کشتی تحت تاثیر نیروهای دینامیک، حالت های مختلفی را ممکن است دارا باشد. در این مورد به ۶ درجه آزادی یا ۶ نوع حرکت کشتی می توان اشاره کرد.
همانطور که در شکل (۳-۳) دیده می شود این حرکات شامل سه حرکت خطی و سه حرکت چرخشی است و اگر این حرکات بزرگ باشند خطرات زیادی ممکن است کشتی را تهدید نماید. این حرکات را بطور خلاصه می توان به صورت زیر توضیح داد.
ROLLING: عبارت است از حرکت کشنی حول محور طولی آن، که می توان آن را نوسانات یا پیچ های عرضی نام نهاد.
PITCHING: عبارت است از حرکت کشتی حول محور عرضی آن، که می توان آن را نوسانات یا پیچش های عرضی نام نهاد.
YAWING: عبارت است از حرکت کشتی حول محوز قائم آن، که می توان آن را حرکت چرخشی یا پیچشی نام نهاد.
HENVING: عبارت است از حرکت قائم بدنه کشتی.
SWAY: عبارت است از حرکت پهلویی یا جانبی کشتی.
SURGE: عبارت است از جهش کشتی در جهت طولی آن.
بعضی از این حرکات به همدیگر وابسته اند و بعضی دیگر هیچگونه ارتباطی بهم ندارند. به هر حال تمام یا اغلب این حرکت شبیه هم رخ می دهند و اثر آن ها بر کشتی بسیار مؤثر است. گرچه دریانوردان نمی توانند بر تمام این حرکات غلبه نمایند ولی با مانورهای مناسب، حتی الامکان می توانند اثرات آن ها را کاهش دهند. مقابله با این حرکات و حفظ تعادل کشتی برای دریانوردان حائز اهمیت فراوان است و برای کشتی خیلی مشکل خواهد بود که بتواند همواره سرعت خود را ثابت نگهدارد.
کشش و فشار در کشتی: اگر روی جسم یا ساختمانی وزنه ای قرار داده شود، فشار به وجود می آید. اگر فشار وارده زیاد باشد، ممکن است جسم برای همیشه حالت اولیه خود را از دست بدهد و قدرت آن نیز کاهش پیدا کند. فشار بر حسب اینکه از چه طریقی وارد شده طبقه بندی می شود.
فشار کشش: باعث ازدیاد طول جسم می شود و در صورتیکه زیاد باشد ممکن است آن را دو قسمت کند.
فشار متراکم کننده: سعی در متلاشی کردن یا پیچاندن جسم دارد.
فشار قائم: اثر یک نیرو است که سعی دارد جسم را کج کند
فشار خم کننده: فشارهای ترکیبی هستند که سعی در خم کردن یک جسم دارند
فشارهای متمرکز: وقتی قسمتی از جسمی تحت فشار قرار گیرد، به خصوص اگر در نزدیکی بریدگی سوراخ و یا نقاط آسیب پذیر دیگر باشد، موجب تغییر شکل ناگهانی آن قسمت می شود. این فازایش فشار محلی را فشار متمرکز می گویند که فشار آن دو یا سه برابر بیشتر از سایر نقاط دیگر تأثیر می گذارد. از قسمت هایی که بیشتر تحت تأثیر آن قرار می گیرد عبارتند از لبه های آزاد سطوح فلزی، لبه های سوراخ یا گوشه های سوراخ های مربع شکل و غیره ولی اگر اطراف سوراخ ها گرد باشد اثر فشار کمتر خواهد بود.
فشارهای متمرکز می تواند خیلی خطرناک باشد، ممکن است باعث پارگی فلز در مجاورت آن به خصوص در ساختمان قسمت هایی که جوشکاری شده شود. بنابراین در طراحی و ساخت کشتی باید دقت نمود که فشارهای متمرکز به حداقل ممکن کاهش پیدا کند. همانطور که قبلا اشاه شد، فشارها به دو صورت ممکن است به ساختمان کشتی وارد شود:
دانلود متن کامل پایان نامه در سایت fumi.ir
فشارهای عمومی یا ساختمانی: که عبارت است از فشارها و نیروهایی که به کل بدنه کشتی وارد می آید.
فشارهای محلی: آن عبارت است از نیروهایی که به قسمت ها یا نقاط خاصی از کشتی اثر می گذارند.
به فشارهای ساختمانی به صورت زیر می توان اشاره نمود:
الف- فشارهای طولی در آب ساکن: گرچه فشار ناشی از حجم شناوری که از طرف آب به طرف بالا عمل می کند برابر است با وزن کشتی، لیکن توزیع نیروی وزن و نیروی حجم شناوری در سرتاسر طول کشتی یکسان و یک شکل نیست و لذا توزیع نامتناسب وزن یا فشار در طول کشتی باعث ایجاد نیروی خم کننده یا متراکم کننده در خارج از خط یا محور خنثی می شود.
ب- فشارهای طولی در حرکت کششی: این فشار باعث به وجود آمدن تحدب و تعقر در کشتی می شود.
ج- فشار های موازی: فشار ناشی از توزیع نامتناسب وزن یا حجم شناوری ممکن است باعث به وجود آمدن فشارهای موازی شود. بیشترین فشار موازی در محور خنثی رخ می دهد. این فشارها می تواند به صورت فقی یا قائم صورت گیرد.
د- تغییر شکل قسمت موازی بدنه: در اثر پیچش های عرضی بدنه، به خصوص وقتی که خالی است رخ می دهد.
ه- فشار آب: اثر فشار آب به صورت عمود یا قائم بوده که با افزایش عمق، فشار نیز افزایش می یابد. فشار آب سبب می شود پهلوی کشتی و ته آن به طرف داخل کج شوند.
فشارهای محلی همانطور که گفته شد فشارهایی هستند که به نقطه یا محل خاصی از کشتی اثر می گذارند از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
الف: فشار POUNDING یا ضربه سینه
ب: فشار PANTING یا طپش سینه که بعدا توضیح داده خواهد شد
ج: فشار ناشی از بار یا وزنه
فشارهای ناشی از بارگیری ناهموار
فشارهایی که به یک جسم وارد می شود ممکن است آنقدر زیاد باشد که به خم کردن و شکستن آن جسم منجر شود. لذا هنگام ساخت کشتی و هنگام بارگیری، باید دقیقا آن را مورد بررسی قرار داد. گرچه بررسی این موضوع در کشتی ممکن است بسیار پیچیده باشد ولی با توجه به اینکه فرم کشتی، خود، مانند یک تیغه حامل است، لذا اثر این نیروها را برای درک بهتر روی تیغه حامل بررسی کرده سپس کاربرد آن را روی کشتی نشان خواهیم داد. بار یا وزنه یه اصطلاح متداول درباره ی وزن یا نیرویی است که روی جسمی قرار می گیرد و یا بر آن اثر می گذارد. جهت تأثیر وزنه ها را می توان، با علامت «+» یا «-» در این بررسی نشان داد.
وزنه هایی که جهت نیرویشان به طرف بالا است با علامت «+» و آن هایی که جهت نیرویشان به طرف پائین است با علامت «-» مشخص می کنیم. فرض کنید دو انتهای تیغه حامل روی دو پایه R و R1 قرار داده شده است و وزنه ای روی تغیه و در وسط آن قرار می دهیم.
همانطور که می دانیم قسمتی از نیروی وزنه به دو پایه نگهدارنده تیغه منتقل می شود که عکس العمل هر کدام نیروی ی است به طرف بالا. مجموع عکس العمل نیروها روی دو پایه برابر است با وزن بار (W) همچنین وزنه، نیرویی از وسط تیغه به طرف پایین وارد می کند. در نتیجه همانطور که در تصویر (A) ملاحظه می کنید، این وزنه سعی می کند تیغه را خم کند، اگر تیغه انعطاف پذیر باشد، در جهت نیروی وزنه خم خواهد شد، ولی اگر انعطاف پذیری تیغه کم باشد در مقابل نیروی وارده مقاومت خواهد کرد. حال اگر نیرو بیش از مقاومت تیغه باشد در نتیجه منجر به شکسته شدن و یا قطع شدن تیغه خواهد شد که در تصویر زیر می توان آن را مشاهده کرد.
نیرویی که منجر به شکسته شدن و یا قطع شدن تیغه می شود عبارت است از جمع چیزی تمام نیروهای وارده (یعنی نیروی وزن، عکس العمل ها) که به یک قسمت وارد می گردد.
به طور مثال اگر همانند شکل وزنه ای روی تیغه گذاشته شود به طوری که به وسیله هر پایه عکس العملی برابر با ۵/۱ تن ایجاد نماید، در نتیجه مجموع نیروهای وارده در سمت راست از وسط تیغه برابر خواهد بود با: تن +۱/۵-۱=+۰/۵ و مجموع نیروها در سمت چپ وسط تیغه برابر خواهد بود با: تن +۱/۵-۲=-۰/۵ بنابرانی نیروی خم کننده یا قطع کننده در وسط تیغه برابر خواهد بود با ۵/۰ تن.
توجه داشته باشید که علامت + و – فقط نشان دهند جهت نیروهایی است که سعی می کند تیغه را از حالت اولیه خود خارج نمایند.
اثر خم کنندگی نیرو بستگی خواهد داشت به مقدار نیرو و به فاصله ای که نیرو از آن نقطه وارد می شود. به عبارت دیگر اثر خم کنندگی در هر قسمت، گشتاور نیرو نسبت به آن قسمت می باشد. فرض کنید تیغه ای داریم که یک طرف آن به یک نقطه ثابتی متصل بوده و روی طرف دیگر ان وزنه ای گذاشته شود. همانطور که در شکل نشان داده شده، اگر وزنه ای با نیروی W تن و با فاصله X متر از جسم قرار دهیم در نتیجه مقدار گشتاور به صورت زیر به دست خواهد آمد.
W*D = گشتاور خم کننده
معمولا گشتاور خم کننده را نمی توان به راحتی به دست آورد چون بستگی دارد به:
الف: تراکم یا پراکندگی وزنه یا بار
ب: مکان و چگونگی نگهدارنده های تیغه
TORSION STRESS: ساختمان بدنه کشتی غالبا در معرض انواع فشارها و نیروهای وارد بر کشتی بوده که این فشارها در نقاط خاصی بیشتر می شوند و نیاز به توجه بیشتری دارند. در کشتی های کانتینری به علت وجود کانتینرهای با اوزان مختلف، در صورت عدم بارگیری صحیح، توزیع بار به صورت مساوی انجام نمی پذیرد و در نتیجه به قسمت هایی از کشتی فشار بیشتری وارد می شود که در نتیجه باعث پیچش در کشتی می شود. (STRAUCH, WINFRIED- 2008:18)
مدیریت دپوی کانتینر
تعاریف:
DWELL TIME: زمان متوسط توقف کانتینرها در یک دپو (زمان رسوب کانتینر)
دپو (DEPOT): محل انبار و چیدمان کانتینر در هر پایانه (ترمینال)
چرا در هر پایانه یک دپو وجود دارد؟
دپو برای مالک کانتینر هزینه زا است، و بابت توقف کانتینر در دپو از او انبارداری دریافت می شود. از طرفی هر چه کانتینر بیشتر در دپو بماند، کمتر حرکت می کند و هر چه کمتر حرکت کند، کمتر پول تولید می کند. بسیار مطلوب می بود اگر کانتینرها هرگز در پایانه ها متوقف نمی شدند و پیوسته از مبدا تا مقصد حرکت می کردند ولی این ایده با راه کارهای کنونی امکان ندارد.
عملکرد دپو:
دپو به عنوان حائل
دپو برای طراحی چیدمان بارگیری
دپو برای STRIP & STUFF
دپو برای عملیات اداری و جذب تأخیر
استفاده از دپو به عنوان انبار صاحب کالا
دپو به عنوان حائل
یکی از دلایل به وجود آمدن دپو این است که کانتینرها با سرعت زیادی وارد بندر می شوند ولی با سرعت کمتری از آن خارج می گردند. با این توصیف دپو نقش یک ضربه گیر را بازی می کند. و در پایانه ای نظیر بندر، تخلیه ی کشتی با سرعت بالایی انجام می شود.
سرعت تخلیه ی ۱۲۰ کانتینر در ساعت را کاملا عادی است. در حالی که خروج این تعداد کانتینر از بندر با وسایل حمل زمینی با این سرعت امکان ندارد. یک کشتی معمولی قادر است در یک سفر چند هزار کانتینر را وارد بندر کند. برای حمل زمینی این تعداد کانتینر به چند هزار خورد نیاز است. سازماندهی این تعداد خودرو برای حمل مستقیم کانتینرها از کشتی به جاده، ظرف مدت یک تا دو روز نه تنها کاری سخت و بعید است، بلکه صف طولانی آن ها می تواند ملیات بندر را مختل کند. در عمل، کانتینرها پس از تخلیه از کشتی در محوطه ی کانتینری (CONTAINER YARD/ CY) منتظر حمل زمینی می شوند.
در اینجا دپو به عنوان حائل (ضربه گیر) بین دو نوع حمل با گنجایش متفاوت عمل می کند. کشتی ها باید با کمترین معطلی و به سرعت در بنادر بارگیری کنند. اگر دپو نمی بود، همزمان به کامیون های زیاد و سازماندهی بسیار قوی نیزا داشتیم تا کشتی در اسرع وقت کانتینرهای صادراتی را توسط حمل مستقیم دریافت کرده و بندر را ترک کند. ولی دپوی کانتینر این امکان را فراهم می آورد تا کانتینرها از سراسر کشور، در یک بازه زمانی یک هفته ای انباشته شده، سپس ظرف چند ساعت روی کشتی بارگیری شوند.
دپو برای طراحی چیدمان بارگیری (PLANNING)
چیدمان کانتینرها روی کشتی از ضوابط و شاخص های خاصی تبعیت می کند؛ به عنوان مثال:
کانتینرها به مقصد بنادر مختلف حمل می گردند. برای هر بندر، جای خاصی در کشتی در نظر گرفته می شود تا تخلیه و بارگیری کانتینرها در بنادر مختلف مغشوش نشود
برای حفظ تعادل کشتی، کانتینرهای سنگین را پایین انبار کشتی و کانتینرهای سبک را بالا می چیند.