Upending Equilibrium Concept


Upending Equilibrium Concept

K.Kurojjanawong

11-July-2016

อธิบาย คอนเซ็ป สั้น ๆ ของ Upending equilibrium เวลาที่เอา crane ไป ยกหัวมันขึ้นตั้งในน้ำ

หลักการมันง่ายมาก เพียงแต่คนที่เป็น structural engineer ไม่ค่อยคุ้นกับเรื่องพวกนี้เท่านั้นเอง โดยปกติ งานพวกนี้ ควรต้องทำโดย Naval architect นะ

แต่เห็นงานเล็กๆ ส่วนใหญ่ structural engineer ก็ทำกัน เอง ส่วนใหญ่ ก็กดโปรแกรม แล้ว ก็เชื่ออย่างเดียวโดยไม่มีคำถาม เพราะไม่เข้าใจว่ามันทำอะไรข้างใน

คอนเซ็ป นี่โคตรเบสิคเลย แค่ Sum F=0 และ Sum M=0

หลังจากเราหย่อนลงไป มันจะอยู่ได้ด้วย สภาพ Free float ต้อง equilibrium ด้วยตัวเอง แล้วมี stability เพียงพอ คือมี buoyancy และ moment of statical stability มากพอที่จะพลิกมันกลับมาอยู่ในสภาพ free float เสมอ ส่วนใหญ่ เค้าก็จะมี criteria ว่าต้องมี metacentric height สูงเท่าไร เช่น มากกว่า 1 ม ซึ่งมันเอาไปใช้คำนวณ moment of statical stability ที่ว่าข้างบน ซึ่งไม่พูดถึงแล้วกัน

พอเราเอา sling ไปเกาะหัวมัน แล้วยก ทำให้เราไปกวน สภาวะ free float ของมัน ทำให้ สภาวะสมดุลมันเปลี่ยนไป

Sum F = 0

สภาวะ Free float , Weight = Buoyancy

สภาวะ upend, Weight = Buoyancy + Hook force from crane

Sum M = 0

สภาวะ Free float , No moment ยกเว้น โดนคลื่นจนเอียง จะมี moment of statical stability พามันกลับสู่สภาวะสมดุล จน moment หายไป

สภาวะ upend, มี moment จากแรงลอยตัวคาอยู่เสมอ เพราะเราไปกวนระบบสมดุลของมัน แต่โดน counter ด้วย moment จาก crane hook force จะได้ Moment รอบ COG เป็น ศูนย์ คือ Buoyancy*arm = Hook force from crane*arm

จาก 2 สมการข้างบน เราก็จะหาสภาวะ สมดุลของมันได้

โดยปกติ เราจะรู้ว่า เราจะ ใช้ Crane ดึงขึ้นจนแรงเท่าไร แถมตำแหน่ง ที่ สลิง เกาะ เราก็รู้ งั้น เราก็จะสามารถ คำนวณหาได้ ว่า ต้องการ buoyancy เท่าไร แล้วตำแหน่งของแรงจะห่างจาก COG เท่าไร ที่เหลือ ก็ต้อง iterative ไปเรื่อยๆ อาจจะต้อง try pitch angle ของโครงสร้าง หรือมุมเอียงแนวยาวไปเรือยๆ จนกว่าจะสมดุล เพราะโครงสร้างมันมีหลาย element แถม flooded บ้าง buoyant บ้าง ทำให้มันคำนวณยาก งั้นโปรแกรมทั่วไป เลยต้องให้ใส่ tolerance ของ แรง และ moment เข้าไปด้วย เพื่อให้มันวนลูป เข้าหาคำตอบได้ง่ายขึ้น

เห็นมั้ย โคตร fundamental เลย ถ้าโครงสร้างเล็ก คำนวณมือก็ได้ครับ ไม่ต้องใช้โปรแกรม จะได้เข้าใจหลักการด้วย

อันนี้อยู่บนสมมติฐานว่าต้อง upend ช้ามากนะจนมันเข้าสมดุลได้ทุกจังหวะ ซึ่งงานจริงเข้าก็ทำช้ามากอยู่แล้ว

Floatation Concept.png

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s