| Efektivní hmotnost plavidla, do kterého byl učiněn náraz (t) | rychlost = 1 × Vmax | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| koeficienty | |||||
| C1 | C2 | C3 | C4 | pásmo | |
| 14000 | 4.106E-05 | -2.507E-03 | 9.727E-03 | 9.983E-01 | 4<Eloc<39 |
| 12000 | 4.609E-05 | -2.761E-03 | 1.215E-02 | 9.926E-01 | 4<Eloc<36 |
| 10000 | 5.327E-05 | -3.125E-03 | 1.569E-02 | 9.839E-01 | 4<Eloc<33 |
| 8000 | 6.458E-05 | -3.691E-03 | 2.108E-02 | 9.715E-01 | 4<Eloc<31 |
| 6000 | 7.902E-05 | -4.431E-03 | 2.719E-02 | 9.590E-01 | 4<Eloc<27 |
| 4500 | 8.823E-05 | -5.152E-03 | 3.285E-02 | 9.482E-01 | 4<Eloc<24 |
| 3000 | 2.144E-05 | -4.607E-03 | 2.921E-02 | 9.555E-01 | 2<Eloc<19 |
| 1500 | - 2.071E-03 | 2.704E-02 | -1.245E-01 | 1.169E+00 | 2<Eloc<12 |
- 9.3.4.3.1.5.5 V tabulce v 9.3.4.3.1 (sloupec F) jsou tyto pravděpodobnosti příslušně označeny jako P50%, P66%, P100% a P30%, P100%.
- 9.3.4.3.1.5.6 Tabulka: Koeficienty pro rovnice složených funkcí pevnosti pravděpodobností – CPDF
Efektivní hmotnost plavidla,
do kterého byl učiněn náraz (t)rychlost = 0,66 × Vmax koeficienty C1 C2 C3 C4 pásmo 14000 4.638E-04 -1.254E-02 2.041 E-02 1.000E+00 2<Eloc<17 12000 5.377E-04 -1.427E-02 2.897E-02 9.908E-01 2<Eloc<17 10000 6.262E-04 -1.631E-02 3.849E-02 9.805E-01 2<Eloc<15 8000 7.363E-04 -1.861E-02 4.646E-02 9.729E-01 2<Eloc<13 6000 9.115E-04 -2.269E-02 6.285E-02 9.573E-01 2<Eloc<12 4500 1.071E-03 -2.705E-02 7.738E-02 9.455E-01 1<Eloc<11 3000 -1.709E-05 -1.952E-02 5.123E-02 9.682E-01 1<Eloc<8 1500 -2.479E-02 1.500E-01 -3.218E-01 1.204E+00 1<Eloc<5 Efektivní hmotnost plavidla,
do kterého byl učiněn náraz (t)rychlost = 0,5 × Vmax koeficienty C1 C2 C3 C4 pásmo 14000 2.621E-03 -3.978E-02 3.363E-02 1.000E+00 1<Eloc<10 12000 2.947E-03 -4.404E-02 4.759E-02 9.932E-01 1<Eloc<9 10000 3.317E-03 -4.873E-02 5.843E-02 9.878E-01 2<Eloc<8 8000 3.963E-03 -5.723E-02 7.945E-02 9.739E-01 2<Eloc<7 6000 5.349E-03 -7.407E-02 1.186E-01 9.517E-01 1<Eloc<6 4500 6.303E-03 -8.713E-02 1.393E-01 9.440E-01 1<Eloc<6 3000 2.628E-03 -8.504E-02 1.447E-01 9.408E-01 1<Eloc<5 1500 -1.566E-01 5.419E-01 -6.348E-01 1.209E+00 1<Eloc<3 Efektivní hmotnost plavidla,
do kterého byl učiněn náraz (t)rychlost = 0.3 × Vmax koeficienty C1 C2 C3 C4 pásmo 14000 5.628E-02 -3.081E-01 1.036E-01 9.991E-01 1<Eloc<3 12000 5.997E-02 -3.212E-01 1.029E-01 1.002E+00 1<Eloc<3 10000 7.477E-02 -3.949E-01 1.875E-01 9.816E-01 1<Eloc<3 8000 1.021E-02 -5.143E-01 2.983E-01 9.593E-01 1<Eloc<2 6000 9.145E-02 -4.814E-01 2.421E-01 9.694E-01 1<Eloc<2 4500 1.180E-01 -6.267E-01 3.542E-01 9.521E-01 1<Eloc<2 3000 7.902E-02 -7.546E-01 5.079E-01 9.218E-01 1<Eloc<2 1500 -1.031E+00 2.214E-01 1.891E-01 9.554E-01 0.5<Eloc1 Pásmo, ve kterém se používá tato rovnice, je uvedeno ve sloupci 6. V případě, kdy hodnota Eloc je nižší než toto pásmo, pak pravděpodobnost Px%= 1,0. V případě, kdy je hodnota vyšší tohoto pásma, potom Px% = 0.
- 9.3.4.3.1.6 Krok 6
Musí se vypočítat vážené pravděpodobnosti proražení nákladního tanku Pwx% (tabulka v 9.3.4.3.1 (sloupec H) vynásobením každé z pravděpodobností proražení nákladního tanku Px% (tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec F) váhovými koeficienty wfx%, uvedenými v následující tabulce:
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize váhový koeficient Scénář I CPDF 50% wf50% 0,2 CPDF 66% wf66% 0,5 CPDF 100% wf100% 0,3 Scénář II CPDF 30% wf30% 0,7 CPDF 100% wf100% 0,3
- 9.3.4.3.1.7 Krok 7
Musí se vypočítat všechna pravděpodobná místa proražení nákladního tanku Ploc(i) (tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec I) podle výsledků v 9.3.4.3.1.6 (krok 6) jako součet všech vážených pravděpodobností proražení nákladního tanku Pwx% (tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec H) pro každé posuzované kolizní místo.
- 9.3.4.3.1.8 Krok 8
V každém případě je nutno vypočítat všechny vážené pravděpodobnosti proražení nákladního tanku Pwloc(i) pro oba scénáře kolize vynásobením všech pravděpodobností proražení nákladního tanku Ploc(i) pro každé kolizní místo s váhovými koeficienty wfloc(i), odpovídající danému koliznímu místu (viz 9.3.4.3.1.3 (krok 3) a tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec J).
- 9.3.4.3.1.9 Krok 9
Součtem všech vážených pravděpodobností proražení nákladního tanku Pwloc(i) je nutno vypočítat všechny specifické scénáře pravděpodobnosti proražení nákladního tanku Pscen I a Pscen II (tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec L) jednotlivě pro každý scénář kolize I a II.
- 9.3.4.3.1.10 Krok 10
Nakonec je nutno vypočítat váženou hodnotu celkové pravděpodobnosti proražení nákladního tanku Pw podle rovnice uvedené níže (tabulka v 9.3.4.3.1, sloupec O):
Pw= 0,8 × Pscen । + 0,2 × Pscen II.
- 9.3.4.3.1.11 Krok 11
Výsledná celková pravděpodobnost proražení nákladního tanku Pw pro alternativní konstrukci se označuje jako Pn. Výsledná celková pravděpodobnost proražení nákladního tanku Pw pro původní konstrukci se označuje jako Pr.
- 9.3.4.3.1.12 Krok 12
- 9.3.4.3.1.12.1 Je nutno určit vztah (Cn/Cr) mezi následky (rozměr poškození) Cn proražení nákladního tanku alternativní konstrukce a následky Cr proražení nákladního tanku původní konstrukce podle následujícího vzorce:
Cn/Cr=Vn/Vr,
Kde: Cn/Cr je poměr mezi následkem spojeným s alternativní konstrukcí a následkem spojeným s původní konstrukci,
Vn maximální kapacita největšího nákladního tanku při alternativní konstrukci,
Vr maximální kapacita největšího nákladního tanku při původní konstrukci.
- 9.3.4.3.1.12.2 Tento vzorec byl získán pro charakteristcké náklady, uvedené v následující tabulce:
Tabulka: Charakteristické náklady
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize Tabulka: Charakteristické náklady UN Popis Benzen 1114 Hořlavá kapalina
Obalová skupina II
Zdraví nebezpečnáAkrylnitril
stabilizovaný
ACN1093 Hořlavá kapalina
Obalová skupina I
Toxická, stabilizovanán-Hexan 1208 Hořlavá kapalina
Obalová skupina IINonan 1920 Hořlavá kapalina
Obalová skupina IIIČpavek 1005 Toxický, žíravý plyn
Zkapalněný pod tlakemPropan 1978 Hořlavý plyn
Zkapalněný pod tlakem
- 9.3.4.3.1.12.3 Pro nákladní tanky o objemu 380 m3 – 1000 m3, obsahující hořlavé, toxické a žíravé kapaliny nebo plyny je nutno vycházet z předpokladu, že zvýšení efektu se nachází v lineární závislosti na zvýšení objemu tanku (koeficient poměru 1,0).
- 9.3.4.3.1.12.4 Když se látky musí přepravovat tankovými plavidly prověřené v souladu s tímto postupem výpočtu, s předpokladem, že koeficient poměru mezi celkovou kapacitou nákladního tanku a znečištěnou plochou je vyšší než 1,0, jak se předpokládá v předcházejícím pododdíle, znečištěná plocha se musí určovat samostatným výpočtem. V tom případě se srovnání musí provádět samostatným výpočtem. V tom případě se porovnání popsané v 9.3.4.3.1.13 (krok 13) musí provádět s využitím této odlišné hodnoty velikosti znečištění plochy.
- 9.3.4.3.1.12.1 Je nutno určit vztah (Cn/Cr) mezi následky (rozměr poškození) Cn proražení nákladního tanku alternativní konstrukce a následky Cr proražení nákladního tanku původní konstrukce podle následujícího vzorce:
- 9.3.4.3.1.13 Krok 13
Na závěr je nutno porovnat poměr mezi výslednou celkovou pravděpodobností proražení nákladního tanku při původní konstrukci Pr a výslednou celkovou pravděpodobností proražení nákladního tanku alternativní konstrukce Pn v poměru mezi následkem spojeným s alternativní konstrukcí a následkem, spojeným s výchozí konstrukcí.
V případě je k dispozici důkaz podle 9.3.4.1.3 pro alternativní konstrukci.
- 9.3.4.4 Určení schopnosti pohlcení energie kolize
- 9.3.4.4.1 Obecná ustanovení
- 9.3.4.4.1.1 Určení schopnosti pohlcení energie kolize se musí provádět cestou analýzy metodou konečných prvků Finite Element Analysis (FEA). Tato analýza se musí provádět s využitím přijatého konečně-elementárního komplexu (například LS-DYNA6, PAM-CRASH7, ABAQUS8 apod.), který umožňuje posuzovat jak geometrické efekty, tak i materiální nelineární vlivy. Takový komplex musí rovněž umožňovat realistické modelování proražení.
- 9.3.4.4.1.2 Skutečně využitý program a úroveň podrobnosti výpočtů musí být odsouhlasen s uznanou klasifikační společností.
- 9.3.4.4.2 Vytvoření modelů konečných prvků modelů FE
- 9.3.4.4.2.1 Je třeba postavit modely FE na konstrukci vyšší odolnosti proti nárazům a jeden model pro původní konstrukci. Každý model FE musí popisovat všechny plastické deformace, které mohou vzniknout ve všech posuzovaných případech kolize. Modelový sektor plochy oblasti nákladu musí být odsouhlasen s uznanou klasifikační společností.
- 9.3.4.4.2.2 Na obou koncích modelového sektoru musí být vymezeny všechny tři postupující stupně volnosti. Ve většině případů nemá kolize významný vliv na podélný průhyb trupu paliva. Pro zhodnocení energie plastické deformace, je dostatečné vzít na vědomí pouze polupalubník plavidla. V těchto případech příčný pohyb po diametrální linii (DL) musí být omezen. Po vytvoření modelu FE je nutno provést zkušební výpočet kolize, s cílem přesvědčit se o tom, že se nestala jakákoliv plastická deformace v blízkosti stanovených hranic. V opačném případě musí být rozšířen modelovaný prostor.
- 9.3.4.4.2.3 Konstrukční plochy zasažené během kolize, musí být modelovány dostatečně detailně, přičemž současně jiné části mohou být modelovány všeobecněji. Řídkost v konečné elementární síti musí být dostatečná pro závěrečný popis lokálních deformací posunu a pro realistickou demonstraci proražení částí.
- 9.3.4.4.2.4 Výpočet začátku proražení se musí zakládat na kritériích proražení, vycházejících pro používané elementy. Maximální rozměr elementu musí představovat méně než 200 mm na úsecích kolize. Poměr mezi delší a kratší hranou prvku obšívky nesmí převyšovat 3. Délka prvku L pro prvek obšívky je definována jako větší délka obou stran prvku. Vztah mezi délkou elementu a tloušťkou elementu musí být větší než 5. Jiné hodnoty musí být odsouhlaseny s uznanou klasifikační společností.
- 9.3.4.4.2.5 Plechové konstrukce, takové jako vnější obšívka, vnitřní těleso (těleso tanku v případě tankového plavidla pro přepravu plynů), žebra a rovněž stringery (vazníky), mohou být modelovány jako elementy vnější obšívky, a výztuhy jako prvky nosníů. Při modelování se musí zohledňovat výřezy a průlezy v úsecích kolize.
- 9.3.4.4.2.6 Při výpočtu FE se musí použít metoda penalizace vrchlů segmentu (the node on segment penalty mehod). Pro tyto cíle musí být zpracovány následující varianty:
- - contact_automatic_single_surface v LS-DYNA,
- - self impacting v PAMCRASH a
- - analogické typy kontaktu v jiných programech FE.
- 9.3.4.4.3 Vlastnosti materiálů
- 9.3.4.4.3.1 Z důvodu extremního chování materiálů a konstrukcí při kolizi, přičemž jak s geometrickým, tak i s nelineárním působením na materiály, musí se používat skutečný vztah „napětí-deformace“:
σ = C ˑεn ,
- kde
- n = ln(1+Ag),
- C = Rm (e/n)n,
- Ag – maximální jednosložková deformace, spojená s hraničním napětím při roztržení Rm, a
- e – přirozená logaritmická konstanta.
- kde
- 9.3.4.4.3.2 Hodnoty Ag a Rm se určují tahovými zkouškami.
- 9.3.4.4.3.3 Jsou-li k dispozici jen konečná pevnost v tahu Rm pro lodní ocel mající horní mez pevnosti kluzu ReH nejvýše 355 H/mm2, musí se použít následující aproximace pro získání hodnoty Ag na základě známé hodnoty Rm [H/mm2]:
- 9.3.4.4.3.4 Když při zahájení výpočtů nejsou k dispozici údaje o vlastnostech materiálů obdržené z tahových zkoušek, pak se místo nich musí použít minimální hodnoty Ag a Rm, které jsou uvedené v Pravidlech uznané klasifikační společnosti. Pro lodní ocel s hranicí meze kluzu více než 355 H/mm2, nebo jiné materiály než lodní ocel, musí být vlastnosti materiálů odsouhlaseny s uznanou klasifikační společností.
- 9.3.4.4.3.1 Z důvodu extremního chování materiálů a konstrukcí při kolizi, přičemž jak s geometrickým, tak i s nelineárním působením na materiály, musí se používat skutečný vztah „napětí-deformace“:
- 9.3.4.4.4 Kritéria proražení
- 9.3.4.4.4.1 První trhlina prvku v FEA je definována hodnotou napětí, při kterém dochází k narušení. Jestliže vypočítané napětí, jako je napětí plastické deformace, nebo v případě prvků obšívky napětí ve směru tloušťky tohoto prvku, přesáhne svoji určenou hodnotu napětí, při které dochází k narušení, prvek se vyloučí z modelu FE a deformační energie se v tomto prvků v následujících výpočtových krocích už nebude měnit.
- 9.3.4.4.4.2 Pro výpočet deformace proražení se používá následující vzorec:
- kde
- εg = rovnoměrná deformace
- εe = zúžení
- t = tloušťka plechu
- le = délka jednotlivého prvku.
- kde
- 9.3.4.4.4.3 Hodnoty rovnoměrné deformace a zúžení pro lodní ocel, která má hranici meze kluzu ReH nejvýše 355 H/mm2, se vezme z následující tabulky:
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize Tabulka: Charakteristické náklady stav napětí 1-D 2-D εg 0,079 0,056 εe 0,76 0,54 typ části mřížový nosník vnější obšívka
- 9.3.4.4.4.4 Jiné hodnoty εg a εe, vzaté z měření tloušťky při typických příkladech poškození a v průběhu experimentů se mohou použít se souhlasem uznané klasifikační společnosti.
- 9.3.4.4.4.5 Uznaná klasifikační společnost může souhlasit s jinými kritériem proražení, když budou doloženy důkazy získané v průběhu příslušných zkoušek.
- 9.3.4.4.4.6 Tankové plavidlo typu G
V případě tankového plavidla typu G se kritéria proražení vysokotlakového tanku zakládají na hodnotě, která je ekvivalentní plastické deformaci. V případě použití kritéria proražení musí být použitá hodnota odsouhlasena s uznanou klasifikační společností. Hodnoty ekvivalentní plastické deformace, spojené se stlačením, se nezapočítávají.
- 9.3.4.4.5 Výpočet schopnosti pohltit energii nárazu
- 9.3.4.4.5.1 Schopnost pohltit energii nárazu je součet vnitřní energie (energie spojená s deformací konstrukčních prvků) a energie tření.
Koeficient tření pc se určuje jako:
- kde: FD = 0,1
- FS = 0,3
- DC = 0,01
- Vrel = relativní rychlost tření.
- kde: FD = 0,1
- POZNÁMKA: Pro lodní ocel se hodnoty stanovují jako výchozí.
- 9.3.4.4.5.1 Schopnost pohltit energii nárazu je součet vnitřní energie (energie spojená s deformací konstrukčních prvků) a energie tření.
- 9.3.4.4.5.2 Křivky síly průrazu, získané v důsledku výpočtu s využitím modelu FE musí být předloženy uznané klasifikační společnosti.
- 9.3.4.4.5.3 Tankové plavidlo typu G
- 9.3.4.4.5.3.1 Pro získání celkové schopnosti pohltit energii v případě tankového plavidla typu G se vypočítává energie pohlcená v procesu stlačení par při kolizi.
- 9.3.4.4.5.3.2 Energie E, pohlcená parami, se vypočítává takto:
- kde:
- y 1,4
- (Poznámka: hodnota 1,4 je stanovena jako výchozí veličinou cp/cv, kde v zásadě:
- cp = měrné teplo při stálém tlaku [J/(kgK)]
- cv = měrné teplo při stálém objemu [J/(kgK)])
- po = tlak na počátku stlačení [Pa]
- p1 = tlak na konci stlačení [Pa]
- Vo = objem na počátku stlačení [m3]
- V1 = objem na konci stlačení [m3]
- kde:
- 9.3.4.4.1 Obecná ustanovení
- 9.3.4.4.6 Určení plavidla které náraz způsobilo a přídě, která náraz způsobila
- 9.3.4.4.6.1 Při výpočtu schopnosti pohltit energii kolize se používají přinejmenším dva typy tvaru přídě plavidla, které náraz způsobilo:
- 9.3.4.4.6.2 Nakolik se ve většině případů kolize příď plavidla způsobujícího náraz deformuje pouze nevýrazně ve srovnání s bočními konstrukcemi plavidla, kterému byl náraz způsoben, tak se příď způsobující náraz určuje jako pevná. Pouze pro jednotlivé situace, kdy plavidlo, kterému byl náraz způsoben, má mimořádně pevné boční konstrukce ve srovnání s přídí způsobující náraz a chování konstrukce plavidla, kterému byl náraz způsoben pociťuje vliv plastické deformace přídě způsobující náraz, tak narážející čelo se považuje za neformovatelné. V tom případě konstrukce přídě, způsobující náraz musí být rovněž modelována. Toto musí být odsouhlaseno s uznanou klasifikační společností.
- 9.3.4.4.7 Předpoklady pro případy kolize
Pro případy kolize je nutno vycházet z následujících předpokladů:
(a) úhel nárazu mezi plavidlem, způsobujícím náraz a plavidlem, kterému byl náraz způsoben, představuje 90° v případě přídě plavidla tvaru V a 55° v případě přídě tlačného člunu;
(b) plavidlo, kterému byl náraz způsoben, má nulovou rychlost a plavidlo, které náraz způsobilo, naráží na bok plavidla, kterému je náraz způsoben, se stálou rychlostí 10 m/s.
Rychlost nárazu 10 m/s je přijatou hodnotou použitou analýze FE.
- 9.3.4.4.8 Typy tvaru přídě
- 9.3.4.4.8.1 Příď tlačného člunu
V následující tabulce jsou uvedeny charakteristické rozměry:
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize Tabulka: Charakteristické náklady poloviční šířky výšky žebro ohyb 1 ohyb 2 paluba přední vazník ohyb 1 ohyb 2 paluba 145 4.173 5.730 5.730 0.769 1.773 2.882 5.084 146 4.100 5.730 5.730 0.993 2.022 3.074 5.116 147 4.028 5.730 5.730 1.255 2.289 3.266 5.149 148 3.955 5.711 5.711 1.559 2.576 3.449 5.181 149 3.883 5.653 5.653 1.932 2.883 3.624 5.214 150 3.810 5.555 5.555 2.435 3.212 3.797 5.246 151 3.738 5.415 5.415 3.043 3.536 3.987 5.278 152 3.665 5.230 5.230 3.652 3.939 4.185 5.315 příčka 3.600 4.642 4.642 4.200 4.300 4.351 5.340 Pro ilustraci se uvádějí následující kresby.


Bilge radius = radius zaoblení skuly
Cargo bulkhead = přepážka nákladního prostoru
Deck at C.L. (straight line) = paluba v ose (přímá linie)
Flat bottom = ploché dno
Frame = žebro
Framespacing = vzdálenost mezi žebry
Stem transom = přední vazní příčka
- 9.3.4.4.8.2 V-příď
V následující tabulce jsou uvedeny charakteristické rozměry:
Tabulka: Váhové koeficienty pro každou charakteristikou rychlost kolize Tabulka: Charakteristické náklady Číslo pozice x y z 1 0.000 3.923 4.459 2 0.000 3.923 4.852 11 0.000 3.000 2.596 12 0.652 3.000 3.507 13 1.296 3.000 4.535 14 1.296 3.000 4.910 21 0.000 2.000 0.947 22 1.197 2.000 2.498 23 2.346 2.000 4.589 24 2.346 2.000 4.955 31 0.000 1.000 0.085 32 0.420 1.000 0.255 33 0.777 1.000 0.509 34 1.894 1.000 1.997 35 3.123 1.000 4.624 36 3.123 1.000 4.986 41 1.765 0.053 0.424 42 2.131 0.120 1.005 43 2.471 0.272 1.997 44 2.618 0.357 2.493 45 2.895 0.588 3.503 46 3.159 0.949 4.629 47 3.159 0.949 4.991 51 0.000 0.000 0.000 52 0.795 0.000 0.000 53 2.212 0.000 1.005 54 3.481 0.000 4.651 55 3.485 0.000 5.004 Pro ilustraci se uvádějí následující kresby.


- 9.3.4.4.8.1 Příď tlačného člunu