: 360 − 12 × 30 = 0 t.
SF prolazi kroz nulu pa je BM ovdje najveći.
- 5
Moment savijanja 20 m od kraja: površina trokuta ispod krivulje SF = ½ × 20 × 360 = 3.600 t·m.
BM je površina ispod krivulje SF od kraja broda.
- 6
Moment savijanja na sredini broda: 3.600 + ½ × 30 × 360 = 9.000 t·m.
Zbroji površine s pripadajućim predznakom ispod krivulje SF od kraja do sredine broda.
3Ključni podaci
- Krivulja opterećenja
- Težina − uzgon po metru, u t/m
- Poprečna sila (SF)
- Zbroj neto opterećenja od jednog kraja do presjeka, u t
- Moment savijanja (BM)
- Površina ispod krivulje SF od jednog kraja, u t·m
- Najveći BM
- Gdje SF prolazi kroz nulu, obično blizu sredine broda
- Na krajevima
- I SF i BM jednaki su nuli
- Jedinice
- 1 t ≈ 9,81 kN; 1 t·m ≈ 9,81 kN·m
4Ključne točke
- 1
Težina i uzgon ukupno su jednaki, ali ne po odsječcima; razliku prikazuje krivulja opterećenja.
- 2
SF je zbroj opterećenja (t); BM je zbroj SF (t·m).
- 3
BM je najveći gdje SF prolazi kroz nulu; SF je najveća gdje krivulja opterećenja mijenja predznak.
- 4
Provjeri koristi li računalo t i t·m ili kN i kN·m.
5Česte pogreške
Pogrešno: Ako brod pluta na svojim oznakama gaza, trup nije napregnut.
Točno: Ukupna težina jednaka je ukupnom uzgonu, ali njihova raspodjela duž broda ipak može stvoriti velik SF i BM.
Pogrešno: Poprečna sila najveća je na sredini broda.
Točno: SF je obično najveća blizu četvrtina duljine, gdje se opterećenje mijenja. BM je obično najveći blizu sredine broda, gdje je SF nula.
Pogrešno: BM na zaslonu naprezanja metacentarski je polumjer.
Točno: Ovdje je BM moment savijanja u t·m ili kN·m. Metacentarski polumjer BM u stabilitetu duljina je u metrima.
6Praktični slučaj i ključ za ispit
Pravokutna teglenica duljine 100 m ima masu praznog broda 1.000 t ravnomjerno raspoređenu i 1.200 t tereta. Usporedi ukrcaj svega tereta u srednji odjeljak duljine 20 m s ukrcajem po 240 t u svaki od pet odjeljaka duljine 20 m. Što manje savija sredinu broda?
Prikaži odgovor
Uz teret koncentriran na sredini broda, uzgon je 22 t/m. Neto opterećenje izvan srednjeg odjeljka je −12 t/m, a unutar njega +48 t/m. SF doseže −480 t na 40 m i vraća se na nulu na sredini broda. BM = −9.600 − 2.400 = −12.000 t·m. Uz 240 t po odjeljku, težina i uzgon posvuda su 22 t/m: neto opterećenje, SF i BM su nula. Ravnomjerna raspodjela manje savija sredinu broda.
Savjeti za ispit
- Opterećenje = težina − uzgon po metru; SF = zbroj opterećenja; BM = zbroj SF.
- SF je na krajevima nula; BM je najveći gdje je SF = 0.
- Pri zbrajanju površina ispod krivulje SF uzmi u obzir predznake.
- Pretvori kN u t dijeljenjem s 9,81.
Završite ovu cjelinu
Kad je pročitate, odgovorite na tri pitanja. Za završetak cjeline sva tri odgovora moraju biti točna; samo otvaranje stranice ne računa se.
Moje bilješke za ovu cjelinu
Nema bilješki