1.2 Curba greutăţilorDupă felul cum sunt distribuite greutăţile deosebim:• greutăţi distribuite pe întreaga lungime a navei după o lege oarecare ( greutatea învelişului fundului, a dublului fund dacă se extinde pe toată lungimea navei, a bordajelor, a punţilor, a osaturii longitudinale şi transversale etc.);• greutăţi distribuite după o lege oarecare pe porţiuni relativ mari din lungimea navei (greutatea suprastructurilor răzleţe, a rufurilor, a pereţilor longitudinali, a punţilor parţiale, a liniei de arbori, a tunelului, a maşinilor de propulsie, a tancurilor de combustibil, apă şi ulei, a încărcăturii utile, etc.). În general, în această categorie se includ toate acele greutăţi care sunt distribuite pe cel puţin 0,02L.• greutăţi distribuite pe porţiuni mici din lungimea navei (greutatea arborilor, a pereţilor transversali, a maşinilor auxiliare mici, a gruilor, a cavaleţilor-suporţi pentru arborii portelice, etc.).Greutăţile se mai pot clasifica în :• constante (greutatea corpului, a amenajărilor, a instalaţiilor, a echipamentului, a aparatului motor);• variabile (greutatea rezervelor de combustibil, ulei şi apă, a proviziilor şi a încărcăturii utile).Curba de greutăţi sub forma finală trebuie sa îndeplinească următoarele condiţii:aria limitată de curba ţinând cont de scara desenului trebuie să fie egală cu greutatea totală a navei;• abscisa centrului de greutate al acestei arii trebuie să coincidă cu poziţia reală a centrului de greutate al navei.

A. Diagrama în trepte a greutăţilor corpului gol, utilizată la navele cu partea cilindrică extinsă pe 0,3L (fig.1.2.4) şi 0,4L (fig.1.2.3).Notaţiile folosite în aceste figuri sunt:g= (m⋅Pcg)/L, ordonata diagramei de greutăţi a corpului gol pe porţiunea cilindrică;g0= (m0⋅Pcg)/L, ordonata diagramei la extremitatea prova;g1 = (m1⋅Pcg)/L, ordonata diagramei la extremitatea pupa;Pcg, greutatea corpului gol până la puntea superioară continuă;m, m0 şi m1, coeficienţi;t0 şi t1, înălţimile treptelor prova şi pupa.

Coeficientul “m” pentru porţiunea cilindrică se admite, după date statistice, în limitele m =1.174÷1.195. Coeficienţii “m0” şi “mi” se determină din condiţiile:aria închisă de diagramă ţinând cont de scara desenului trebuie să fie egală cu greutatea Pcg a corpului gol;abscisa centrului de greutate al acestei arii trebuie să coincidă cu poziţia centrului de greutate al corpului gol.

B. Diagrama trapezoidală, este utilizată în special când se verifică rezistenţa generală în timpul lansării longitudinale şi când porţiunea cilindrică a navei este egală cu aproximativ 0,33L (fig.1.2.5).Pe baze statistice, pentru ordonatele a, b şi c, literatura de specialitate recomandă următoarele relaţii:a = (Pcg⋅k1)/L; b = (Pcg⋅k2)/L; c = (Pcg⋅k3)/L (1.2.4)unde coeficienţii ki se obţin din tabelul de mai jos.

Dacă poziţia reală a centrului de greutate pentru corpul gol diferă de al diagramei din (fig.1.2.5), se admite corecţia ordonatelor extreme “a” şi “c” cu mărimea “y” determinată din condiţia: cgcgxPL973Ly21Δ⋅=⋅⋅⋅⋅⇒ 2cgcgLxP754yΔ⋅⋅=unde:Δxcg, diferenţa între abscisa reală a centrului de greutate a corpului gol şi abscisa diagramei trapezoidale în raport cu mijlocul lungimii de calcul a navei.

1.3. Curba împingerilor în apă calmăPentru determinarea distribuţiei împingerilor în apă calmă avem nevoie de curbele de carene drepte şi de diagrama Bonjean .Notaţiile aferente celor două figuri sunt:V, volumul carenei în exteriorul osaturii, deci interiorul învelişului;Δ, deplasamentul navei;AWL, ariile plutirilor;At, ariile imerse;xB, abscisa centrului de carenă;xf, abscisa centrului de greutate a plutirilor;

Cu deplasamentul navei corespunzător situaţiei de încărcare date se obţin din (fig.1.3.1) mărimile dm, xb, xf, Awl, V, R, cu care se calculează pescajele prova şi pupa în prima aproximaţie.

Având pescajele la extremităţile navei în prima aproximaţie, se trasează linia de plutire pe diagrama Bonjean, din care se extrag ariile imerse în prima aproximaţie (A'ti)Se calculează în continuare volumul carenei şi abscisa centrului de carenă.

De aici se determină pescajele prova şi pupa în a doua aproximaţie:

Se trasează pe diagrama Bonjean noua plutire şi se extrag ariile imerse în a doua aproximaţie (A”ti , i = n,0), cu ajutorul cărora se recalculează volumul carenei şi abscisa centrului de carenă.

Ordonatele curbei de împingeri se calculează cu relaţia:

În final curba împingerilor trebuie transformată în trepte

1.4. Curba de încărcare în apă calmă. Forţe tăietoare şi momenteleîncovoietoare în apă calmăOrdonatele curbei de încărcare în apă calmă pcx rezultă prin scăderea ordonatelor curbei de împingeri acx din ordonatele curbei de greutăţi gx.pcx = gx – acx Aspectul general al curbei de încărcare în apă calmă pcx, adică sarcina rezultantă care provoacă încovoierea longitudinală în apă calmă şi în anumite cazuri de încărcare

Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească curba de încărcare în apă calmă pcx sunt următoarele:• suma ariilor pozitive trebuie să fie egală cu suma ariilor negative;• momentul ariilor închise de curba pcx faţă de orice punct de pe lungimea navei trebuie să fie egal cu zero.Cele două condiţii precizate mai sus reprezintă de fapt condiţiile de echilibru a navei în apă calmă.

1.Grinda echivalentă.Corpul navei reprezintă o grindă complexă cu pereţi subţiri, întrucât grosimile învelişurilor sunt foarte mici în raport cu dimensiunile navei.Osatura transversală a corpului nu participă în mod direct la rezistenţa longitudinală totală, ea asigură însă stabilitatea învelişurilor prin mărirea tensiunilor critice de flambaj, contribuind prin aceasta în mod indirect la rezistenţa longitudinală a navei.Osatura longitudinală, pe lângă faptul că participă în mod direct la asigurarea rezistenţei longitudinale totale, contribuie şi indirect la mărirea tensiunilor critice de flambaj a învelişurilor.Dacă concentrăm lângă planul diametral suprafeţele secţiunilor transversale ale tuturor elementelor longitudinale care participă la asigurarea rezistenţei longitudinale totale a corpului păstrând mărimea şi poziţia pe înălţime a suprafeţelor, obţinem o grindă plină, denumită grinda echivalentă Determinarea tensiunilor ce se produc în secţiunile rezistente ale unei grinzi pline supusă la încovoiere, se face aplicând formula lui Navier:

În cazul grinzilor cu pereţi subţiri, cum este corpul navei, determinarea tensiunilor provocate de încovoierea longitudinală totală este mai complicată deoarece sub acţiunea tensiunilor de compresiune provocate de încovoierea longitudinală totală, tablele ce formează învelişurile îşi pot pierde stabilitatea iar elementele longitudinale de structură asupra cărora acţionează şi sarcini normale, precum şi acele elemente care au o curbură iniţială, nu participă la încovoierea longitudinală totală în aceeaşi măsură ca celelalte elemente de structură.

Modulul de rezistenţă pentru muchia superioară a grinzii echivalente, adică pentru puntea superioară, va fi dat de relaţia:

iar pentru muchia inferioară a grinzii echivalente, adică pentru fund:

Valoarea absolută a tensiunilor normale maxime în secţiunea transversală considerată se vor calcula cu relaţiile: