Порядок выполнения работы

1 2

Динамика судов

Отчёт по лабораторным работам

Выполнил: студент гр. КО-411 Юдин И.С.

Проверил: доцент,к. т. н. Чебан Е. Ю.

Нижний Новгород

2020

Лабораторная работа №1

Статическая и динамическая тарировка модели

Цель: Выполнить статическую и динамическую тарировку модели, обеспечивающую подобие модели и натурного судна.

Исходные данные

Таблица 1 - Характеристики модели

Вес модели с балластом, мачтой, штангой, тарировочными грузами и кренометром,	314 Н
Вес одного груза на штанге,	14,3 Н
Вес штанги,	0,56 Н
Аппликата центра тяжести: модели, ножа,	0,105 м 0,270 м
Расстояние между грузами (начальное)	0,280 м
Отстояние оси качания модели от основной плоскости,	0,270 м

Порядок выполнения работы

1. При произвольном положении штанги по высоте переместим груз на расстояние .

Тогда, начальное значение аппликаты центра тяжести модели определяется по
формуле 19 [1]:

Плечо перемещения штанги с грузами на высоте определяется по формуле 20 [1]:

2. Размещаем тарировочные грузы на штанге симметрично относительно ДП. Отклоняем модель от положения равновесия на угол крена не более 5^о. Замеряем период колебания
модели по электронному секундомеру.

Момент инерции массы модели относительно продольной оси, проходящей через её ЦТ определяется по формуле 21 [1]:

Расчёт производится в табличной форме – в таблице 2.

Таблица 2 – Расчёт момента инерции массы модели

Рассчитав моменты инерции модели при нескольких положениях тарировочных грузов, строим график зависимости , где y – отстояние тарировочных грузов от ДП.

Вывод: в этой работе была выполнена статическая и динамическая тарировка модели, обеспечивающей подобие модели и натурного судна.

Лабораторная работа №2

Исследование бортовой качки моделей судов на тихой воде

Цель: Определить экспериментальным путём период и частоту свободных бортовых колебаний модели на тихой воде, определить присоединённый момент инерции и безразмерный коэффициент гашения бортовой качки.

Порядок выполнения работы

1. Модель, прошедшая статическую и динамическую тарировку, устанавливается поперёк опытового бассейна. Гировертикаль, находящаяся на модели, подсоединяется к осциллографу.

2. Чтобы определить период свободных колебаний на тихой воде, наклоняем модель на некоторый угол крена и отпускаем её. Свободные затухающие колебания модели регистрируются на ленте осциллографа. Одновременно отметчик времени наносит вертикальные линии с постоянным шагом , с.

Осциллограмма затухающих бортовых колебаний, полученных в ходе опыта, представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Углы крена

Из рисунка видно, что количество полных колебаний модели равно n = 10.

Время, за которое модель совершает n полных колебаний, определяется по
формуле 42 [1]:

где – число расстояний между вертикальными линиями временной разметки на выбранном участке записи.

Период свободных колебаний модели на тихой воде определяется по формуле 43 [1]:

Частота свободных бортовых колебаний модели определяется по формуле 25 [1]:

Присоединённый момент инерции массы модели при бортовой качке определяется по формуле 28 [1]:

Коэффициент гашения бортовой качки определяется по выражению 39 [1]:

где – среднее арифметическое амплитуд в начале и в конце полупериода 1/2 .

– разность амплитуд в начале и в конце рассматриваемого полупериода 1/2 .

Предварительно необходимо обработать осциллограмму следующим образом:

1. Прономеровать все амплитуды, начиная со второй.

2. Провести на осциллограмме огибающие кривые.

3. Между величинами огибающими кривыми замерить величины размахов в мм.

Такая обработка бортовой качки выполняется в табличной форме – в таблице 3.

Таблица 3 – Обработка записи затухающих бортовых колебаний модели

№ размаха, к			, град
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
1	15,020	7,510	14,276	1,062	0,744	13,745	0,049
2	-10,804	-10,804	13,214	0,949	0,308	12,739	0,047
3	13,522	20,283	12,265	0,844	-0,897	11,843	0,045
4	-10,042	-20,084	11,420	0,748	-0,616	11,046	0,043
5	11,368	28,419	10,673	0,660	-0,630	10,343	0,041
6	-9,753	-29,260	10,013	0,580	-0,259	9,722	0,038
7	9,503	33,260	9,432	0,509	0,137	9,178	0,035
8	-9,569	-38,277	8,923	0,446	0,580	8,700	0,033
9	7,717	34,726	8,477	0,392	0,803	8,281	0,030
10	-9,280	-46,401	8,085	0,346	0,591	7,912	0,028
11	6,692	36,805	7,739	0,308	0,254	7,585	0,026
12	-8,676	-52,057	7,431	0,279	0,286	7,291	0,024
13	6,272	40,767	7,152	0,258	-0,340	7,023	0,023
14	-7,993	-55,952	6,893	0,246	-0,202	6,770	0,023
15	6,035	45,261	6,648	0,242	-0,376	6,527	0,024
16	-6,811	-54,490	6,406	0,246	-0,318	6,282	0,025
17	6,088	51,746	6,159	0,259	-0,072	6,030	0,027
18	-5,655	-50,897	5,900	0,280	0,188	5,760	0,031
19	6,088	57,834	5,620	0,310	0,415	5,465	0,036
20	-4,893	-48,932	5,310		0,345

Чтобы уменьшить погрешность отклонения углов крена, выполняется аппроксимирующая кривая, сглаживающая результаты замеров пиковых значений. Такая кривая изображена на рисунке 3.

Полученное уравнение по рисунку 3 заносится в IV столбец таблицы 3.

В таблице 3: