10437
.pdf
151
-для определения вертикальной координаты центра давления hD 3 ,
сумму моментов берем относительно оси х и уравнение запишется в виде
4
£ (Р , - h r i)-P 3 ■hD3, (14)
i-1
тогда
4
Z (Pi -ha) |
|
hD3 - J-^ ---------------------------------------------------- |
, м,(15) |
P 3 |
|
hD3 = 3,01 м.
На рис. 56 показана найденная сила Р 3 и точка её приложения с ко ординатами x D3 и hD3.
2.3.2 Расчет лобовой поверхности
Лобовая поверхность является цилиндрической и показана на рис.57 линией А В с образующей длиной b.
Расчет силы Р 4 на эту поверхность выполняется поиском двух её со ставляющих сил: горизонтальной Рх и вертикальной Ру.
Горизонтальная сила находится либо по формуле (3), либо по фор муле (9*), поскольку цилиндрическая поверхность заменяется на плоскую, вертикальную, прямоугольную (такая поверхность является проекцией ци линдрической). Решим эту задачу по формуле (9*), для неё
b = 7,85 м; hj = 0; h2 = 4,95 м,
Рх - |
4 952 |
1 0 0 0 ■9,81 ■7,85—------ =943,45 кН. |
|
x |
2 |
На рис. 57 построена эпюра гидростатического давления на заменен ную плоскую поверхность; через центр тяжести этой треугольной эпюры проходит найденная сила Рх , которая приложена на расстоянии hDx от по
верхности воды, равном hDx = 2 h 2 = 3,3 м.
Вертикальная сила Ру зависит от величины объема тела давления и
определяется по формуле |
|
Ру= р g Vrn.0, Н, |
(16) |
где Vm,d - объем тела давления, м3; телом давления называется тело, нахо
дящееся над цилиндрической поверхностью. Чтобы найти его величину необходимо крайние точки А и В (рис. 57) спроецировать на уровень вод ной поверхности. Точка А спроецируется в положение А ', точка В - в
152
положение В '. Таким образом, величина объема тела давления определяет ся произведением ширины b на площадь тела давления А В В 'А' и формулу
(16) можно переписать в виде:
Ру= р g b Sm.d, Н, |
(16*) |
где b - ширина днища дока, по заданию b =7,85 м; Smg = SabbA' - площадь
тела давления, её легко определить из рис. 56, сложив площади составля ющих прямоугольников:
Sm.d = (3,65 + 3,6 + 3,13 + 1,9) • 1,24 = 15,23 м2 .
Тогда
Py = 1000 • 9,81 • 7,85 • 15,23 = 1172,84 кН.
Сила Ру проходит через центр тяжести тела давления. Так как тело давле
ния не заполнено водой, то эта сила производит выталкивающийэффект и направлена вверх (в случае, если тело давление будет заполнено водой, то вертикальная составляющая ру.производит надавливающий эффект, и бу дет направлена вниз). Центр тяжести тела давления определяется значени ем, найденным по формуле (13), т.е. x D3 = хгу, =1,46 м.
Результирующая сила Р 4 от гидростатической нагрузки на цилин
дрическую поверхность находится по формуле: |
|
|
Р4 - f i X f T P f . |
H . |
(17) |
Р4 - V943.452 + 1172.842 - |
1505,21 кН. |
|
Угол наклона этой силы к горизонту определяется зависимостью:
tga- |
p f , |
(18) |
|
px |
|
1172.84 |
„ _ |
|
t g a - -----------=1,24. |
||
3 |
943.45 |
|
Этому значению соответствует угол а = 51,12°. Графически положе ние силы Р 4 (рис.57) находится следующим образом:
1.Строится в масштабе треугольник сил.
2.Линии действия сил Рх и Ру проводятся до их пересечения.
3.Точка пересечения определит линию действия результирующей силы
Р4, а приложена эта сила к обшивке корпуса носовой секции дока под
углом а .
156
3 Требования к оформлению работы
Отчетный материал набирается на компьютере в формате Microsoft Word и распечатывается на принтере на листах бумаги формата А4 с одной стороны. Размеры полей страниц: левое 25 мм, верхнее 15 мм, правое 15 мм, нижнее 15 мм. Страницы должны быть пронумерованы в верхней пра вой части, включая титульный лист (но он не нумеруется). Текст набирает ся шрифтом Times New Roman Cyr № 14 (№12) с межстрочным интерва лом 1,0 (одинарный). В текст отчета включаются формулы, которые долж ны набираться только с использованием редактора формул Microsoft Word, таблицы, а также графические материалы (рисунки, схемы, графики). Дан ные материалы должны иметь сквозную нумерацию и названия. На все таблицы и графические материалы должны быть сделаны ссылки. При этом расположение данных объектов должно быть после ссылок на них. Номер таблицы и её название помещается над таблицей в качестве заго ловка. Номер рисунка и его название помещается под рисунком.
Отчетный материал компонуется в следующей последовательности:
-титульный лист (образец оформления приводится в приложении 4);
-бланк исходных данных (образец оформления приводится в прило жении 1 );
-содержание работы;
-контрольные вопросы и ответы на них;
-контрольные задачи и их решение;
-расчет, состоящий из 4-х разделов в последовательности, изложен ной выше в настоящих указаниях;
-чертеж, выполненный на листе ватмана формата А2 (420*594) мм или формата А3 (297*420) мм с нанесением исходной расчетной схемы до ка и всех чертежей, поясняющих расчет, которые должны быть выполнены
вмасштабе.
В конце расчета приводится список использованных источников, слово «Литература» записывают в виде заголовка.
157
Литература
1 Чугаев, Р.Р. Гидравлика: учебник для вузов / Р.Р. Чугаев. - Л.: Энергия, 1982 - 572с.
2Лапшев, Н.Н. Гидравлика: учебник для студ. высш. учеб. заведе ний / Н.Н. Лапшев. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 272 с.
3Штеренлихт, Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. - В 2-х кн.: Кн. 1 / Д.В. Штеренлихт. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 351 с.
4Метревели, В.Н. Сборник задач по курсу гидравлики с решениями: учеб.пособие для вузов / В.Н. Метревели. - М.: Высш.школа, 2008. - 192 с.
5Агеева, В.В. Расчет нагрузок на элементы конструкции докового типа: метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидравлика» студентами II курса общетехнического факультета / В.В. Агеева. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2001. - 14 с.
6СТП ННГАСУ 1-1-98 Основные надписи; 1-2-98 Титульный лист; 1-4-98 Пояснительная записка; 1-6-98 Расчет.
