Thiết kế kết cấu tàu composite theo TCVN 6282-2003 (Luận văn)

Thiết kế tàu composite theo TCVN 6282-2003: Tìm hiểu quy trình, tiêu chuẩn thiết kế và ứng dụng vật liệu composite trong đóng tàu.

• Tác giả: Lê Việt Cường
• Người hướng dẫn: Thầy Phạm Thanh Nhựt
• Trường học: Không tìm thấy thông tin
• Chuyên ngành: Không tìm thấy thông tin
• Đề tài: Thiết kế kết cấu tàu Composite theo Quy phạm kiểm tra và chế tạo các tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh TCVN 6282-2003
• Loại tài liệu: Chuyên đề tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: Nha Trang

Mục lục chi tiết

• LÔØI NOÙI ÑAÀU
• ÑAËT VAÁN ÑEÀ
• 1. Gôùi thieäu vaán ñeà nguyeân cöùu
• 2. Gôùi thieäu veà vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu
• 3. Öu, nhöôïc ñieåm vaø coâng duïng
• 4. Vaät lieâu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu
• 5. Phöông phaùp nguyeân cöùu vaø giôùi haïn noäi dung
• ÑAËC ÑIEÅM KEÁT CAÁU TAØU COMPOSITE
• 1. Ñaëc ñieåm chung keát caáu taøu voû Composite
• 2. Keát caáu voû taøu
• 3. Keát caáu cuûa moät soá chi tieát chính
• 4. Giôùi thieäu maãu taøu ñöôïc löïa choïn laøm thieát keá keát caáu
• 5. Ñaëc ñieåm vaø coâng duïng cuûa taøu
• 6. Boá trí chung toaøn taøu
• 7. Ñaëc ñieåm keát caáu
• 8. Nhaän xeùt veà keát caáu cuûa taøu ñöôïc löïa choïn
• THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU TAØU THEO QUY PHAÏM
• 1. Quy ñònh chung cuûa Quy phaïm
• 3. Tính keát caáu theo Quy phaïm
• 3.1. Soáng chính
• 3.2. Soáng phuï
• 3.3. Ñaø ngang ñaùy
• 3.4. Xaø ngang boong
• 3.5. Xaø doïc boong
• 3.6. Caùc keát caáu khaùc
• 4. Ñaëc ñieåm lieân keát
• 5. Kieåm tra ñoä beàn doïc
• 5.1. Kieåm tra ñoä beàn doïc cho maët caét giöõa söôøn 10-11
• 5.2. Kieåm tra ñoä beàn doïc cho maët caét giöõa söôøn 13-14
• 6. Ñaùnh giaù keát quaû tính toaùn
• KEÁT LUAÄN VAØ ÑEÀ XUAÁT YÙ KIEÁN
• 1. Ñeà xuaát yù kieán
• TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
• 1. CHÖÔNG 1: ÑAËT VAÁN ÑEÀ
• 1.1. Giôùi thieäu chung veà vaán ñeà nguyeân cöùu
• 1.2. Giôí thieäu veà vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu
• 1.3. Öu, nhöôïc ñieåm vaø coâng duïng cuûa vaät lieäu naøy
• 1.4. Vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu
• 1.5. Phöông phaùp nghieân cöùu vaø giôùi haïn noäi dung
• 2. CHÖÔNG 2: ÑAËC ÑIEÅM KEÁT CAÁU TAØU COMPOSITE
• 2.1. Ñaëc ñieåm chung keát caáu taøu voû Composite
• 2.2. Keát caáu voû taøu
• 2.3. Keát caáu cuûa moät soá chi tieát chính

Tóm tắt

I. Tổng Quan Thiết Kế Tàu Composite Theo TCVN 6282 2003

Bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan về thiết kế tàu composite theo TCVN 6282-2003, tiêu chuẩn quốc gia về kiểm tra và chế tạo tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh. Tàu thủy là một công trình nổi chịu tác dụng phức tạp của ngoại lực, do đó, độ bền kết cấu thân tàu là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và tuổi thọ. Hiện nay, xu hướng phát triển đội tàu đánh bắt xa bờ đòi hỏi việc thiết kế kết cấu thân tàu phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe. Chuyên đề này sẽ giúp người đọc hiểu rõ hơn về các thành phần cấu tạo, tính năng ưu việt của vật liệu FRP (Fibreglass Reinforced plastics) và hệ thống kiến thức để giải quyết các vấn đề trong thực tế. TCVN 6282-2003 đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và an toàn của tàu composite. Tài liệu gốc nhấn mạnh: "Một con tàu khi đóng xong đòi hỏi phải đảm bảo các tính năng của nó. Trong đó, tính bền hay còn gọi là độ bền kết cấu thân tàu là yếu tố góp phần quan trọng vào việc giúp cho con tàu có khả năng chống để lại những tác dụng khắc nghiệt của môi trường để đảm bảo cho con tàu làm việc bình thường".

1.1. Giới Thiệu Về Vật Liệu Composite Ứng Dụng Đóng Tàu

Vật liệu composite là hỗn hợp của ít nhất hai pha, nhằm kết hợp ưu điểm và hạn chế nhược điểm của từng thành phần. Vật liệu composite trong đóng tàu thường bao gồm nhựa polyester không no (vật liệu nền) và sợi thủy tinh (vật liệu cốt). Chất xúc tác và chất gia tốc được sử dụng trong quá trình chế tạo. So với vật liệu truyền thống, composite có nhiều ưu điểm như độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và dễ tạo hình. Tuy nhiên, giá thành cao và chất lượng phụ thuộc vào tay nghề là những nhược điểm cần xem xét. Vật liệu composite được ứng dụng rộng rãi trong hàng không, ô tô, tàu thuyền và dân dụng.

1.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của Tàu Composite So Với Tàu Thường

Tàu composite có nhiều ưu điểm so với tàu gỗ, thép hoặc nhôm, bao gồm khả năng kết hợp với nhiều loại vật liệu để tạo kết cấu bền vững, khả năng chống chịu môi trường biển tốt, ít bị ăn mòn và điện phân, có tính trơ với sinh vật biển, dễ tạo dáng, độ bóng bề mặt cao, độ kín nước tuyệt đối, dễ thi công sửa chữa, độ bền cơ học cao và chi phí bảo dưỡng thấp. Tuy nhiên, cần lưu ý đến nhược điểm về giá thành do vật liệu nhập khẩu, tính toán phức tạp và khó xử lý chất thải.

II. Thách Thức Thiết Kế Tàu Composite Theo TCVN 6282 2003

Mặc dù TCVN 6282-2003 cung cấp các tiêu chuẩn và quy định, việc thiết kế tàu composite vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Các yêu cầu về an toàn, tính năng sử dụng, tính hoàn chỉnh, tính công nghệ và tính kinh tế cần được cân nhắc kỹ lưỡng. Việc lựa chọn vật liệu, phương pháp thi công và kiểm tra chất lượng đòi hỏi kiến thức chuyên môn sâu rộng. Sai sót trong thiết kế hoặc thi công có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng về tài sản và tính mạng. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà thiết kế, kỹ sư và thợ thi công để đảm bảo chất lượng và an toàn của tàu. Một trong những thách thức lớn là làm sao để cân bằng giữa yêu cầu về độ bền và giảm thiểu trọng lượng tàu. Theo tài liệu gốc, dù thiết kế theo phương pháp nào, kết cấu thân tàu phải thỏa mãn những yêu cầu sau: tính an toàn, tính năng sử dụng, tính hoàn chỉnh, tính công nghệ và tính kinh tế.

2.1. Yêu Cầu Kỹ Thuật Khắt Khe Trong TCVN 6282 2003

TCVN 6282-2003 quy định chi tiết về vật liệu, kích thước, cấu tạo và phương pháp thử nghiệm của tàu composite. Việc tuân thủ các quy định này là bắt buộc để đảm bảo an toàn và chất lượng. Các yêu cầu kỹ thuật khắt khe đòi hỏi các nhà thiết kế và thi công phải có trình độ chuyên môn cao và trang thiết bị hiện đại. Cần có hệ thống quản lý chất lượng nghiêm ngặt để kiểm soát quá trình sản xuất và đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn đề ra.

2.2. Khó Khăn Trong Tính Toán Kết Cấu Tàu Composite

Việc tính toán kết cấu tàu composite phức tạp hơn so với tàu thép hoặc gỗ do tính chất dị hướng của vật liệu. Cần sử dụng các phần mềm chuyên dụng và phương pháp phân tích tiên tiến để mô phỏng và dự đoán hành vi của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng. Độ chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc vào độ tin cậy của mô hình và thông số vật liệu. Cần có sự đối chiếu và kiểm chứng giữa kết quả tính toán và thực nghiệm để đảm bảo độ chính xác.

2.3. Kiểm Soát Chất Lượng Thi Công Tàu Composite

Thi công tàu composite đòi hỏi quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ khâu lựa chọn vật liệu đến khâu hoàn thiện sản phẩm. Các công đoạn như trộn nhựa, gia công sợi thủy tinh, đắp lớp và bảo dưỡng cần được thực hiện đúng quy trình và kiểm tra thường xuyên. Các lỗi thi công như bọt khí, phân lớp hoặc không đủ độ dày có thể ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của tàu. Cần có đội ngũ kỹ thuật viên có kinh nghiệm và trang thiết bị kiểm tra hiện đại để phát hiện và xử lý các lỗi kịp thời.

III. Phương Pháp Thiết Kế Kết Cấu Tàu Composite Theo TCVN

Có ba phương pháp thiết kế kết cấu tàu chính: thiết kế theo tàu mẫu, thiết kế theo quy phạm và thiết kế tính toán theo lý thuyết. Thiết kế theo quy phạm là phương pháp được nhiều nhà thiết kế sử dụng, dựa trên các công thức và quy định trong TCVN 6282-2003 để xác định kích thước và cấu tạo của các thành phần kết cấu. Phương pháp này giúp đảm bảo độ bền và an toàn của tàu, đồng thời đơn giản hóa quá trình thiết kế. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thiết kế theo quy phạm có thể dẫn đến kết cấu quá dư bền, gây lãng phí vật liệu. Tài liệu gốc nêu rõ ưu nhược điểm của từng phương pháp, ví dụ thiết kế theo tàu mẫu đơn giản nhưng phụ thuộc vào tàu mẫu, thiết kế theo quy phạm đơn giản nhưng kết cấu có thể không hợp lý về độ bền.

3.1. Xác Định Vật Liệu Phù Hợp Với TCVN 6282 2003

TCVN 6282-2003 quy định về loại nhựa và sợi thủy tinh được phép sử dụng trong thiết kế tàu composite. Thông thường, nhựa polyester không no và sợi thủy tinh dạng mat và vải thô được sử dụng phổ biến. Cần kiểm tra chất lượng vật liệu trước khi đưa vào sử dụng để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về cơ tính và hóa tính. Hàm lượng nhựa và sợi thủy tinh cũng cần được kiểm soát chặt chẽ để đạt được độ bền và độ cứng mong muốn.

3.2. Tính Toán Kích Thước Các Thành Phần Kết Cấu

Sử dụng các công thức trong TCVN 6282-2003 để tính toán chiều dày vỏ tàu, kích thước sườn, đà ngang, xà dọc và các thành phần kết cấu khác. Các công thức này dựa trên các thông số như chiều dài, chiều rộng, chiều cao mạn, mớn nước và hệ số béo thể tích của tàu. Cần tuân thủ các quy định về hệ số an toàn và điều kiện biên để đảm bảo kết cấu có đủ khả năng chịu tải.

3.3. Thiết Kế Liên Kết Các Chi Tiết Kết Cấu Composite

Liên kết giữa các chi tiết kết cấu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền của tàu. Các phương pháp liên kết phổ biến bao gồm dán keo, bắt bulong và sử dụng góc ướt FRP. Cần thiết kế liên kết sao cho đảm bảo truyền tải lực tốt và tránh tập trung ứng suất. Diện tích bề mặt liên kết, loại keo dán và số lượng bulong cần được tính toán cẩn thận.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Và Kết Quả Nghiên Cứu Tàu Composite

Nghiên cứu này trình bày ứng dụng thực tế của TCVN 6282-2003 trong thiết kế kết cấu tàu composite. Một tàu khách vỏ FRP (kí hiệu SL-11-04) được lựa chọn làm mẫu để tính toán và kiểm tra độ bền. Kết quả tính toán cho thấy các chi tiết kết cấu đều thỏa mãn yêu cầu của quy phạm, tuy nhiên có độ dư bền lớn. Điều này cho thấy thiết kế theo quy phạm có thể dẫn đến lãng phí vật liệu. Do đó, cần kết hợp kinh nghiệm thực tế và các phương pháp thiết kế khác để tối ưu hóa kết cấu và giảm giá thành tàu. Tài liệu gốc so sánh kích thước các chi tiết kết cấu tính toán với kích thước thực tế, nhận thấy kích thước theo quy phạm lớn hơn, chứng tỏ tàu thiết kế theo quy phạm dư bền.

4.1. Giới Thiệu Mẫu Tàu Khách Composite SL 11 04

Tàu khách composite SL-11-04 do Công ty TNHH Sông Lô thiết kế và chế tạo tại Nha Trang, trang bị động cơ Cummins 315 HP. Tàu có chiều dài thiết kế 11.33m, chiều rộng thiết kế 2.31m, chiều cao mạn 1.04m và mớn nước trung bình 0.44m. Tàu có thể chở 28 hành khách và 2 thuyền viên. Thân tàu được làm bằng vật liệu FRP với kết cấu đơn lớp. Mục đích lựa chọn mẫu tàu này là để tính toán kết cấu và ta có ký hiệu là SL- 11- 04.

4.2. Kiểm Tra Độ Bền Dọc Tàu Composite Theo TCVN 6282

Độ bền dọc tàu được kiểm tra tại hai mặt cắt ngang (giữa sườn 10-11 và giữa sườn 13-14) bằng cách tính toán mômen quán tính và môđun chống uốn của tiết diện ngang. Kết quả cho thấy mômen quán tính và môđun chống uốn đều lớn hơn giá trị yêu cầu theo TCVN 6282-2003, chứng tỏ tàu có đủ khả năng chịu lực uốn dọc thân. Cần lưu ý rằng, kết quả tính toán còn dư bền so với yêu cầu của Quy phạm.

V. Kết Luận và Đề Xuất Giải Pháp Thiết Kế Tàu Composite

Việc thiết kế tàu composite theo TCVN 6282-2003 là cần thiết để đảm bảo an toàn và chất lượng. Tuy nhiên, cần kết hợp kinh nghiệm thực tế, các phương pháp thiết kế khác và phần mềm thiết kế tàu chuyên dụng để tối ưu hóa kết cấu và giảm giá thành tàu. Nên thiết kế theo Quy phạm kết hợp với kinh nghiệm thực tế để tính toán kích thước các kết cấu. Cần hoàn thiện công nghệ chế tạo, áp dụng biện pháp công nghệ hợp lý và giải quyết hợp lý bài toán thiết kế kết cấu. Đồng thời, cần tăng cường đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực thiết kế và thi công tàu composite. Tài liệu gốc đề xuất nên thiết kế theo Quy phạm kết hợp kế thừa kinh nghiệm thực tế để tính toán kích thước kết cấu hợp lý và tiết kiệm vật liệu.

5.1. Giải Pháp Tối Ưu Hóa Thiết Kế Kết Cấu Tàu Composite

Thay vì chỉ tuân thủ nghiêm ngặt các quy định trong TCVN 6282-2003, cần xem xét các yếu tố khác như điều kiện khai thác thực tế, tải trọng dự kiến và đặc tính của vật liệu composite. Có thể sử dụng các phương pháp thiết kế tiên tiến như phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để phân tích ứng suất và biến dạng của kết cấu, từ đó xác định kích thước tối ưu cho từng thành phần. Việc sử dụng các phần mềm thiết kế tàu composite chuyên dụng cũng giúp đơn giản hóa quá trình thiết kế và giảm thiểu sai sót.

5.2. Phát Triển Công Nghệ Chế Tạo Vật Liệu Composite Mới

Việc nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu composite mới với độ bền cao hơn, trọng lượng nhẹ hơn và giá thành rẻ hơn là yếu tố quan trọng để thúc đẩy ứng dụng tàu composite trong thực tế. Cần tập trung vào việc cải thiện quy trình sản xuất sợi thủy tinh, nhựa nền và các chất phụ gia, đồng thời nghiên cứu các phương pháp gia cường kết cấu hiệu quả. Ngoài ra, cần có chính sách hỗ trợ và khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào công nghệ chế tạo vật liệu composite.

VI. Tương Lai Phát Triển Và Nghiên Cứu Tàu Composite

Ngành đóng tàu composite ở Việt Nam có tiềm năng phát triển lớn, đặc biệt trong lĩnh vực tàu cá và tàu du lịch. Tuy nhiên, để khai thác tối đa tiềm năng này, cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực và xây dựng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn phù hợp. Việc hợp tác quốc tế và trao đổi kinh nghiệm với các nước có ngành đóng tàu composite phát triển cũng là rất quan trọng. Chuyên đề đã đưa ra một số ý kiến đề xuất, cho thấy tầm quan trọng của việc tiếp tục nghiên cứu, phát triển và ứng dụng tàu composite trong tương lai.

6.1. Triển Vọng Ứng Dụng Vật Liệu Composite Trong Đóng Tàu

Trong tương lai, vật liệu composite sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành đóng tàu do những ưu điểm vượt trội về độ bền, trọng lượng và khả năng chống ăn mòn. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm tàu cao tốc, tàu tuần tra, tàu cứu hộ và các loại tàu chuyên dụng khác. Tuy nhiên, cần giải quyết các vấn đề về giá thành, tái chế và xử lý chất thải để đảm bảo phát triển bền vững.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Về Kết Cấu Và Vật Liệu Mới

Các hướng nghiên cứu tiềm năng bao gồm phát triển các loại kết cấu composite mới như kết cấu sandwich, kết cấu lưới và kết cấu tổ ong, đồng thời nghiên cứu các loại vật liệu composite có khả năng tự phục hồi và giảm tiếng ồn. Việc ứng dụng công nghệ nano và công nghệ in 3D cũng mở ra những khả năng mới trong thiết kế và thi công tàu composite. Cần khuyến khích các nhà khoa học và kỹ sư tham gia vào các dự án nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp MUÏC LUÏC LÔØI NOÙI ÑAÀU. ÑAËT VAÁN ÑEÀ. Gôùi thieäu vaán ñeà nguyeân cöùu. Gôùi thieäu veà vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu.

Öu, nhöôïc ñieåm vaø coâng duïng. Vaät lieâu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu. Phöông phaùp nguyeân cöùu vaø giôùi haïn noäi dung. ÑAËC ÑIEÅM KEÁT CAÁU TAØU COMPOSITE.

Ñaëc ñieåm chung keát caáu taøu voû Composite. Keát caáu voû taøu. Keát caáu cuûa moät soá chi tieát chính. Giôùi thieäu maãu taøu ñöôïc löïa choïn laøm thieát keá keát caáu.

Ñaëc ñieåm vaø coâng duïng cuûa taøu. Boá trí chung toaøn taøu. Ñaëc ñieåm keát caáu. Nhaän xeùt veà keát caáu cuûa taøu ñöôïc löïa choïn.

THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU TAØU THEO QUY PHAÏM. Quy ñònh chung cuûa Quy phaïm. 16 Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp 3. Tính keát caáu theo Quy phaïm.

Soáng chính. Soáng phuï. Ñaø ngang ñaùy. Xaø ngang boong.

Xaø doïc boong. Caùc keát caáu khaùc. Ñaëc ñieåm lieân keát. Kieåm tra ñoä beàn doïc.

Kieåm tra ñoä beàn doïc cho maët caét giöõa söôøn 10-11. Kieåm tra ñoä beàn doïc cho maët caét giöõa söôøn 13-14. Ñaùnh giaù keát quaû tính toaùn. KEÁT LUAÄN VAØ ÑEÀ XUAÁT YÙ KIEÁN.

Ñeà xuaát yù kieán. 38 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO. 41 Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp Trang 1 LÔØI NOÙI ÑAÀU Taøu thuyû laø moät coâng trình noåi, hoaït ñoäng trong ñieàu kieän chòu taùc duïng phöùc taïp cuûa caùc ngoaïi löïc. Vì theá, moät con taøu khi ñoùng xong ñoøi hoûi phaûi ñaûm baûo caùc tính naêng cuûa noù.

Trong ñoù, tính beàn hay coøn goïi laø ñoä beàn keát caáu thaân taøu laø yeáu toá goùp phaàn quan troïng vaøo vieäc giuùp cho con taøu coù khaû naêng choáng ñeå laïi nhöõng taùc duïng khaéc nghieät cuûa moâi tröôøng ñeå ñaûm baûo cho con taøu laøm vieäc bình thöôøng nhaèm haïn cheá söï thieät haïi veà taøi saûn vaø tính maïng cho ngöôøi ñi taøu. Cuøng vôùi xu höôùng hieän nay cuûa Boä Thuyû saûn nhaèm phaùt trieån ñoäi taøu ñaùnh baét xa bôø, giuùp cho ngö daân coù ñieàu kieän khai thaùc nguoàn taøi nguyeân bieån coøn phong phuù thì vai troø cuûa vieäc thieát keá keát caáu thaân taøu laø voâ cuøng quan troïng. Ñeå coù ñieàu kieän tieáp xuùc vôùi baøi toaùn keát caáu thaân taøu trong thöïc teá toâi maïnh daïn nhaän laøm chuyeân ñeà “Thieát keá keát caáu taøu Composite theo Quy phaïm kieåm tra vaø cheá taïo caùc taøu laøm baèng chaát deûo coát sôïi thuyû tinh TCVN 6282-2003”. Sau thôøi gian nghieân cöùu thöïc hieän, chuyeân ñeà naøy ñaõ giuùp cho toâi hieåu bieát theâm veà caùc thaønh phaàn caáu taïo vaø tính naêng öu vieät cuûa vaät lieäu FRP(Fibreglass Reinforced plastics), ñoàng thôøi heä thoáng ñöôïc nhöõng kieán ñaõ ñöôïc hoïc taïi tröôøng ñeå giaûi quyeát vaán ñeà trong thöïc teá.

Sau moät thôøi gian thöïc hieän, ñöôïc söï giuùp ñôõ taän tình cuûa thaày Phaïm Thanh Nhöït vaø söï giuùp ñôõ cuûa quyù thaày coâ, baïn beø, chuyeân ñeà cuûa toâi cô baûn ñaõ hoaøn thaønh. Do thôøi gian vaø kieán thöùc coù haïn neân khoâng traùnh nhöõng thieáu soùt, raát mong thaày coâ vaø baïn beø goùp yù theâm. Nhaân dòp hoaøn thaønh chuyeân ñeà naøy, toâi xin chaân thaønh caûm ôn thaày Phaïm Thanh Nhöït vaø caùc thaày coâ giaûng daïy trong Khoa cuøng vôùi caùc baïn beø ñoàng nghieäp ñaõ giuùp ñôõ toâi hoaøn thaønh chuyeân ñeà naøy. Nha Trang ,ngaøy 28 thaùng 5 naêm 2005 SINH VIEÂN THÖÏC HIEÄN Leâ Vieät Cöôøng Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp Trang 2 CHÖÔNG 1: ÑAËT VAÁN ÑEÀ 1.

Giôùi thieäu chung veà vaán ñeà nguyeân cöùu: Taøu thuyû laø moät coâng trình noåi ñaõ ra ñôøi töø raát sôùm. Hieän nay nöôùc ta noùi rieâng vaø caû theá giôùi noùi chung thì lónh vöïc taøu thuyeàn phaùt trieån heát söùc maïnh meõ. Noù khoâng chæ phuïc phuïc trong lónh vöïc quaân söï maø coøn laø phöông tieän ñeå con ngöôøi vaän chuyeån, ñaùnh baét vaø laøm nhöõng coâng vieäc quan troïng khaùc. Tröôùc kia, vaät lieäu duøng ñeå ñoùng taøu thöôøng laø baèng goã, theùp, nhoâm,… nhöng ngaøy nay, cuøng vôùi söï phaùt trieån nhanh cuûa Khoa hoïc -Kó thuaät, ñaëc bieät laø söï ra ñôøi cuûa vaät lieäu môùi- vaät lieäu Composite thì ngaønh coâng nghieäp ñoùng taøu voû Composite ôû nöôùc ta cuõng khoâng ngöøng lôùn maïnh.

So vôùi nhöõng loaïi vaät lieäu truyeàn thoáng thì vaät lieäu Composite coù nhöõng öu ñieåm vöôït troäi, ñaëc bieät raát thích hôïp cho vieäc ñoùng taøu côõ nhoû. Maëc duø treân theá giôùi coâng ngheä ñoùng taøu baèng vaät lieäu Composite ñaõ coù töø raát laâu nhöng ôû Vieät Nam thì coâng ngheä naøy môùi chæ laø baét ñaàu. Nhöng moät ñieàu chaéc chaén raèng ngaønh ñoùng taøu voû Composite ôû Vieät Nam seõ tieáp tuïc phaùt trieån maïnh hôn nöõa. Ñieãn hình laø taïi Khaùnh Hoaø hieän ñaõ ñoùng thaønh coâng nhöõng taøu voû Composite côû nhoû nhö: taøu khaùch, taøu ñaùnh caù, taøu cao toác, taøu ñaùy kính, … Hieän nay ngöôøi ta thieát keá keát caáu taøu theo 3 phöông phaùp chính :thieát keá theo taøu maãu,thieát keá theo Quy phaïm,thieát keá tính toaùn theo lyù thuyeát.

Nhöng moãi phöông phaùp ñeàu coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm rieâng. Öu, nhöôïc ñieåm Thieát keá theo taøu Thieát keá theo quy Thieát keá theo lyù maãu phaïm thuyeát 1.Öu ñieåm Ñôn giaûn, nhanh Ñôn giaûn , ñaûm Keát caáu hôïp lyù choùng baûo ñoä beàn 2.Nhöôïc ñieåm Khoâng chuû ñoäng vì Keát caáu khoâng hôïp Tính toaùn phöùc taïp phuï thuoäc quaù lyù veà ñoä beàn (quaù nhieàu vaøo taøu maãu dö beàn) Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp Trang 3 Tuy nhieân, duø laø thieát keá keát caáu thaân taøu theo phöông phaùp naøo thì noù ñieàu phaûi thoaû maõn nhöõng yeâu caàu sau: - Tính an toaøn. Thieát keá keát caáu phaûi ñaûm baûo döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc, taøu coù moät söùc beàn nhaát ñònh, tính oån ñònh vaø ñoä cöùng caàn thieát. Khoâng vì söùc beàn khoâng ñuû hoaëc keát caáu maát oån ñònh maø gaây neân söï phaù huyû keát caáu, hoaëc bieán daïng vöôït quaù phaïm vi cho pheùp.

- Tính naêng söû duïng. Vieäc boá trí keát caáu vaø löïa choïn kích thöôùc keát caáu phaûi phuø hôïp vôùi yeâu caàu kinh doanh. Ví duï, ñoái vôùi khoang haøng chôû haøng bao, keát caáu ñöôïc boá trí sao cho thuaän tieän vieäc xeáp dôõ haøng, buoàng ôû cuûa haønh khaùch vaø thuyeàn vieân phaûi coù loái ñi thuaän tieän vaø ñoä cao thích ñaùng. - Tính hoaøn chænh.

Taøu thuûy laø moät kieán truùc noåi treân maët nöôùc, boá trí phöùc taïp.Treân taøu coù nhieàu loaïi thieát bò, maùy moùc, duïng cuï sinh hoaït vaø caùc heä thoáng,.Caùc boä phaän naøy lieân quan maät thieát vôùi boá trí keát caáu vaø vieäc löïa choïn kích thöôùc keát caáu. Thieát keá keát caáu phaûi phuø hôïp chaët cheõ vôùi thieát keá toång theå vaø thieát keá caùc heä thoáng, taïo neân moät caáu truùc hoaøn chænh, ñaûm baûo söï hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa taát caû caùc boä phaän treân. - Tính coâng ngheä. Vieäc löïa choïn hình thöùc keát caáu hình thöùc lieân keát caùc boä phaän keát caáu cuûa thaân taøu phaûi ñaûm baûo thi coâng deã daøng, giaûm nheï cöôøng ñoä lao ñoäng, vaø naâng cao naêng xuaát lao ñoäng.

Maët khaùc, khi löïa choïn vaät lieäu, phaûi chuù yù ñeán nguoàn vaät tö coù theå khai thaùc trong nöôùc; giaûm bôùt quy caùch caùch vaät lieäu moät caùch thích ñaùng, tieän cho vieäc mua döï tröõ vaät lieäu vaø quy trình coâng ngheä cuûa nhaø maùy. Phaûi caên cöù vaøo ñaëc ñieåm nhaø maùy, tình hình maùy moùc thieát bò maø choïn phöông aùn coâng ngheä hôïp lyù, aùp duïng nhöõng bieän phaùp coâng ngheä hôïp lyù. - Tính kinh teá. Treân cô sôû ñaûm baûo söùc beàn caàn thieát cuûa keát caáu, caân nhaéc kó ñeán ñoä dö aên moøn cuûa vaät lieäu, yeâu caàu cuûa söû duïng vaø söûa chöõa baûo döôõng,.

phaûi coá heát söùc giaûm nheï khoái löôïng keát caáu, tieát kieäm vaät lieäu, boá trí vaø löïa choïn vaät lieäu thoaû ñaùng, ñaûm baûo tính kinh teá cao nhaát trong söû duïng keát caáu. Vaø hieän nay, vieäc thieát keá keát caáu taøu theo Quy phaïm laø phöông phaùp ñöôïc nhieàu nhaø thieát keá söû duïng laøm cô sôû ñeå ñoùng môùi taøu thuyeàn hieän nay. Thieát keá taøu noùi chung vaø thieát keá keát caáu noùi rieâng theo quy phaïm noù laø cô sôû ñeå döïa vaøo ñoù caùc nhaø thieát keá tính toaùn thieát keá ra moät con taøu trong moät thôøi gian nhanh nhaát coù theå nhöng vaãn ñaûm baûo ñöôïc ñoä beàn vaø caùc tính naêng cuûa taøu. Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp Trang 4 Ñoàng thôøi, noù coøn laø cô sôû ñeå caùc cô quan Ñaêng kieåm kieåm tra giaùm saùt vieäc söûa chöõa hay ñoùng môùi taøu.

Chính vì noù coù nhöõng vai troø nhö treân neân vieäc thieát keá keát caáu taøu theo Quy phaïm seõ coù moät yù nghóa heát söùc to lôùn. Ñoù laø noù seõ cho pheùp thieát keá ra nhöõng con taøu môùi ñaûm baûo veà ñoä beàn, ñoä oån ñònh cuûa keát caáu,…nhaèm haïn cheá toái ña söï thieät haïi veà taøi saûn vaø tính maïng cho ngöôøi ñi taøu. Thöïc teá cho thaáy coù nhieàu con taøu tröôùc ñaây sau khi ñoùng xong ra khôi laøm vieäc ñöôïc moät thôøi gian thì keát caáu seõ hö hoûng khoâng ñaûm baûo ñöôïc ñoä beàn, ñoä oån ñònh cuûa keát caáu vaø coù theå seõ bò soùng ñaùnh gaõy baát cöù luùc naøo. Vaø nguyeân nhaân chính laø nhöõng con taøu naøy thieát keá khoâng hôïp lyù.

Giôí thieäu veà vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu. Vaät lieäu Composite laø moät hoãn hôïp goàm ít nhaát 2 pha hay 2 thaønh phaàn. Söï keát hôïp naøy nhaèm haïn cheá nhöôïc ñieåm cuûa vaät lieäu naøy baèng öu ñieåm cuûa vaät lieäu kia taïo neân saûn phaåm coù cô tính khaùc haún caùc vaät lieäu ban ñaàu. Öu, nhöôïc ñieåm vaø coâng duïng cuûa vaät lieäu naøy.

Öu ñieåm: Coù khaû naêng keát hôïp vôùi caùc loaïi vaät lieäu khaùc ñeå taïo ra caùc keát caáu môùi beàn vöõng, raát beàn vôùi moâi tröôøng bieån, ít bò aên moøn vaø ñieän phaân, coù tính trô vôùi sinh vaät bieån, raát deã taïo daùng, coù ñoä boùng beà maët raát cao, ñoä kín nöôùc laø tuyeät ñoái, raát deã thi coâng vaø söõa chöõa, ñoä beàn cô hoïc cao, toán raát ít chi phí baûo döôõng… Nhöôïc ñieåm: Giaù thaønh cao do vaät lieäu phaûi haàu heát nhaäp töø nöôùc ngoaøi, tính toaùn phöùc taïp, chaát löôïng saûn phaåm phuï thuoäc nhieàu vaøo trình ñoä tay ngheà, chaát thaûi khoù xöû lyù… Coâng duïng: Vaät lieäu Composite hieän nay ñöôïc söû duïng haàu heát ôû caùc ngaønh: - Haøng khoâng: cheá taïo caùnh maùy bay, gheá ngoài, trang trí noäi thaát… - OÂ toâ: cheá taïo khung söôøn, cabin… Leâ Vieät Cöôøng Lôùp: 42TT-1 Chuyeân Ñeà Toát Nghieäp Trang 5 - Taøu thuyeàn : cheá taïo voû taøu, cheá taïo khung söôøn, cabin, boong, … - Daân duïng: cheá taïo oáng nöôùc, gheá ngoài… 1. Vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu. Vaät lieäu Composite duøng trong ngaønh ñoùng taøu bao goàm thaønh phaàn: vaät lieäu neàn laø nhöïa polyester khoâng no, vaät lieäu coát laø sôïi thuyû tinh daïng Mat vaø vaûi, coù söû duïng chaát xuùc taùc vaø chaát gia toác trong quaù trình cheá taïo. Vaät lieäu neàn.