Przyczynek do projektowania morskich urzadzeń odbojowych
|
|
- Alina Borkowska
- 5 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Dr hab. inż. Waldemar Magda Prof. dr hab. Zbigniew Sikora Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Przyczynek do projektowania morskich urzadzeń odbojowych artykuł opublikowany w czasopiśmie Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 3/2009, str Gdańsk, 31 maja 2009
2 Rozrzutnoœæ kobiet spowodowa³a ten kryzys! Może trochę dobrej muzyki? «Wystarczy tylko tu kliknąć» Nawigacja ogólna w dokumencie PDF: <Ctrl> + <L> przełaczanie pomiędzy małym i dużym ekranem <Esc> mały ekran < > lub <Page Up> przewiń 1 stronę do przodu < > lub <Page Down> przewiń 1 stronę do tyłu <Shift> + <Ctrl> + <Page Down> przewiń na koniec dokumentu <Shift> + <Ctrl> + <Page Up> przewiń na poczatek dokumentu Nawigacja pomiędzy wewnętrznymi odnośnikami (rysunki, tablice, wzory, cytowania) w dokumencie PDF: <Alt> + < > powrót ze strony elementu docelowego do strony z odnośnikiem <Alt> + < > ponowny powrót do strony elementu docelowego
3 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str Przyczynek do projektowania morskich urzadzeń odbojowych dr hab. inż. Waldemar Magda, prof. Zbigniew Sikora Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Ladowej i Środowiska, Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego ( waldemar.magda@wilis.pg.gda.pl) Urządzenia odbojowe stanowią trwały element wyposażenia stanowisk cumowniczych (postojowych) jednostek pływających. Każdy projekt nowego lub rekonstruowanego stanowiska cumowniczego powinien zawierać obliczenia pozwalające na prawidłowy dobór rodzaju i wielkości urządzeń odbojowych oraz obliczenia określające minimalny rozstaw tych urządzeń w linii cumowniczej. Obliczenia stanowią zatem jeden z nieodzownych elementów projektu. Taka tematyka była wielokrotnie podejmowana przez licznych autorów. Należy jednak stwierdzić, że dotychczas publikowane artykuły i opracowania na ten temat w dalekim stopniu nie spełniają oczekiwań projektanta, zarówno pod względem formalnym (wykorzystania teorii), jak również i sztuki inżynierskiej (liczne błędy we wzorach). Jednym z przykładów może być praca [7], do której uwagi krytyczne przedstawiono w artykule [8]. Inspiracją do dyskusji przedstawionej poniżej, zaledwie na temat kilku istotnych wzorów, jest krytyczna analiza wybranych artykułów, norm i zaleceń, które w licznych przypadkach mogą być podstawą projektowania nowoczesnych systemów morskich urządzeń odbojowych. ENERGIA KINETYCZNA STATKU PODCHODZACEGO DO CUMOWANIA PRZY NABRZEŻU W artykule [1], reklamującym poniekąd urządzenia odbojowe firmy Trelleborg Marine Systems, podano rozwiązanie, które zastosowano na istniejącym nabrzeżu w jednym z polskich portów. W obliczeniach, jak podaje autor [1], wykorzystano ogólnie przyjęty sposób postępowania oraz założenia i wskazówki do projektowania systemów odbojowych firmy z Trelleborga. Sam pomysł publikacji z prezentacją przykładu obliczeniowego, dotyczącego projektowania morskich urządzeń odbojowych, należy uznać za cenny z punktu widzenia dydaktyki, szczególnie jeśli forum stanowi powszechnie dostępne czasopismo. Niestety przykład obliczeniowy tam przedstawiony zawiera poważne błędy i nie może być wskazaniem do zastosowania w praktyce inżyniersko-projektowej. W tej sytuacji należy ponownie sprawdzić procedurę obliczeniową zaprojektowanego nabrzeża, gdyż trwałość tej konstrukcji może być zawodna, jeśli faktycznie obliczenia wykonano zgodnie z przykładem opisanym w artykule [1]. Podstawowe uwagi dotyczą wzoru na energię dobijającego statku, czyli energię kinetyczną statku podchodzącego do cumowania przy nabrzeżu. Wzór ten przedstawiono w postaci [1]: E ks = Mv2 2g C mc e C s C c (1)
4 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str a parametry w nim występujące opisano jako: E ks energię dobijajacego statku, M wyporność statku [t], v prędkość podejścia statku [m/s], g przyspieszenie ziemskie [m/s 2 ], C m współczynnik zwiększajacy masę [ ], C e współczynnik mimośrodowości [ ], C s współczynnik podatności [ ], C c współczynnik konfiguracji nabrzeża [ ]. Jak wynika z obliczeń przedstawionych w dalszej części tekstu [1], energię kinetyczną dobijającego statku,e ks, wyrażono w [knm]! Nie jest to miano energii w układzie SI, które obowiązuje w naszym kraju. Niestety takie błędy zauważa się w wielu pracach, np.: [2, 3, 4, 6, 16, 19, 24, 25, 26]. Istnieją prace, w których wystąpiło całkowite pomieszanie jednostek miar. Oto przykłady. W książce [12] pracę uderzenia wyrażono w jednostce kilogram-siła (zwanej potocznie kilogramosiłą) [kg], a także w niutonach [N]! W książce [6] energię absorbowaną przez system nabrzeże-odbojnica-statek wyrażono w jednostce [knm]! Jeżeli nawet przyjąć, że autor tej pracy miał na myśli kilodżule [kj], to i tak podany wzór jest błędny, gdyż masę statku wyrażono w kilogramach [kg]! W artykule [2] energię absorbowaną wyrażano raz w kilodżulach [kj] ([2], str. 35 i 36), a raz w niutonach [N] ([2], str. 36). W artykule [5] energię uderzenia statku w odbojnicę ponownie wyrażono w jednostce [knm], a kiedy indziej w kiloniutonach [kn]!? W niektórych pracach (np.: [10, 17, 18]) spotyka się zbliżony do [knm] zapis jednostki w postaci [kn m], czyli kiloniuton razy metr, co niektórzy nazywają kiloniutonometrem. Taką formę można by zaakceptować z punktu widzenia poprawności zapisu jednostki układu SI (wg [9] mnożenie jednostek powinno zapisywać się umieszczając między symbolami jednostek podniesioną kropkę albo pozostawiając między symbolami jednostek przerwę ), niestety nie ma ona nadal nic wspólnego z jednostką energii, jest bowiem jednostką momentu siły. Oczywiście iloczyn niutona i metra to w układzie SI dżul, jednak aby nie wprowadzać nieporozumień jednostkę momentu siły nazwano niutonometrem [N m] i w żadnym wypadku nie zastępuje się jej dżulem. Problem ten wiąże się z tym, że praca definiowana jest jako iloczyn skalarny siły i przemieszczenia, natomiast moment siły to iloczyn wektorowy siły i ramienia, na którym ta siła działa. Tak więc, w układzie SI legalną jednostką (a takimi właśnie powinni posługiwać się projektanci) energii, a także pracy oraz ciepła, jest dżul [J] [9]. Posługiwanie się legalnymi jednostkami w obliczeniach projektowych jest (powinno być) obligatoryjne. Poprawne przyjęcie jednostki energii kinetycznej dobijającego statku można znaleźć w nielicznych pracach, np. [8, 23]. Z praktycznego punktu widzenia błędny zapis jednostki energii, przyjmowanej w postaci [kn m], nie wpływa na wartości energii otrzymywanej z obliczeń. Jednak powyższy wzór kryje w sobie inny kardynalny błąd, który podważa rzetelność wzoru (1), jako podstawowego w procedurze projektowej dla urządzeń odbojowych. Jeżeli wyporność statku wyraża się w jednostce masy, np. jak to przedstawiono w pracy [1], to we wzorze (1) nie powinno występować przyspieszenie ziemskie! Jednoczesne wystąpienie we wzorze (1) wyporności statku w postaci jego masy wyrażonej w tonach, oraz przyspieszenia ziemskiego powoduje, że po pierwsze mamy do czynienia z brakiem zgodności jednostek, a po drugie, wartość energii dobijającego statku, wyrażona w nieistniejących jednostkach [knm] (czyli w domyśle w kilodżulach [kj]) zostaje niesłusznie zaniżona prawie dziesięciokrotnie! Wzór (1), podany w pracy [1], powinien być zatem zapisany w postaci:
5 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str E ks = Mv2 2 C mc e C s C c (2) gdzie:e ks efektywna energia kinetyczna dobijajacego statku [kj], M wyporność statku [t], v prędkość podejścia statku [m/s], C m współczynnik dodatkowej masy wody (nazywany także współczynnikiem masy wody dołączonej, dodatkowej, towarzyszacej lub stowarzyszonej) [ ], C e współczynnik mimośrodowości uderzenia burty statku w urządzenie odbojowe [ ], C s współczynnik podatności kadłuba statku na sprężyste ugięcie w wyniku uderzenia statku w urzadzenie odbojowe [ ], C c współczynnik konfiguracji nabrzeża [ ], lub gdzie, dodatkowo: W ciężar statku odpowiadajacy jego wyporności [kn], g przyspieszenie ziemskie [m/s 2 ]. E ks = Wv2 2g C mc e C s C c (3) Ponieważ wzory (2) i (3) zawierają pewne empiryczne współczynniki korekcyjne, energiae ks, w odróżnieniu od czystej teoretycznej energii kinetycznej, powinna być nazywana efektywną energią kinetyczną statku w momencie zapoczątkowania styku statku z urządzeniem odbojowym. Wzory (2) i (3) są słuszne przy założeniu braku ruchu obrotowego statku, wokół osi pionowej przechodzącej przez środek ciężkości statku, w chwili zetknięcia się statku z urządzeniem odbojowym. Analizując dalszą część przykładu obliczeniowego z artykułu [1], powstają następne wątpliwości i zastrzeżenia. W obliczeniach efektywnej energii kinetycznej statku wykorzystano długość statku pomiędzy pionami,l pp, o dwóch wartościach:16m i20m. Jest to istotna rozbieżność. Pomimo tego, że wymiary te dotyczą najmniejszego statku przewidzianego do cumowania przy nabrzeżu, to wykorzystana w tych obliczeniach masa statku dotyczy statku największego! Dodatkowo przyjęto w obliczeniach, że odległość punktu zetknięcia (w domyśle kadłuba statku z urządzeniem odbojowym) od środka masy (w domyśle masy statku) wynosir=3m, co jest wartością nierealną, biorąc pod uwagę szerokość statku równąb=8m. Zakładając, że środek ciężkości statku leży w osi podłużnej kadłuba statku, wartośćr nie może być przecież mniejsza od połowy szerokości statku, czylir B//2. Biorąc pod uwagę powyższe zastrzeżenia, przykład obliczeniowy, przedstawiony w [1], nie ma żadnych wartości ani poznawczych, ani dydaktycznych i nie może służyć jako wzorzec do stosowania przez inżynierów projektujących urządzenia odbojowe. WSPÓŁCZYNNIK DODATKOWEJ MASY WODY Najbardziej ogólną definicję współczynnika dodatkowej masy wody, można wyrazić w następujących alternatywnych wzorach [15, 16]: C m = M w M (4a)
6 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str C m =1+ M d M (4b) gdzie:c m współczynnik dodatkowej masy wody [ ], M w wirtualna masa statku (M w =M+M d ) [t], M wyporność statku, [t], M d masa wody dodatkowej [t]. W celu praktycznego określenia wpływu dodatkowej masy wody wykorzystuje się wzory, które opracowano na bazie licznych obserwacji w skali naturalnej oraz badań laboratoryjnych. Jednym z najbardziej znanych jest wzór opublikowany w roku 1964 przez Vasco Costę [13], prekursora szeroko pojętych analiz procesu podchodzenia statku do cumowania i jego uderzenia w urządzenie odbojowe [16, 17, 19, 22, 25, 26]: C m =1+ 2T c B (5) gdzie:t c zanurzenie statku całkowicie załadowanego [m], B maksymalna szerokość burty statku, bez części wystajacych, [m]. Wzór ten jest powszechnie stosowany od wielu lat w przypadku, gdy głębokość wody w miejscu cumowania statku jest niewiele większa od całkowitego zanurzenia statku. Według [16, 26] wzór Vasco Costy może być stosowany, gdy prędkość podchodzenia statku spełnia warunekv 0,08m/s, a głębokość wody pod stępką statkuh s 0,1T c. Zgodnie z [16, 17], wartości współczynnikac m zawierają się odpowiednio w przedziałach od1,45 do2,4 oraz od 1,3 do1,8. Dla odmiany metodę Stelsona stosuje się głównie dla warunków głębokowodnych. Ma to przede wszystkim miejsce w sytuacji tzw. cumowania statków w tandemie, czyli statku do statku, co jest charakterystyczne w trakcie prowadzenia prac przeładunkowych pomiędzy tankowcami na pełnym morzu. Wzór Stelsona ma następującą postać [22, 25]: C m =1+ πt2 c L ppρ w 4M (6) gdzie:l pp długość statku pomiędzy pionami [m], ρ w gęstość wody morskiej (ρ w =1,025t//m 3 ). Pamiętając, że wyporność statku można wyrazić następującym powszechnie stosowanym związkiem: M=L pp BT c C b ρ w (7) gdzie, dodatkowo: C b współczynnik pełnotliwości podwodnej części kadłuba statku (tzw. podwodzia) [ ], wzór (6) można przekształcić do postaci: C m =1+ πt c 4BC b (8)
7 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str Wzór Stelsona (6) lub (8) był w przeszłości stosowany również do przypadku cumowania statku przy nabrzeżu [22] obecnie proponuje się stosować pewną modyfikację wzoru (8), zaproponowaną w roku 1981 przez Shigeru Uedę [16, 22]: C m =1+ πt c 2BC b (9) Błędną postać tego wzoru podano w pracy [26], gdzie pominięto pierwszy składnik prawej strony równania (9)! Wartość drugiego składnika wzorów (8) i (9) określa jaką część masy statku, odpowiadającej jego wyporności, stanowi masa wody dodatkowej (por. wzór (4b)). Jak łatwo zauważyć, według zalecanego obecnie wzoru (9), dodatkowa masa wody jest dokładnie dwukrotnie większa w porównaniu z wartością wynikającą z wzoru Stelsona (8) dotychczas stosowanego. Wpływ dodatkowej masy wody na energię kinetyczną statku podchodzącego do cumowania można uwzględnić poprzez współczynnik dodatkowej masy wody,c m, występujący we wzorach (2) i (3) [15, 16, 17, 19, 22, 25, 26], lub poprzez bezpośrednie wprowadzenie do wzoru na energię kinetyczną masy (lub ciężaru) wody dodatkowej, eliminując jednocześnie z wzoru współczynnikc m. Ciężar dodatkowej masy wody morskiej, pociąganej przez statek będący w ruchu, obliczano dotychczas z wzoru [18, 23]: W d = π 4 T2 a L ppγ w (10) gdzie:w d ciężar wody dodatkowej [kn], T a aktualne zanurzenie statku podczas jego zetknięcia z odbojnica [m], γ w ciężar właściwy wody morskiej [kn/m 3 ]. Przyjmując, że w projektach urządzeń odbojowych zwyklet a =T c, powyższy wzór można przedstawić w postaci [15]: lub, przechodząc z ciężaru na masę [6, 23]: W d = π 4 T2 cl pp γ w (11) M d = π 4 T2 c L ppρ w (12) Obecnie coraz częściej w procedurach projektowych znajduje zastosowanie następujący wzór, na podstawie którego można wyznaczyć dodatkową masę wody [16]: M d = π 2 T2 cl pp ρ w (13) Z porównania powyższych wzorów widać wyraźnie, że wartość dodatkowej masy wody, obliczona z wzoru (13), proponowanego w pracy [16], jest dokładnie dwukrotnie większa niż wartość wynikająca z przyjęcia wzorów (10) i (11), przedstawionych w pracach [15, 18, 23]. Stwierdzenie to pokrywa się z wyżej prezentowaną aktualną tendencją w przyjmowaniu wartości współczynnika masy wody dodatkowej,c m. Potrzeba zamiany w procedurach projektowych wzoru (8) na wzór (9), lub wzoru (12) na wzór (13), jest uprawniona na podstawie wyników badań wykonanych przez wielu autorów, głównie japońskich [15], co przedstawiono w Tabl. 1. Niektóre z tych prac znane są od ponad pół wieku [13]!
8 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str Tabl. 1 Propozycje określania współczynnika dodatkowej masy wody, towarzyszacej statkowi podchodzącemu do cumowania w kierunku prostopadłym do osi podłużnej statku [15] Autor Wzór Motora C m =1,9 2,2 Nagasawa C m =1,9 2,1 Fujino C m =2,1 3,6 Wakakuwa C m =1,3 2,2 Grim (1955) Saurin (1963) C m =1,3+1,8 T c B C m =1,0+2,0 T c B Dodatkowo można podać, że wg metody PIANC zaleca się obliczanie współczynnikac m zgodnie z następującym schematem [16]: C m =1,8 dla h s /T c 0,1 (14a) C m =1,875 0,75 h s T c dla 0,1<h s /T c 0,5 (14b) gdzie:h s głębokość wody pod stępka statku [m]. C m =1,5 dla h s /T c >0,5 (14c) Według metody PIANC, w przypadku statku podchodzącego do cumowania w kierunku prostopadłym do linii cumowniczej, wartości współczynnika masy wody dodatkowej zawierają się w przedziale od1,5 do1,8. WSPÓŁCZYNNIK MIMOŚRODOWOŚCI UDERZENIA STATKU W ODBOJNICE Na Rys. 1 przedstawiono podstawowe parametry geometryczne statku oraz manewru podejścia statku do linii cumowniczej nabrzeża. Celem uproszczenia dalszej analizy przyjęto, że statek podchodzi do nabrzeża ze stałą prędkością liniową, v, przy jednoczesnym braku ruchu obrotowego statku wokół osi pionowej przechodzącej przez środek ciężkości statku (ω = 0, gdzie ω jest prędkością ruchu obrotowego). Szczegóły analiz energii kinetycznej statku podchodzącego do cumowania ruchem złożonym (tzn. prostoliniowym oraz obrotowym) można znaleźć m.in. w pracach: [8, 11, 12, 13, 14]. Współczynnik mimośrodowości uderzenia kadłuba statku w urządzenie odbojowe odpowiada za redukcję energii kinetycznej statku w sytuacji, gdy punkt styku statku z urządzeniem odbojowym (punkt R, Rys. 1) nie pokrywa się z punktem S, położonym na wysokości środka ciężkości statku (punkt G). Taka konfiguracja powoduje, że statek wykonuje ruch obrotowy względem punktu styku i tym samym wytraca pewną część swej energii kinetycznej, określoną współczynnikiemc e. Współczynnik ten wyznacza się na podstawie następującego wzoru [17, 19, 25, 26]: C e = k2 +r 2 cos 2 β k 2 +r 2 (15a)
9 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str L pp Œrodek masy B/2 B Zarys kad³uba statku na poziomie uderzenia w odbojnicê x D 2 L pp /4 R D 3 K 1 D 1 e r k G S G S k K 2 STATEK Œciana odwodna nabrze a B/2 Punkt styku a l v NABRZE E Rys. 1 Geometria układu statek-nabrzeże w trakcie podchodzenia statku do cumowania przy nabrzeżu lub wzoru równoznacznego [8, 11, 13, 14, 23]: C e =1 a2 k 2 +r 2 (15b) gdzie:c e współczynnik mimośrodowości uderzenia kadłuba statku w urządzenie odbojowe [ ], k promień bezwładności statku względem osi pionowej przechodzacej przez środek ciężkości statku (punkt G) [m], r długość wektora wodzącego; odległość pomiędzy środkiem ciężkości statku (punkt G) a punktem styku kadłuba statku z urządzeniem odbojowym (punkt R) [m], a ramię działania wektora prędkości liniowej statku, v, względem punktu styku (punkt R) kadłuba statku z urządzeniem odbojowym, [m], β kąt pomiędzy wektorem prędkości liniowej statku a wektorem wodzącym, zaczepionym w środku ciężkości statku (punkt G) i biegnącym do punktu styku kadłuba statku z urządzeniem odbojowym punkt R), [ ]. W pracach [1, 22] parametrk niesłusznie nazwano promieniem rotacji statku, natomiast w pracy [18] promieniem obrotu statku względem osi pionowej przechodzącej przez jego środek ciężkości, przy czym na ilustracji graficznej, przedstawionej w pracy [18], parametr k (promień bezwładności) błędnie utożsamiono z długością wektora wodzącego, r. Statek jest zbiorem nieskończenie wielu punktów materialnych, istnieje więc również nieskończenie wiele promieni obrotu względem osi pionowej przechodzącej przez środek ciężkości statku, w zależności od rozpatrywanego punktu materialnego statku. Wobec powyższego, trudno jest
10 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str uznać mało precyzyjne określenie promień obrotu statku za synonim promienia bezwładności statku. Promień bezwładności statku zwany był również podłużnym promieniem obrotu [10] lub podłużnym promieniem bezwładności, np.: [8, 23], a to prawdopodobnie ze względu na modelowanie skupionej masy statku równomiernie rozłożonej w punktach K 1 i K 2 (Rys. 1), położonych w osi symetrii (nazywanej także osią podłużną) statku i jednakowo oddalonych o k od środka ciężkości statku (punkt G, Rys. 1) [8, 14]. Pojęcie podłużnego promienia bezwładności nie występuje jednak w teorii mechaniki i dlatego wydaje się, że parametrk powinien być nazywany np. promieniem bezwładności statku względem osi pionowej przechodzącej przez środek ciężkości statku (punkt G). Promień bezwładności statku oblicza się na podstawie praktycznego wzoru [16, 17, 25, 26] (szczególnie dla statków typu Ro-Ro oraz promów [22]): k=(0,19c b +0,11)L pp (16) Wzór (15a) zwykle przedstawia się w uproszczonej postaci, przyjmującβ=90, co daje [17, 19]: C e = k2 k 2 +r 2 (17) Wątpliwości może budzić inny wzór, podany przez uznawane na całym świecie międzynarodowe stowarzyszenie PIANC w [16]: C e = k2 +k 2 cos 2 β k 2 +l 2 (18) gdzie: l długość rzutu wektora wodzącego na kierunek równoległy do linii cumowniczej [m]. Jak łatwo zauważyć, wzór (18) można przekształcić do postaci: C e = 1+cos2 β ( ) 2 (19) l 1+ k a to z kolei oznacza, że np. przy podejściu statku w kierunku na punkt styku (β=0 ) i przy l < k, współczynnik mimośrodowości może dać wartości większe od jedności, co jest niedopuszczalne, gdyż z definicji współczynnik ten powinien spełniać warunekc e 1. W przypadku szczególnym, tj. przy ustawieniu statku równolegle do linii cumowniczej, podejściu statku w kierunku prostopadłym do linii cumowniczej oraz uderzeniu śródokręciem w urządzenie odbojowe (l=0m), współczynnik mimośrodowości osiąga nawet wartośćc e =2,0! Tak więc, wzór (18) należy uznać za błędny! Wzór uproszczony, otrzymany z wzoru (18) przy założeniuβ=90 [16]: C e = k2 k 2 +l 2 (20) spełnia już warunekc e 1, chociaż wynika z błędnego wzoru ogólnego (18). Porównanie wzoru (20) z wzorem uproszczonym (17) pokazuje jednak, że wzór (20) może mieć praktyczne zastosowanie, ale tylko dla przypadku w miarę równoległego ustawienia statku względem linii cumowniczej oraz uderzenia statku częścią dziobową (lub rufową) w odbojnicę. W takiej sytuacji można przyjąć, że wartości parametrówr (we wzorze (17)) il(we wzorze (20)) są do siebie
11 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str zbliżone. Jednocześnie zawsze spełniony jest warunek r > l, a to oznacza, że wartość współczynnika mimośrodowości, wyznaczona z wzoru (20), będzie zawyżona względem wartości wynikającej z wzoru przybliżonego (17). A zatem daje to rozwiązanie po stronie bezpiecznej. W każdej innej sytuacji (np. podejście statku pod większym kątem lub uderzenie śródokręciem w odbojnicę, co ma szczególne znaczenie w przypadku dalb odbojowych) może powodować powstanie znaczących rozbieżności pomiędzy wartościami parametrów r i l, a to z kolei może wpłynąć na powstanie znacznych różnic pomiędzy wartościami współczynnika mimośrodowości, wyznaczonymi z wzorów (17) i (20). W pracach [6] oraz [15, 18] przedstawiono odpowiednio jeszcze inne następujące postacie wzoru, opisującego współczynnik mimośrodowości, a mianowicie: C e =1 l2 e 2 +r 2 (21a) 1 C e = ( e 2 (21b) 1+ k) gdzie: e długość rzutu wektora wodzacego na kierunek osi podłużnej statku [m]. Podając wzory (21a) i (21b), autorzy prac [6, 15, 18] nie wspomnieli jednak nic o założeniu upraszczającymβ=90. Podobnie postąpiono z wzorem uproszczonym (20), przedstawionym w pracy [22]. Tak więc, brak uzależnienia współczynnika mimośrodowości od kąta β, określającego kierunek wektora prędkości liniowej statku względem kierunku wektora wodzącego, należy uznać za poważny mankament wzorów (21a) i (21b) w zakresie ich zastosowania. Ten sam błąd popełniono w pracy [12], chociaż trzeba przyznać, że we wcześniejszej pracy tego samego autora [11] występuje poprawna postać wzoru, identyczna z wzorem (15b)! Autorzy prac [15, 18], przytaczając wzór (21b), zastrzegli jednocześnie, że dotyczy on znacznego rozstawu urządzeń odbojowych, zainstalowanych na nabrzeżu lub dalbach odbojowych. W celu łatwiejszego zilustrowania zależności współczynnika mimośrodowości od orientacji wektora prędkości liniowej statku względem wektora wodzącego, podstawowy wzór (15a) przekształcono do postaci: ( ) r 2cos 1+ 2 β C e = k ( r 2 (22) 1+ k) a graficzną prezentację powyższej zależności przedstawiono na Rys. 2. Podobne ilustracje można znaleźć w pracach [11, 14, 16]. W pracy [13] zależność (22) przedstawiono w postaci tabelarycznej. Długość wektora wodzącego, r, oraz kąt β zależą od położenia punktu styku kadłuba statku z urządzeniem odbojowym. Położenie punktu styku z kolei zależy od kąta podejścia statku do linii cumowniczej oraz rozstawu urządzeń odbojowych zainstalowanych na nabrzeżu. W przypadku cumowania statku do nabrzeża wyposażonego w prawidłowo zaprojektowany rozstaw urządzeń odbojowych, stosunkowo małego kąta podejścia statku, oraz podejścia w kierunku zbliżonym do prostopadłego względem linii cumowniczej, często czyni się realistyczne założenie, że punkt styku kadłuba statku z urządzeniem odbojowym jest odległy od dzioba statku ox L pp /4 (patrz Rys. 1). W takim przypadku, zważywszy dodatkowo na fakt, że
12 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str ,9 Wspó³czynnik mimoœrodowoœci, C e [ ] Wsp. mimoœrodowoœci, Ce [-] 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 b = 00 b = 10 b = 20 b = 30 b = 40 b = 50 b = 60 b = 70 b = 80 b = ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 r/k [-] r/ k [ ] Rys. 2 Ilustracja wpływu długości wektora wodzącego oraz kąta pomiędzy wektorem prędkości liniowej i wektorem wodzącym na zmienność współczynnika mimośrodowości uderzenia statku w nabrzeże (urzadzenie odbojowe) k (0,2 0,25)L pp [16, 19, 22], obserwuje się znaczne zbliżenie wartościrdok, a to oznacza wartość współczynnika mimośrodowości bliską 0,5 (C e 0,4 0,6 [26],C e =0,5 [15] lubc e =0,5 0,61 [22]) z założeniem, gdyβ 90. W każdym innym przypadku obserwuje się wzrost wartości współczynnika mimośrodowości. W przypadku skrajnym, ilustrowanym na Rys. 2, gdyr/k=2, a statek podchodzi w kierunku na punkt styku (β=0 ) wzrost ten może być aż pięciokrotny, zc e =0,2 dlaβ=90 nac e =1,0 dlaβ=0! Brak uwzględnienia tego faktu może stać się czasami przyczyną powstania znacznych istotnych błędów w ocenie efektywnej energii kinetycznej statku cumującego do nabrzeża. ROZSTAW URZADZEŃ ODBOJOWYCH NA NABRZEŻU Prawidłowo zaprojektowany rozstaw urządzeń odbojowych w linii cumowniczej nabrzeża powinien spełniać warunekp 0,15L s, gdziel s jest długością najmniejszego statku projektowego, przewidzianego do cumowania przy danym nabrzeżu [17, 22, 23, 25, 26], przy czym praktyczny maksymalny rozstaw powinien zawierać się w granicach od 12 m do 15 m [26]. Zdarza się, że projektanci popełniają (poważny) błąd, polegający na przyjmowaniu rozstawu urządzeń odbojowych na nabrzeżu z warunkup 0,25L s, który jest właściwie zarezerwowany dla linii cumowniczej utworzonej z dalb odbojowych i cumowniczo-odbojowych [16, 17, 26]. Wybór bezpiecznego rozstawu urządzeń odbojowych powinien być zawsze dokonywany z uwzględnieniem prognozowanych kątów podejścia statku do linii cumowniczej. Maksymalny rozstaw osiowy urządzeń odbojowych w linii cumowniczej nabrzeża wyznacza się z następującego warunku, wynikającego z zastosowania twierdzenia Pitagorasa dla trójkątaoec 2 (Rys. 3) [25, 26]:
13 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str O D 3 Zarys kad³uba statku na poziomie uderzenia w odbojnicê Statek Urz¹dzenie odbojowe (nieobci¹ one) r d D 2 r d h t h g h n h g h n C 2 y E C C 1 D 1 c min i p p/2 p/2 Nabrze e Rys. 3 Geometria układu statek-odbojnice, wykorzystywana w analizie rozstawu urzadzeń odbojowych zainstalowanych na nabrzeżu p 2 rd 2 (r d h n +c min ) 2 (23) gdzie: p rozstaw osiowy urządzeń odbojowych (odległość pomiędzy osiami sąsiednich urzadzeń odbojowych) [m], r d promień krzywizny części dziobowej statku w jego przekroju poziomym na wysokości uderzenia w urządzenie odbojowe [m], h n wysokość całkowita urządzenia odbojowego przy jego nominalnym (znamionowym) ugięciu sprężystym, liczona wraz z wysokościa tarczy odbojowej, [m], c min minimalny dopuszczalny prześwit pomiędzy burta statku a pionowym licem odwodnej ściany konstrukcji nabrzeża, na której zamocowano urządzenia odbojowe, [m]. Nie wiadomo z jakiego powodu, ale w ilustracyjnym przykładzie obliczeniowym, przedstawionym w pracy [1], w miejsce oznaczenia i wartości wysokości odbojnicy przy ugięciu nominalnym przyjęto oznaczenie i wartość wysokości odbojnicy nieobciążonej. Przy braku dokładniejszych informacji, wynikających z projektu konkretnego statku, w celu określenia promienia krzywizny części dziobowej kadłuba statku w jego przekroju poziomym można posłużyć się następującym przybliżonym wzorem [23, 25, 26]: r d 1 2 ( ) B 2 +L2 c 8B (24)
14 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str gdzie:r d promień krzywizny części dziobowej statku w jego przekroju wodnicowym [m], L c długość całkowita statku [m], B szerokość statku [m]. Wysokość całkowitą nieobciążonego urządzenia odbojowego wraz z tarczą odbojową można określić na podstawie wzoru (patrz Rys. 3): h=h g +h t (25) gdzie: h wysokość całkowita nieobciażonego urzadzenia odbojowego [m], h g wysokość elementu odkształcalnego sprężyście w nieobciażonym urządzeniu odbojowym [m], h t wysokość (grubość) tarczy odbojowej urządzenia odbojowego [m], natomiast wysokość całkowitą urządzenia odbojowego przy jego nominalnym ugięciu sprężystym można opisać następującą zależnością: h n =(1 δ n )h g +h t (26) gdzie:δ n nominalne (znamionowe) względne ugięcie sprężyste urzadzenia odbojowego [ ]. Jeśli chodzi o minimalny dopuszczalny prześwit pomiędzy burtą i nabrzeżem, to zaleca się aby wartość ta zawierała się w granicach od 5 do 15% wysokości nieobciążonego (tzn. nieodkształconego sprężyście) urządzenia odbojowego, liczonej wraz z wysokością tarczy odbojowej [23, 25, 26]. A zatem: c min =(0,05 0,15)h (27) Według zaleceń PIANC, rozstaw urządzeń odbojowych należy wyznaczać z wzoru [16, 23]: p 4r d h h 2 (28) Powyższy wzór wyprowadzono na podstawie klasycznej geometrycznej zależności, wiążącej długość cięciwy i wysokość łuku koła o promieniur d, przyjmując założeniey=h/2 (patrz Rys. 3). Rozstaw urządzeń odbojowych, opisany wzorem (28), nie zależy ani od nominalnego względnego ugięcia odbojnicy,δ n, ani od prześwitu,c min. Z drugiej strony należy pamiętać, że różne rodzaje urządzeń odbojowych mogą charakteryzować się różnymi wartościami ugięcia nominalnego. I tak, biorąc dla przykładu produkty firmy Trelleborg Marine Systems, dla odbojnic modułowych typu UE czy MVδ n =0,575, natomiast w przypadku odbojnic stożkowych typu SCNδ n =0,72 [26]. Przyjmując odbojnicę MV 1000 (h g =1,0m,h t =0,2m, h=1,0+0,2=1,2m,h n =0,425+0,20=0,625m), oraz zakładając dodatkowor d =60m ic min =0,2m, maksymalny zalecany rozstaw urządzeń odbojowych, obliczony z prawidłowego pełnego wzoru (23), wynosi p = 14,26 m. Natomiast wynik obliczeń, wykonanych dla tego samego urządzenia odbojowego z użyciem przybliżonego wzoru (28), wynosi p = 16,93 m i jest o blisko 19% większy! Przyjmując dla odmiany odbojnicę SCN 1000 (h g =1,0m,h t =0,2m, h=1,0+0,2=1,2m,h n =0,28+0,20=0,48m), przy zachowaniu tych samych pozostałych warunków, maksymalny zalecany rozstaw urządzeń odbojowych, obliczony z wzoru dokładnego (23), wynosi p = 11,58 m. W tym przypadku rozwiązanie przybliżone jest już prawie o 50% większe w porównaniu z rozwiązaniem dokładnym! Podsumowując, projektowanie z wykorzystaniem wzoru przybliżonego (28) może czasami doprowadzić do niczym nie uzasadnionego zawyżenia wartości maksymalnego zalecanego rozstawu urządzeń odbojowych
15 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str zainstalowanych na nabrzeżu, a to z kolei może prowadzić do obniżenia bezpieczeństwa wykonywania manewru podejścia statku do cumowania, oraz do niekorzystnego, z punktu widzenia efektywnej energii dobijającego statku, zwiększenia wartości współczynnika mimośrodowości, C e. Ewidentnym mankamentem przyjęcia założenia y = h/2 (patrz Rys. 3) w procesie wyprowadzania wzoru (28) jest dopuszczenie do sytuacji, w której prześwit pomiędzy burtą statku a nabrzeżem może być mniejszy od minimalnego dopuszczalnego prześwituc min. Przykładowo, w sytuacji jednoczesnego obciążenia dwóch sąsiadujących ze sobą odbojnic typu MV 1000 i doprowadzenia do ich nominalnego ugięcia sprężystego (patrz Rys. 3), prześwit burta-nabrzeże wyniesie już tylkoh n h/2=0,025m! Nominalne ugięcie dwóch odbojnic typu SCN 1000 spowoduje kolizję statku z konstrukcją nabrzeża (h n h/2= 0,12m)! Równie krytycznie należy odnieść się do przybliżonej zależności, proponowanej w pracach [10, 22]: p 2 rd 2 (r d h n ) 2 (29) Wzór (29) otrzymano w wyniku zignorowania znaczenia parametruc min względem rozwiązania dokładnego, opisanego wzorem (23). Tego rodzaju podejście może doprowadzić do kilkudziesięcioprocentowego wzrostu rozstawu urządzeń odbojowych względem rozwiązania dokładnego. Posługując się w dalszym ciągu danymi dla odbojnicy typu MV 1000, oraz przyjmując stosunkowo nieduży statek, np. typu Ro-Ro o nośności 1000 ton, dla któregor d =24,0m), łatwo obliczyć, że wyeliminowanie parametruc min =0,2m z wzoru (23) wpłynie na około 21% wzrost rozstawu odbojnic (p = 10,88 m) względem rozstawu wyznaczonego z użyciem wzoru poprawnego (23) (p=8,99m). Dla większych statków, o większym promieniu krzywizny części dziobowej, ta względna różnica praktycznie nie ulega zmianie i jak łatwo sprawdzić dąży do0,213 (21,3%) według poniższego wzoru: p p [wg wzoru (29)] p [wg wzoru (23)] p [wg wzoru (23)] = hn h n c min 1 dla r d (30) Analiza wzoru (30) wskazuje wyraźnie, że wzrost wartości nominalnego ugięcia sprężystego odbojnicy, oczywiście przy zachowaniu jej wysokościh g ih t, powoduje zwiększenie różnicy p. W celu zilustrowania tego stwierdzenia można podać, że dlac min =0,2m ih n =0,625m (odbojnica MV 1000,δ n =0,575) p=21,3%, natomiast dlah n =0,48m (odbojnica SCN 1000,δ n =0,72) p=30,9%. WSPÓŁCZYNNIKI KOREKCYJNE ORAZ WSPÓŁCZYNNIK BEZPIECZEŃSTWA Zupełnie niezrozumiałym jest sposób wprowadzenia do obliczeń współczynnika, nazwanego współczynnikiem bezpieczeństwa, przedstawiony w pracy [1]. Po pierwsze, wartość energii kinetycznej, absorbowanej przez wybrane urządzenie odbojowe, z uwzględnieniem współczynników redukcyjnych ze względu na tzw. kątowy nacisk poprzeczny oraz kątowy nacisk podłużny, jest mniejsza od efektywnej energii kinetycznej statku, co już na samym początku dyskwalifikuje wybrane urządzenie odbojowe. Co prawda w pracy [1] otrzymano odwrotną relację pomiędzy wspomnianymi energiami, ale tylko dlatego, że w warunku sprawdzającym w miejsce efektywnej energii kinetycznej statku przyjęto nie mającą swego źródła wartość mniejszą od wcześniej obliczonej. Po drugie, samą wartość współczynnika bezpieczeństwa obliczono, porównując rzeczywistą (zredukowaną przez współczynniki kątowego nacisku) energię, jaką jest w stanie zaabsorbować wybrana odbojnica (podstawiając jednak w jej miejsce wartość inną niż wcześniej
16 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str obliczona), z nominalną energią sprężystego odkształcenia pojedynczego modułu wyboczeniowego urządzenia odbojowego, składającego się przecież z dwóch sprężyście odkształcalnych modułów. Tym sposobem otrzymana wartość współczynnika bezpieczeństwa jest niczym innym, jak podwojoną wartością wypadkowego współczynnika redukcyjnego!? Ponadto w pracy [1] stwierdzono, że tak obliczona wartość współczynnika bezpieczeństwa (F b =1,56) jest wielkością optymalną. Powstaje zatem pytanie, co to jest wartość optymalna współczynnika bezpieczeństwa. W zaleceniach PIANC [16] wprowadzono pojęcie współczynnika wyjątkowej efektywnej energii kinetycznej statku podchodzącego do cumowania (w skrócie współczynnika obciążenia wyjątkowego), w celu uwzględnienia możliwości powstania sytuacji wyjątkowych, w trakcie których efektywna energia kinetyczna statku może znacznie przekroczyć wartość energii, obliczoną z wzoru (2) lub (3). Wybór właściwej wartości współczynnika obciążenia wyjątkowego zależy głównie od [16]: stopnia zakłócenia normalnej eksploatacji nabrzeża, w skutek ewentualnej awarii urządzenia odbojowego, częstotliwości wykonywania manewru podchodzenia statku do cumowania, cumowania statków ze stosunkowo niewielką projektową prędkością podchodzenia, rodzaju i wielkości statków przewidzianych do obsługi przy linii cumowniczej, oraz transportu i przeładunku towarów uznanych za niebezpieczne. Wartość współczynnika obciążenia wyjątkowego wprowadza się do obliczeń zgodnie z następującym wzorem [16, 26]: E (w) ks =E ksc a (31) gdzie:e (w) ks wyjątkowa energia kinetyczna statku w chwili zapoczatkowania styku statku z urządzeniem odbojowym w trakcie awaryjnego podejścia statku do linii cumowniczej [kj], E ks efektywna energia kinetyczna statku w chwili zapoczatkowania styku statku z urządzeniem odbojowym w trakcie normalnego podejścia statku do linii cumowniczej [kj], C a współczynnik obciażenia wyjątkowego (Tabl. 2) [ ]. Zgodnie z zaleceniami PIANC [16], wartość współczynnika obciążenia wyjątkowego powinna zawierać się w przedziale od 1,1 do 2,0, o ile nie wystąpią dodatkowo szczególnie wyjątkowe warunki, usprawiedliwiające użycie innych niż wartości podane w Tabl. 2. Tabl. 2 Współczynnik obciażenia wyjątkowego [16, 26] Rodzaj statku Współczynnik obciażenia wyjatkowego C a [ ] Tankowce i masowce (największe) 1,25 Tankowce i masowce (najmniejsze) 1,75 Kontenerowce (największe) 1,5 Kontenerowce (najmniejsze) 2,0 Drobnicowce 1,75 Ro-Ro i promy 2,0 Holowniki itp. 2,0 Uważa się, że współczynnik obciążenia wyjątkowego,c a, jest niesłusznie nazywany współczynnikiem bezpieczeństwa, ponieważ współczynnikc a służy jedynie zwiększeniu wartości efektywnej energii kinetycznej statku w wyniku hipotetycznie założonej wyjątkowej sytuacji w procesie dobijania statku. Idea wprowadzenia współczynnikac a jest podobna do tej,
17 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str którą kierowano się przy wprowadzaniu współczynnikówc m,c e,c s ic c we wzorach (2) i (3). Trochę inny sposób podejścia do tematu przedstawiono w pracy [23], gdzie na podstawie polskich przepisów normowych [20, 21] operowano pojęciami energii charakterystycznej i obliczeniowej oraz posłużono się współczynnikami cząstkowymi: współczynnikiem oddziaływania (obciążenia) oraz współczynnikiem konsekwencji zniszczenia konstrukcji. Ostatecznie zaproponowano, aby sumaryczny współczynnik, nazwany w pracy [23] współczynnikiem bezpieczeństwa i przyjęty w postaci iloczynu obydwu współczynników cząstkowych, wynosił C a =1,5 [23]. Przy wyborze odpowiedniego urządzenia odbojowego projektanci popełniają często poważny błąd, albo zapominając o znaczeniu wyjątkowej energii kinetycznej statku, albo w najlepszym przypadku ograniczając się do porównania wartości wyjątkowej energii kinetycznej statku z katalogowymi wartościami nominalnej energii potencjalnej sprężystego odkształcenia odbojnicy, przedstawianymi w postaci tabel lub nomogramów, opisujących charakterystykę pracy odbojnicy. Korzystając z katalogowych charakterystyk pracy urządzeń odbojowych, należy jednak bezwzględnie pamiętać o tym, że: wyroby producentów odbojnic charakteryzują się pewną tolerancją, jeśli chodzi o nominalne wartości energii i siły reakcji (odpowiadające nominalnemu ugięciu sprężystemu); zwykle tolerancja ta wynosi ±10% i jest jednakowa, co do wartości bezwzględnej, dla obu parametrów [26], materiał, z którego wykonane są elementy odbojnicy odkształcalne sprężyście, to zwykle mieszanka gumy o odpowiedniej recepturze, a więc jest to materiał lepko-sprężysty, którego parametry pracy zależą od prędkości odkształcenia oraz temperatury. Mając to na uwadze, nominalne parametry pracy, charakteryzujące wybrany z katalogu produkt, powinny spełniać następujące dwa warunki [16]: E n E (w) ks F t F v (E) F (E) cl F (E) ct F (E) tp (32a) R n R d F t F v (R) F (R) cl F (R) ct F (R) tp (32b) gdzie:e n nominalna energia potencjalna sprężystego odkształcenia urządzenia odbojowego (wartość katalogowa gwarantowana przez producenta) [kj], R n nominalna siła reakcji w podstawie urzadzenia odbojowego (wartość katalogowa gwarantowana przez producenta, odpowiadajaca energiie n ) [kn], R d dopuszczalna siła reakcji w podstawie urządzenia odbojowego [kn], F t współczynnik korekcyjny odniesiony do temperatury [ ], F v współczynnik korekcyjny odniesiony do prędkości odkształcenia [ ], F cl współczynnik kątowego nacisku podłużnego [ ], F ct współczynnik kątowego nacisku poprzecznego [ ], F tp współczynnik korekcyjny tolerancji producenta [ ]. Górne indeksy (E) i (R) oznaczaja, że dany współczynnik dotyczy odpowiednio: korekcji nominalnej energii potencjalnej sprężystego odkształcenia urzadzenia odbojowego i nominalnej siły reakcji w podstawie urzadzenia odbojowego, które to korekcje nie zawsze muszą być sobie równe. Każdy liczący się na rynku producent urządzeń odbojowych podaje odpowiednie wartości współczynników korekcyjnych w katalogach produktów. Współczynniki korekcyjne uwzględniają odstępstwo rzeczywistych warunków eksploatacyjnych odbojnicy od tzw. warunków nominalnych (znamionowych, referencyjnych), przy czym wartości jednostkowe tych współczynników odpowiadają warunkom nominalnym. Zalecane przez PIANC [16] warunki nominalne
18 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str to: temperaturat n =23, prędkość odkształceniav n =0,15m/s oraz kąt naciskuθ n =0. Przyjmując najczęściej spotykaną ±10% tolerancję producenta, wartości pozostałych współczynników korekcyjnych wynoszą:f (E) tp =0,9 if (R) tp = 1,1 [16, 26]. Wartości współczynników mogą być zarówno większe od jedności, jak i mniejsze od jedności. Dlatego współczynniki te powinny nosić nazwę korekcyjnych a nie redukcyjnych, jak to się czasami spotyka. Od pewnego czasu na rynku są dostępne odbojnice Milanówek polskiego producenta ZPTS Poliuretany, w których materiał gumowy zastąpiono poliuretanem [23]. Niestety w katalogach tych produktów brak jest jakiejkolwiek informacji na temat wpływu temperatury, prędkości odkształcenia i kąta nacisku na parametry pracy odbojnic poliuretanowych, co jednak nie powinno dziwić, gdyż do wykonania odpowiednich badań, a szczególnie badań dynamicznych przy różnych prędkościach odkształcenia, wymagane jest unikalne i drogie oprzyrządowanie w postaci szybkobieżnych pras hydraulicznych. Dbałość producenta o dostarczenie dokładnych i gwarantowanych informacji nt. zmienności współczynników korekcyjnych czyni go z pewnością bardziej wiarygodnym i zaufanym. W dobie coraz szybszych promów pasażerskich i pasażersko-samochodowych, a także coraz większego nacisku na maksymalne skracanie pobytu statku w porcie, zachodzi konieczność badania urządzeń odbojowych z coraz większą prędkością odkształcenia. Obecnie zalecane prędkości odkształcenia badanych odbojnic zawierają się w granicach v = 0,01 0,3 m/s (badania typu DV ze zmniejszającą się prędkością odkształcenia), a kąt ściskania należy modelować w zakresieθ=0 20 [16, 26]. Nowoczesne prasy służą także do badania odbojnic przy zastosowaniu długotrwałego obciążenia cyklicznego (wg zaleceń PIANC badanie takie powinno obejmować przynajmniej 3000 cykli [16]). Bywa tak, że odbojnica poddana kilku pierwotnym cyklom obciążenia statycznego zachowuje się normalnie, tzn. bez widocznych gołym okiem oznak zniszczenia, natomiast w trakcie długotrwałego obciążenia o charakterze cyklicznym po prostu pęka i rozpada się na kawałki. Ogólny współczynnik bezpieczeństwa,f b, pełni jedynie rolę informującą o zapasie potencjału danego urządzenia odbojowego (tzn. energii, jaką dane urządzenie jest w stanie zaabsorbować) w chwili przyjęcia maksymalnego obciążenia (tzn. zaabsorbowania wyjątkowej energii kinetycznej statku): F b = E n E (w) ks (33) PODSUMOWANIE W artykule ustosunkowano się krytycznie do kilku istotnych wzorów występujących w procedurze projektowej systemu urządzeń odbojowych. Jednocześnie wskazano na te wzory, których praktyczne stosowanie jest przy obecnym stanie wiedzy w pełni uzasadnione i zalecane. Do wzorów tych należy zaliczyć przede wszystkim: wzory (2) i (3), którymi opisano efektywną energię kinetyczną statku, wzory (9) i (13), którymi opisano współczynnik dodatkowej masy wody, wzory (15a) i (15b), którymi opisano współczynnik mimośrodowości uderzenia statku w urządzenie odbojowe, oraz wzór (23), którym opisano rozstaw urządzeń odbojowych zainstalowanych na nabrzeżu. Proponuje się rekomendację tych wzorów w kolejnej znowelizowanej wersji zaleceń do projektowania morskich budowli hydrotechnicznych [18]. Zwrócono także uwagę na potrzebę uwzględniania współczynnika obciążenia wyjątkowego oraz współczynników korekcyjnych, urealniających parametry pracy odbojnicy w zależności od danych warunków temperatury otoczenia oraz prędkości odkształcania sprężystego odbojnicy. Pominięcie tych współczynników, lub ich złe oszacowanie, może być przyczyną poważnych awarii, tak konstrukcji nabrzeża (lub dalby odbojowej), jak i poszycia kadłuba statku.
19 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str Zagadnienie przyjęcia ponadnormatywnego rozstawu urządzeń odbojowych na nabrzeżu oraz jego wpływu na wartość współczynnika mimośrodowości uderzenia statku w urządzenie odbojowe, a tym samym na wartość efektywnej energii kinetycznej statku w chwili zapoczątkowania styku statku z urządzeniem odbojowym, będzie przedmiotem analiz i dyskusji w kolejnym artykule. LITERATURA [1] Drążkiewicz J.W. (2008): Urządzenia odbojowe firmy Trelleborg Marine Systems jako system bezpieczeństwa budowli hydrotechnicznej i jednostki pływającej, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 5/2008, str [2] Galor W. (1999): Badanie i zastosowanie odbojnic z elastomerów poliuretanowych, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 1/1999, str [3] Galor W. (2001): Badania eksploatacyjne odbojnic z elastomerów poliuretanowych, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 3/2001, str [4] Galor W. (2008): Odbojnice z elastomerów poliuretanowych, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 6/2008, str [5] Galor W., Grządziel Z. (?): Projektowanie i badania rzeczywiste odbojnic nabrzeżowych z elastomerów poliuretanowych, Wyższa Szkoła Morska w Szczecinie. [6] Gucma S. (2001): Inżynieria ruchu morskiego, Okrętownictwo i żegluga Sp. z o.o., ISBN , Gdańsk [7] Kabaciński J. (2005): Analiza wzoru F. Vasco Costa na energię uderzenia statku o nabrzeże, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 3/2005, str [8] Magda W. (2006): Absorpcja energii kinetycznej statku przez urządzenie odbojowe nabrzeża, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 5/2006, str [9] Massalski J.M., Studnicki M. (1999): Legalne jednostki miar i stałe fizyczne, Wydawnictwo Naukowe PWN, ISBN , Warszawa [10] Mazurkiewicz B. (1991): Urządzenia odbojowe, Studia i Materiały, zeszyt nr 16, Politechnika Gdańska, Katedra Budownictwa Morskiego, Gdańsk [11] Nowicki A. (1972): Wnioski analityczne o manewrach cumowania, Nawigator, dodatek do Biuletynu Informacyjnego PżM Bryza, Nr 2(114)-II, [12] Nowicki A. (1978): Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi. Podstawy teorii i praktyki, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk [13] Vasco Costa F. (1964): The berthing ship. The effect of impact on the design of fenders and other structures, The Dock & Harbour Authority; Part I: May 1964, str ; Part II: June 1964, str ; Part III: July 1964, str [14] Vasco Costa F. (1968): Berthing manoeuvres of large ship, The Dock & Harbour Authority, March 1968, str [15] Design of Fender Systems, Working Group on Fender System Design, Japanese National Section of PIANC, March [16] Guidelines for the Design of Fender Systems: 2002, Report of Working Group 33 of the Maritime Navigation Commission, International Navigation Association, Brussels, Belgium, [17] Maritime structures. Part4: Code of practice for designing of fendering and mooring systems, British Standard 6349, [18] Morskie budowle hydrotechniczne. Zalecenia do projektowania i wykonywania Z 1 Z 45, Zespół Roboczy Zasad Projektowania Budowli Morskich, wydanie IV, Fundacja Promocji Przemysłu Okrętowego i Gospodarki Morskiej, Gdańsk [19] Recommendations of the Committee for Waterfront Structures, Harbours and Waterways (EAU 1996),7 th English Edition, English Translation of the9 th German Edition, Issued by the Committee for Waterfront Structures of the Society for Harbour Engineering and the German Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering, ISBN , Ernst & Sohn, Berlin [20] PN-82/B Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe. [21] PN-76/B Konstrukcje i podłoża budowli. Ogólne zasady obliczeń. [22] New Selection of Fender. The New Answer for Approaching Right Fender, katalog firmy Sumitomo, Ref. No. MF-410, Sumitomo Rubber Industries, Ltd, Kobe, Japan. [23] Odbojnice Milanówek. ZPTS Poliuretany, katalog Zakładu Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych, Milanówek.
20 artykuł opublikowany w Inżynierii Morskiej i Geotechnice, nr 3/2009, str [24] Odbojnice modułowe. Elementy MV, Odbojnice Typu V, Elementy MI, katalog firmy Trelleborg Marine Systems, Sekcja 2, Trelleborg AB [25] Marine Fendering Systems, katalog firmy Fentek Marine Systems GmbH, Trelleborg Engineering Systems, [26] Safe Berthing and Mooring, katalog firmy Trelleborg Marine Systems, Trelleborg AB STRESZCZENIE Krytyczna dyskusja poprawności wzorów opisujących: efektywną energię kinetyczną statku podchodzącego do cumowania, współczynnik dodatkowej masy wody, współczynnik mimośrodowości uderzenia statku w odbojnicę, współczynnik obciążenia wyjątkowego, maksymalny dopuszczalny rozstaw odbojnic na nabrzeżu, współczynniki korekcyjne i współczynnik bezpieczeństwa. ABSTRACT Critical discussion of correctness of formula on the effective kinetic energy of a berthing ship, the added mass coefficient, the eccentricity coefficient, the abnormal berthing energy coefficient, the maximum allowable pitch of fender and the safety and correction factors is presented.
Przyczynek do projektowania morskich urządzeń odbojowych
Przyczynek do projektowania morskich urządzeń odbojowych Dr hab. inż. Waldemar Magda, prof. dr hab. Zbigniew Sikora Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Urządzenia odbojowe stanowią
Bardziej szczegółowoRozstaw morskich urządzeń odbojowych a efektywna energia kinetyczna statku
Rozstaw morskich urządzeń odbojowych a efektywna energia kinetyczna Dr hab. inż. Waldemar Magda Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Jedna z podstawowych faz projektu stanowiska
Bardziej szczegółowoZastosowanie odbojnic z elastomerów poliuretanowych do ochrony morskich budowli hydrotechnicznych. Wiesław Galor, Przemysław Galor
Zastosowanie odbojnic z elastomerów poliuretanowych do ochrony morskich budowli hydrotechnicznych Wiesław Galor, Przemysław Galor Szczecin, 2010 1 ZASTOSOWANIE ODBOJNIC Z ELASTOMERÓW POLIURETANOWYCH DO
Bardziej szczegółowoZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE
ISSN 009-069 ZESZYTY NAUKOWE NR (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE EXPLO-SHIP 004 Porównanie metod wyznaczania energii cumowania statku na przykładzie nabrzeży portu Świnoujście Przedstawiono porównanie
Bardziej szczegółowoProjektowanie urządzeń odbojowych typu modułowego
GALOR Wiesław 1 Projektowanie urządzeń odbojowych typu modułowego WSTĘP Proces nawigacji polega na bezpiecznym i efektywnym prowadzeniu statku do portu przeznaczenia. Ostatnim tego etapem jest manewr dobijania
Bardziej szczegółowoĆwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.
Ćwiczenie M- Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego. Cel ćwiczenia: pomiar przyśpieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła fizycznego.. Przyrządy: wahadło rewersyjne, elektroniczny
Bardziej szczegółowoĆw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2
1 z 6 Zespół Dydaktyki Fizyki ITiE Politechniki Koszalińskiej Ćw. nr 3 Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2 Cel ćwiczenia Pomiar okresu wahań wahadła z wykorzystaniem bramki optycznej
Bardziej szczegółowoRozstaw morskich urzadzeń odbojowych a efektywna energia kinetyczna statku
Dr hab. inż. Waldemar Magda Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Rozstaw morskich urzadzeń odbojowych a efektywna energia
Bardziej szczegółowoKINEMATYKA I DYNAMIKA CIAŁA STAŁEGO. dr inż. Janusz Zachwieja wykład opracowany na podstawie literatury
KINEMATYKA I DYNAMIKA CIAŁA STAŁEGO dr inż. Janusz Zachwieja wykład opracowany na podstawie literatury Funkcje wektorowe Jeśli wektor a jest określony dla parametru t (t należy do przedziału t (, t k )
Bardziej szczegółowoNazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego
Nazwisko i imię: Zespół: Data: Cel ćwiczenia: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego wyznaczenie momentów bezwładności brył sztywnych Literatura
Bardziej szczegółowoO 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego
msg M 7-1 - Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Zagadnienia: prawa dynamiki Newtona, moment sił, moment bezwładności, dynamiczne równania ruchu wahadła fizycznego,
Bardziej szczegółowoPRZEPISY PUBLIKACJA NR 19/P ANALIZA STREFOWEJ WYTRZYMAŁOŚCI KADŁUBA ZBIORNIKOWCA
PRZEPISY PUBLIKACJA NR 19/P ANALIZA STREFOWEJ WYTRZYMAŁOŚCI KADŁUBA ZBIORNIKOWCA 2010 Publikacje P (Przepisowe) wydawane przez Polski Rejestr Statków są uzupełnieniem lub rozszerzeniem Przepisów i stanowią
Bardziej szczegółowoPOZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG
Stanisław Gucma Akademia Morska w Szczecinie POZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG Streszczenie: W artykule zaprezentowano probabilistyczny model ruchu statku na torze wodnym, który
Bardziej szczegółowoPaleZbrojenie 5.0. Instrukcja użytkowania
Instrukcja użytkowania ZAWARTOŚĆ INSTRUKCJI UŻYTKOWANIA: 1. WPROWADZENIE 3 2. TERMINOLOGIA 3 3. PRZEZNACZENIE PROGRAMU 3 4. WPROWADZENIE DANYCH ZAKŁADKA DANE 4 5. ZASADY WYMIAROWANIA PRZEKROJU PALA 8 5.1.
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników
Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników 1. Podstawowe pojęcia związane z niewyważeniem Stan niewyważenia stan wirnika określony takim rozkładem masy, który w czasie wirowania wywołuje
Bardziej szczegółowoBADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO
Ćwiczenie 3 BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO 3.. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest teoretyczne i doświadczalne wyznaczenie położeń równowagi i określenie stanu równowagi prostego układu mechanicznego
Bardziej szczegółowoPodstawowy problem mechaniki klasycznej punktu materialnego można sformułować w sposób następujący:
Dynamika Podstawowy problem mechaniki klasycznej punktu materialnego można sformułować w sposób następujący: mamy ciało (zachowujące się jak punkt materialny) o znanych właściwościach (masa, ładunek itd.),
Bardziej szczegółowoAKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA
AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA OBLICZANIE POCZĄTKOWEJ WYSOKOŚCI METACENTRYCZNEJ PODCZAS OPERACJI BALASTOWYCH Zajęcia laboratoryjne z przedmiotu:
Bardziej szczegółowoKąty Ustawienia Kół. WERTHER International POLSKA Sp. z o.o. dr inż. Marek Jankowski 2007-01-19
WERTHER International POLSKA Sp. z o.o. dr inż. Marek Jankowski 2007-01-19 Kąty Ustawienia Kół Technologie stosowane w pomiarach zmieniają się, powstają coraz to nowe urządzenia ułatwiające zarówno regulowanie
Bardziej szczegółowoDRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu
Ćwiczenie 7 DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Cel ćwiczenia Doświadczalne wyznaczenie częstości drgań własnych układu o dwóch stopniach swobody, pokazanie postaci drgań odpowiadających
Bardziej szczegółowo3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas
3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas oddziaływanie między ciałami, ani też rola, jaką to
Bardziej szczegółowoMechanika teoretyczna
Przedmiot Mechanika teoretyczna Wykład nr 1 Wprowadzenie i podstawowe pojęcia. Rachunek wektorowy. Wypadkowa układu sił. Mechanika: ogólna, techniczna, teoretyczna. Dział fizyki zajmujący się badaniem
Bardziej szczegółowoZałącznik D (EC 7) Przykład analitycznej metody obliczania oporu podłoża
Załącznik D (EC 7) Przykład analitycznej metody obliczania oporu podłoża D.1 e używane w załączniku D (1) Następujące symbole występują w Załączniku D: A' = B' L efektywne obliczeniowe pole powierzchni
Bardziej szczegółowoPrzykład obliczeniowy wyznaczenia imperfekcji globalnych, lokalnych i efektów II rzędu P3 1
Przykład obliczeniowy wyznaczenia imperfekcji globalnych, lokalnych i efektów II rzędu P3 Schemat analizowanej ramy Analizy wpływu imperfekcji globalnych oraz lokalnych, a także efektów drugiego rzędu
Bardziej szczegółowoMECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH
dr inż. Robert Szmit Przedmiot: MECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH WYKŁAD nr Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Katedra Geotechniki i Mechaniki Budowli Opis stanu odkształcenia i naprężenia powłoki
Bardziej szczegółowoMechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)
Kinematyka Mechanika ogólna Wykład nr 7 Elementy kinematyki Dział mechaniki zajmujący się matematycznym opisem układów mechanicznych oraz badaniem geometrycznych właściwości ich ruchu, bez wnikania w związek
Bardziej szczegółowoInformacje ogólne. Rys. 1. Rozkłady odkształceń, które mogą powstać w stanie granicznym nośności
Informacje ogólne Założenia dotyczące stanu granicznego nośności przekroju obciążonego momentem zginającym i siłą podłużną, przyjęte w PN-EN 1992-1-1, pozwalają na ujednolicenie procedur obliczeniowych,
Bardziej szczegółowoPochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do rachunku błędów pomiarowych
Pochodna i różniczka unkcji oraz jej zastosowanie do rachunku błędów pomiarowych Krzyszto Rębilas DEFINICJA POCHODNEJ Pochodna unkcji () w punkcie określona jest jako granica: lim 0 Oznaczamy ją symbolami:
Bardziej szczegółowoPROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ
TOK POSTĘPOWANIA PRZY PROJEKTOWANIU STOPY FUNDAMENTOWEJ OBCIĄŻONEJ MIMOŚRODOWO WEDŁUG WYTYCZNYCH PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Przyjęte do obliczeń dane i założenia: V, H, M wartości charakterystyczne obciążeń
Bardziej szczegółowoRUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ
RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ Wykład 6 2016/2017, zima 1 MOMENT PĘDU I ENERGIA KINETYCZNA W RUCHU PUNKTU MATERIALNEGO PO OKRĘGU Definicja momentu pędu L=mrv=mr 2 ω L=Iω I= mr 2 p L r ω Moment
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 3 OBLICZANIE I SPRAWDZANIE NOŚNOŚCI NIEZBROJONYCH ŚCIAN MUROWYCH OBCIĄŻNYCH PIONOWO
WYKŁAD 3 OBLICZANIE I SPRAWDZANIE NOŚNOŚCI NIEZBROJONYCH ŚCIAN MUROWYCH OBCIĄŻNYCH PIONOWO Ściany obciążone pionowo to konstrukcje w których o zniszczeniu decyduje wytrzymałość muru na ściskanie oraz tzw.
Bardziej szczegółowoRÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA
Dr inż. Andrzej Polka Katedra Dynamiki Maszyn Politechnika Łódzka RÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA Streszczenie: W pracy opisano wzajemne położenie płaszczyzny parasola
Bardziej szczegółowoLinia dwuprzewodowa Obliczanie pojemności linii dwuprzewodowej
Linia dwuprzewodowa Obliczanie pojemności linii dwuprzewodowej 1. Wstęp Pojemność kondensatora można obliczyć w prosty sposób znając wartości zgromadzonego na nim ładunku i napięcia między okładkami: Q
Bardziej szczegółowoWyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów
Ćwiczenie 63 Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów 63.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu określa się współczynnik sprężystości pojedynczych sprężyn i ich układów, mierząc wydłużenie
Bardziej szczegółowoOpis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera.
ĆWICZENIE WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO Opis ćwiczenia Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego
Bardziej szczegółowoProgramowanie celowe #1
Programowanie celowe #1 Problem programowania celowego (PC) jest przykładem problemu programowania matematycznego nieliniowego, który można skutecznie zlinearyzować, tzn. zapisać (i rozwiązać) jako problem
Bardziej szczegółowoMateriały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej
Materiały pomocnicze 5 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej 1. Wielkości dynamiczne w ruchu postępowym. a. Masa ciała jest: - wielkością skalarną, której wielkość jest niezmienna
Bardziej szczegółowoOpis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Nazwa modułu: Mechanika techniczna i wytrzymałość materiałów Rok akademicki: 2012/2013 Kod: STC-1-105-s Punkty ECTS: 3 Wydział: Energetyki i Paliw Kierunek: Technologia Chemiczna Specjalność: Poziom studiów:
Bardziej szczegółowoPochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych
Pochodna i różniczka unkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych Krzyszto Rębilas DEFINICJA POCHODNEJ Pochodna unkcji () w punkcie określona jest jako granica: lim 0 Oznaczamy ją
Bardziej szczegółowoPierwsze dwa podpunkty tego zadania dotyczyły równowagi sił, dla naszych rozważań na temat dynamiki ruchu obrotowego interesujące będzie zadanie 3.3.
Dynamika ruchu obrotowego Zauważyłem, że zadania dotyczące ruchu obrotowego bardzo często sprawiają maturzystom wiele kłopotów. A przecież wystarczy zrozumieć i stosować zasady dynamiki Newtona. Przeanalizujmy
Bardziej szczegółowoRachunek całkowy - całka oznaczona
SPIS TREŚCI. 2. CAŁKA OZNACZONA: a. Związek między całką oznaczoną a nieoznaczoną. b. Definicja całki oznaczonej. c. Własności całek oznaczonych. d. Zastosowanie całek oznaczonych. e. Zamiana zmiennej
Bardziej szczegółowoRUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ
RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ Wykład 7 2012/2013, zima 1 MOMENT PĘDU I ENERGIA KINETYCZNA W RUCHU PUNKTU MATERIALNEGO PO OKRĘGU Definicja momentu pędu L=mrv=mr 2 ω L=Iω I= mr 2 p L r ω Moment
Bardziej szczegółowoOBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH
OBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH koło podziałowe linia przyporu P R P N P O koło podziałowe Najsilniejsze zginanie zęba następuje wówczas, gdy siła P N jest przyłożona u wierzchołka zęba. Siłę P N można rozłożyć
Bardziej szczegółowoĆ w i c z e n i e K 4
Akademia Górniczo Hutnicza Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji Nazwisko i Imię: Nazwisko i Imię: Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Grupa
Bardziej szczegółowoSTATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA
Mechanika i wytrzymałość materiałów - instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego: Wprowadzenie STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA Opracowała: mgr inż. Magdalena Bartkowiak-Jowsa Skręcanie pręta występuje w przypadku
Bardziej szczegółowoZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE
ISSN 1733-867 ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE I N Ż Y N I E R I A R U C H U M O R S K I E G O 5 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania
Bardziej szczegółowoPrzykład Łuk ze ściągiem, obciążenie styczne. D A
Przykład 1.4. Łuk ze ściągiem, obciążenie styczne. Rysunek przedstawia łuk trójprzegubowy, kołowy, ze ściągiem. Łuk obciążony jest obciążeniem stycznym do łuku, o stałej gęstości na jednostkę długości
Bardziej szczegółowoINSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH BADANIE TWORZYW SZTUCZNYCH OZNACZENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH PRZY STATYCZNYM ROZCIĄGANIU
Bardziej szczegółowoKarta (sylabus) modułu/przedmiotu INŻYNIERIA MATERIAŁOWA Studia pierwszego stopnia
Karta (sylabus) modułu/przedmiotu INŻYNIERIA MATERIAŁOWA Studia pierwszego stopnia Przedmiot: Mechanika Rodzaj przedmiotu: Obowiązkowy Kod przedmiotu: IM 1 S 0 2 24-0_1 Rok: I Semestr: 2 Forma studiów:
Bardziej szczegółowoFIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego)
2019-09-01 FIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego) Treści z podstawy programowej przedmiotu POZIOM ROZSZERZONY (PR) SZKOŁY BENEDYKTA Podstawa programowa FIZYKA KLASA 1 LO (4-letnie po szkole
Bardziej szczegółowoPytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15
Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15 1. Warunkiem koniecznym i wystarczającym równowagi układu sił zbieżnych jest, aby a) wszystkie
Bardziej szczegółowoWyjaśnienie w sprawie różnic wyników obliczeń statycznych otrzymanych z programu TrussCon Projekt 2D i innych programów
Wyjaśnienie w sprawie różnic wyników obliczeń statycznych otrzymanych z programu TrussCon Projekt 2D i innych programów Szanowni Państwo! W związku z otrzymywanymi pytaniami dlaczego wyniki obliczeń uzyskanych
Bardziej szczegółowo5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.
5. Fale mechaniczne 5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych. Ruch falowy jest zjawiskiem bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie. Spotkałeś się z pewnością w życiu codziennym z takimi pojęciami
Bardziej szczegółowoNormy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
Poprawa bezpieczeństwa pracy linii WN w świetle najnowszej normalizacji. Niezawodność, pewność, bezpieczeństwo. Dominik Brudniak Tomasz Musiał Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS Lublin, 14-16 listopada
Bardziej szczegółowoZakład Inżynierii Komunikacyjnej Wydział Inżynierii Lądowej Politechnika Warszawska PODSTAWY PROJEKTOWANIA LINII I WĘZŁÓW TRAMWAJOWYCH CZĘŚĆ III
Zakład Inżynierii Komunikacyjnej Wydział Inżynierii Lądowej Politechnika Warszawska DROGI SZYNOWE PODSTAWY PROJEKTOWANIA LINII I WĘZŁÓW TRAMWAJOWYCH CZĘŚĆ III PROJEKTOWANIE UKŁADU TORÓW TRAMWAJOWYCH W
Bardziej szczegółowoWyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia
Ćwiczenie M12 Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia M12.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości modułu Younga różnych materiałów poprzez badanie strzałki ugięcia wykonanych
Bardziej szczegółowo{H B= 6 kn. Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM.
Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM. Niezależnie od sposobu rozwiązywania zadania, zacząć należy od zastąpienia podpór reakcjami. Na czas obliczania reakcji można zastąpić obciążenie ciągłe
Bardziej szczegółowoGEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy
GEOMETRIA ANALITYCZNA Poziom podstawowy Zadanie (4 pkt.) Dana jest prosta k opisana równaniem ogólnym x + y 6. a) napisz równanie prostej k w postaci kierunkowej. b) podaj współczynnik kierunkowy prostej
Bardziej szczegółowoPRZEPISY PUBLIKACJA NR 20/P WZMOCNIENIA BURT STATKÓW RYBACKICH CUMUJĄCYCH W MORZU
PRZEPISY PUBLIKACJA NR 20/P WZMOCNIENIA BURT STATKÓW RYBACKICH CUMUJĄCYCH W MORZU 1995 Publikacje P (Przepisowe) wydawane przez Polski Rejestr Statków są uzupełnieniem lub rozszerzeniem Przepisów i stanowią
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ
ĆWICZENIE 12 WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ Cel ćwiczenia: Wyznaczanie modułu sztywności drutu metodą sprężystych drgań obrotowych. Zagadnienia: sprężystość, naprężenie ścinające, prawo
Bardziej szczegółowoSTATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH
Część. STATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH.. STATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH Rozwiązując układy niewyznaczalne dowolnie obciążone, bardzo często pomijaliśmy wpływ sił normalnych i
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Materiałów
Wytrzymałość Materiałów Zginanie Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach i ramach, analiza stanu naprężeń i odkształceń, warunek bezpieczeństwa Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości,
Bardziej szczegółowoZasady dynamiki Newtona. Pęd i popęd. Siły bezwładności
Zasady dynamiki Newtona Pęd i popęd Siły bezwładności Copyright by pleciuga@o2.pl Inercjalne układy odniesienia Układy inercjalne to takie układy odniesienia, względem których wszystkie ciała nie oddziałujące
Bardziej szczegółowoSTAN NAPRĘŻENIA. dr hab. inż. Tadeusz Chyży
STAN NAPRĘŻENIA dr hab. inż. Tadeusz Chyży 1 SIŁY POWIERZCHNIOWE I OBJĘTOŚCIOWE Rozważmy ciało o objętości V 0 ograniczone powierzchnią S 0, poddane działaniu sił będących w równowadze. Rozróżniamy tutaj
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA 311204
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA 311204 1 DZIAŁ PROGRAMOWY V. PODSTAWY STATYKI I WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
Bardziej szczegółowoSymulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów
dr inż. st. of. pokł. Stefan Jankowski Symulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów słowa kluczowe: systemy pilotowe, systemy dokingowe, dokładność pozycjonowania, prezentacja
Bardziej szczegółowoNIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ
NIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ Karol SZTWIERTNIA 1, Marek GUZEK, Janusz JANUŁA 3 Streszczenie Przedmiotem artykułu jest niepewność
Bardziej szczegółowoWykład 2. Kinematyka. Podstawowe wielkości opisujące ruch. W tekście tym przedstawię podstawowe pojecia niezbędne do opiosu ruchu:
Wykład 2. Kinematyka. Aby prześledzić tok tego wykładu MUSISZ rozumieć pojęcie wektora, jego składowych w układzie kartezjańskim oraz w trakcie wykładu zrozumieć intuicyjnie pojęcie pochodnej funkcji jednej
Bardziej szczegółowo700 [kg/m 3 ] * 0,012 [m] = 8,4. Suma (g): 0,138 Ze względu na ciężar wykończenia obciążenie stałe powiększono o 1%:
Producent: Ryterna modul Typ: Moduł kontenerowy PB1 (długość: 6058 mm, szerokość: 2438 mm, wysokość: 2800 mm) Autor opracowania: inż. Radosław Noga (na podstawie opracowań producenta) 1. Stan graniczny
Bardziej szczegółowo1. Dane : DANE OGÓLNE PROJEKTU. Poziom odniesienia: 0,00 m.
1. Dane : DANE OGÓLNE PROJEKTU Poziom odniesienia: 0,00 m. 4 2 0-2 -4 0 2. Fundamenty Liczba fundamentów: 1 2.1. Fundament nr 1 Klasa fundamentu: ława, Typ konstrukcji: ściana, Położenie fundamentu względem
Bardziej szczegółowoPF11- Dynamika bryły sztywnej.
Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego Zajęcia laboratoryjne w I Pracowni Fizycznej dla uczniów szkół ponadgimnazjalych
Bardziej szczegółowoMECHANIKA 2. Drgania punktu materialnego. Wykład Nr 8. Prowadzący: dr Krzysztof Polko
MECHANIKA 2 Wykład Nr 8 Drgania punktu materialnego Prowadzący: dr Krzysztof Polko Wstęp Drgania Okresowe i nieokresowe Swobodne i wymuszone Tłumione i nietłumione Wstęp Drgania okresowe ruch powtarzający
Bardziej szczegółowoMETODA SIŁ KRATOWNICA
Część. METDA SIŁ - RATWNICA.. METDA SIŁ RATWNICA Sposób rozwiązywania kratownic statycznie niewyznaczalnych metodą sił omówimy rozwiązują przykład liczbowy. Zadanie Dla kratownicy przedstawionej na rys..
Bardziej szczegółowoAnaliza stanu przemieszczenia oraz wymiarowanie grupy pali
Poradnik Inżyniera Nr 18 Aktualizacja: 09/2016 Analiza stanu przemieszczenia oraz wymiarowanie grupy pali Program: Plik powiązany: Grupa pali Demo_manual_18.gsp Celem niniejszego przewodnika jest przedstawienie
Bardziej szczegółowoAkademia Morska w Szczecinie STUDIA NIESTACJONARNE WEBSITE LEARNING. Przedmiot: RATOWNICTWO MORSKIE. Ćwiczenia
Akademia Morska w Szczecinie STUDIA NIESTACJONARNE WEBSITE LEARNING Przedmiot: RATOWNICTWO MORSKIE Ćwiczenia Plan zajęć ćwiczeniowych z przedmiotu Ratownictwo morskie Opracował: mgr inż. kpt.ż.w. Mirosław
Bardziej szczegółowo1. Połączenia spawane
1. Połączenia spawane Przykład 1a. Sprawdzić nośność spawanego połączenia pachwinowego zakładając osiową pracę spoiny. Rysunek 1. Przykład zakładkowego połączenia pachwinowego Dane: geometria połączenia
Bardziej szczegółowoTRYGONOMETRIA FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE KĄTA SKIEROWANEGO
TRYGONOMETRIA Trygonometria to dział matematyki, którego przedmiotem badań są związki między bokami i kątami trójkątów oraz tzw. funkcje trygonometryczne. Trygonometria powstała i rozwinęła się głównie
Bardziej szczegółowoElementy dynamiki klasycznej - wprowadzenie. dr inż. Romuald Kędzierski
Elementy dynamiki klasycznej - wprowadzenie dr inż. Romuald Kędzierski Po czym można rozpoznać, że na ciało działają siły? Możliwe skutki działania sił: Po skutkach działania sił. - zmiana kierunku ruchu
Bardziej szczegółowoObliczenia obciążenia osi. Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi
Informacje ogólne na temat obliczeń obciążenia osi Każdy rodzaj transportu za pomocą samochodów ciężarowych wymaga, aby podwozie dostarczane z fabryki było wyposażone w pewną formę zabudowy. Informacje
Bardziej szczegółowoBryła sztywna Zadanie domowe
Bryła sztywna Zadanie domowe 1. Podczas ruszania samochodu, w pewnej chwili prędkość środka przedniego koła wynosiła. Sprawdź, czy pomiędzy kołem a podłożem występował poślizg, jeżeli średnica tego koła
Bardziej szczegółowoObszary sprężyste (bez możliwości uplastycznienia)
Przewodnik Inżyniera Nr 34 Aktualizacja: 01/2017 Obszary sprężyste (bez możliwości uplastycznienia) Program: MES Plik powiązany: Demo_manual_34.gmk Wprowadzenie Obciążenie gruntu może powodować powstawanie
Bardziej szczegółowoTolerancje kształtu i położenia
Strona z 7 Strona główna PM Tolerancje kształtu i położenia Strony związane: Podstawy Konstrukcji Maszyn, Tolerancje gwintów, Tolerancje i pasowania Pola tolerancji wałków i otworów, Układy pasowań normalnych,
Bardziej szczegółowoPR PD Wręgi budowlane
I. Wybór jednostki 1. Wybrać statek z literatury (czasopisma o tematyce okrętowej): - handlowy typu masowiec lub zbiornikowiec lub kontenerowiec lub drobnicowiec, - o długości 130m < L pp < 250m. 2. Wykonać
Bardziej szczegółowoWstęp. Ruch po okręgu w kartezjańskim układzie współrzędnych
Wstęp Ruch po okręgu jest najprostszym przypadkiem płaskich ruchów krzywoliniowych. W ogólnym przypadku ruch po okręgu opisujemy równaniami: gdzie: dowolna funkcja czasu. Ruch odbywa się po okręgu o środku
Bardziej szczegółowoMechanika i Budowa Maszyn
Mechanika i Budowa Maszyn Materiały pomocnicze do ćwiczeń Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach statycznie wyznaczalnych Andrzej J. Zmysłowski Andrzej J. Zmysłowski Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach
Bardziej szczegółowoPrzykład 4.1. Ściag stalowy. L200x100x cm 10 cm I120. Obliczyć dopuszczalną siłę P rozciagającą ściąg stalowy o przekroju pokazanym na poniższym
Przykład 4.1. Ściag stalowy Obliczyć dopuszczalną siłę P rozciagającą ściąg stalowy o przekroju pokazanym na poniższym rysunku jeśli naprężenie dopuszczalne wynosi 15 MPa. Szukana siła P przyłożona jest
Bardziej szczegółowo2kN/m Zgodnie z wyznaczonym zadaniem przed rozpoczęciem obliczeń dobieram wstępne przekroje prętów.
2kN/m -20 C D 5kN 0,006m A B 0,004m +0 +20 0,005rad E 4 2 4 [m] Układ prętów ma dwie tarcze i osiem reakcji w podporach. Stopień statycznej niewyznaczalności SSN= 2, ponieważ, przy dwóch tarczach powinno
Bardziej szczegółowoWyciąg z przepisów PRS i określenia podstawowych parametrów kadłuba. (Materiał pomocniczy Sem. V)
Wyciąg z przepisów PRS i określenia podstawowych parametrów kadłuba (Materiał pomocniczy Sem. V) 1. Podstawowe wielkości opisujące kadłub P pion dziobowy pionowa linia w płaszczyźnie symetrii statku, przechodząca
Bardziej szczegółowoPODSTAWY RACHUNKU WEKTOROWEGO
Transport, studia niestacjonarne I stopnia, semestr I Instytut L-5, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska Adam Wosatko Ewa Pabisek Skalar Definicja Skalar wielkość fizyczna (lub geometryczna)
Bardziej szczegółowoSTANY GRANICZNE KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH
STANY GRANICZNE KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH Podstawa formalna (prawna) MATERIAŁY DYDAKTYCZNE 1 Projektowanie konstrukcyjne obiektów budowlanych polega ogólnie na określeniu stanów granicznych, po przekroczeniu
Bardziej szczegółowoLiczby zespolone. x + 2 = 0.
Liczby zespolone 1 Wiadomości wstępne Rozważmy równanie wielomianowe postaci x + 2 = 0. Współczynniki wielomianu stojącego po lewej stronie są liczbami całkowitymi i jedyny pierwiastek x = 2 jest liczbą
Bardziej szczegółowoPrzykłady obliczeń belek i słupów złożonych z zastosowaniem łączników mechanicznych wg PN-EN-1995
Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Przykłady obliczeń belek i słupów złożonych z zastosowaniem łączników mechanicznych wg PN-EN-1995 Jerzy Bobiński Gdańsk, wersja 0.32 (2014)
Bardziej szczegółowoPLAN REALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA FIZYKI W GIMNAZJUM WRAZ Z OKREŚLENIEM WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH
PLAN REALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA FIZYKI W GIMNAZJUM WRAZ Z OKREŚLENIEM WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH Krzysztof Horodecki, Artur Ludwikowski, Fizyka 1. Podręcznik dla gimnazjum, Gdańskie Wydawnictwo Oświatowe
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji Numer ćwiczenia: 8 Laboratorium
Bardziej szczegółowoZagadnienia konstrukcyjne przy budowie
Ogrodzenie z klinkieru, cz. 2 Konstrukcja OGRODZENIA W części I podane zostały niezbędne wiadomości dotyczące projektowania i wykonywania ogrodzeń z klinkieru. Do omówienia pozostaje jeszcze bardzo istotna
Bardziej szczegółowoPodstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie
Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie Rozciąganie lub ściskanie Zginanie Skręcanie Ścinanie 1. Pręt rozciągany lub ściskany
Bardziej szczegółowoProjekt ciężkiego muru oporowego
Projekt ciężkiego muru oporowego Nazwa wydziału: Górnictwa i Geoinżynierii Nazwa katedry: Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki Zaprojektować ciężki pionowy mur oporowy oraz sprawdzić jego stateczność
Bardziej szczegółowoTok postępowania przy projektowaniu fundamentu bezpośredniego obciążonego mimośrodowo wg wytycznych PN-EN 1997-1 Eurokod 7
Tok postępowania przy projektowaniu fundamentu bezpośredniego obciążonego mimośrodowo wg wytycznych PN-EN 1997-1 Eurokod 7 I. Dane do projektowania - Obciążenia stałe charakterystyczne: V k = (pionowe)
Bardziej szczegółowo12 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ I. a=εr. 2 t. Włodzimierz Wolczyński. Przyspieszenie kątowe. ε przyspieszenie kątowe [ ω prędkość kątowa
Włodzimierz Wolczyński Przyspieszenie kątowe 1 RUCH OROTOWY RYŁY SZTYWNEJ I = = ε przyspieszenie kątowe [ ] ω prędkość kątowa = = T okres, = - częstotliwość s=αr v=ωr a=εr droga = kąt x promień prędkość
Bardziej szczegółowoR o z d z i a ł 4 MECHANIKA CIAŁA SZTYWNEGO
R o z d z i a ł 4 MECHANIKA CIAŁA SZTYWNEGO 4.1. Bryła sztywna W dotychczasowych rozważaniach traktowaliśmy wszystkie otaczające nas ciała jako punkty materialne lub zbiory punktów materialnych. Jest to
Bardziej szczegółowo