Program ngr cr został napisany w języku Pascal (dialekt TurboPascal). Czyta dane z pliku teksto-wego i wyniki też zapisuje do pliku tekstoteksto-wego.
Realizuje krokowe obliczenia nośności granicznej kadłuba statku usztywnionego wzdłużnie lub poprzecznie według formuł i algorytmu zawartych w [3].
Przyjęto następujące założenia:
1. Konstrukcja kadłuba statku jest symetryczna względem płaszczyzny symetrii PS kadłuba i wobec tego definiowana jest konstrukcja leżąca po jednej (dodatniej) stronie PS; elementy leżące w PS są definiowane jako „pełne”, tzn. o pełnej grubości.
2. Układ współrzędnych jest zdefiniowany następująco:
oś x od rufy do dziobu,
oś y od płaszczyzny symetrii (PS) na lewą burtę, oś z od płaszczyzny podstawowej (PP) w górę.
3. Przebieg blach poszycia jest odwzorowany odcinkami prostych.
W jednym pliku danych może być zawarty opis przekroju jednego kadłuba.
B.1.1 Wywołanie programu
Program jest aplikacją terminalową i jest wywoływany z linii komend:
ngr cr plik z danymi plik na wyniki
Jeśli plik na wyniki już istnieje, to jest zamieniany na aktualny bez ostrzeżenia (stara zawartość pliku ulega zniszczeniu).
Dodatkowo powstaje plik ngr cr.log zawierający informacje o modelu oraz przebiegu obliczeń.
Podstawowe bloki informacji to kolejno:
1. Opis danych (pół modelu).
2. Opis danych (cały model); etykiety o wartościach większych od 10000 są generowane auto-matycznie jako lustrzane odbicie danych z „dodatniej” połówki modelu.
3. Charakterystyki zgięcia sprężystego (usztywnienia są opisane jako „pola punktowe”).
4. Podział przekroju na „przepisowe modele” paneli usztywnionych poprzecznie, sztywnych na-roży i paneli usztywnionych wzdłużnie.
5. Charakterystyki plastyczne przekroju (F – sumy sił podłużnych poniżej i powyżej osi zgięcia plastycznego, zP – współrzędna z osi zgięcia plastycznego, Mpl – moment plastyczny przekroju kadłuba).
6. Opis procesu zginania kadłuba (zC – współrzędna z osi obojętnej zginania, sumF – suma sił podłużnych w całym przekroju, chi – krzywizna, M – moment gnący).
Przykładowy plik z informacjami jest zamieszczony w rozdziale B.6.
B.1.2 Plik z danymi
Plik z danymi jest plikiem tekstowym. Może zawierać puste linie, dane i komentarze.
Komentarz zaczyna się znakiem średnika (;) i rozciąga się do końca danego wiersza. Może zajmować całą linię, a może też pojawić się na końcu wiersza z danymi.
Każdy wiersz z komendami zaczyna się literą oznaczającą typ rekordu danych (np. G), a potem po kolei powinny być umieszczone dane właściwe dla danego typu rekordu. Separatorem rozdzielającym dane może być znak tabulacji lub co najmniej jedna spacja.
Każda dana musi być zapisana we właściwym formacie. W poniższym opisie formaty danych są opisane zastępującymi symbolami:
hIi – liczba całkowita;
hEi – etykieta, tzn. liczba całkowita z przedziału h1 . . . 9999i;
hRi – liczba rzeczywista;
hSi – wyraz (łańcuch „czarnych” znaków).
Opis danych:
1. Wiersz sterujący:
G odstęp ram [mm] lb kroków M mltp
odstęp ram hRi jest odstępem w [mm] ram wręgowych (dennik, wręg ramowy, pokładnik) podpierających usztywnienia wzdłużne;
liczba krokow hIi jest liczbą kroków, w których będzie realizowane zginanie;
M mltp hRi jest mnożnikiem stopnia zgięcia w stosunku do odkształceń wywołanych mo-mentem plastycznym; dodatnia wartość oznacza wygięcie.
Rekord ten może pojawić się tylko jeden raz i musi poprzedzać wszystkie inne rekordy danych.
2. Opis materiału:
M et E [MPa] nu [-] Re [MPa]
et hEi jest etykietą tego materiału;
E hRi jest modułem Younga w [MPa];
nu hRi jest liczbą Poissona;
Re hRi jest granicą plastyczności w [MPa].
Rekord może pojawić się wielokrotnie, ale dana etykieta może wystąpić tylko jeden raz.
3. Opis punktu:
P et y [m] z [m]
et hEi jest etykietą tego punktu;
y hRi jest współrzędną y punktu w [m] o wartości > 0;
z hRi jest współrzędną z punktu w [m].
Rekord może pojawić się wielokrotnie, ale dana etykieta może wystąpić tylko jeden raz.
4. Opis blachy:
B= pt1 pt2 t [mm] mat a [m]
B* t [mm] mat a [m]
B pt1 pt2
pt1 pt2 hEi etykiety punktów, pomiędzy którymi jest blacha;
t hRi grubość blachy w [mm];
mat hEi etykieta materiału, z którego jest wykonana blacha;
a hRi odstęp usztywnień w [m] panelu usztywnionego poprzecznie; jeśli dana blacha stanowi część panelu usztywnionego wzdłużnie, to należy wpisać wartość zero (0).
Rekord może pojawić się wielokrotnie, ale dany odcinek od pt1 do pt2 może być opisany tylko jeden raz.
Opis blachy składa się z dwóch grup:
(a) opis geometrii („końców” pt1 pt2),
(b) opis własności (grubość, materiał, odstęp usztywnień poprzecznych).
Blachę można zdefiniować na dwa sposoby:
(1) w jednym rekordzie B=,
(2) w dwóch rekordach, najpierw B*, a potem B.
Sposób pierwszy warto stosować, gdy dany odcinek blachy ma własności unikalne. Gdy opis własności jest wspólny dla dużej liczby „odcinków blach”, warto stosować sposób drugi: za pojedynczym rekordem B* wystąpi wiele rekordów B.
Opis B* nie zawiera geometrii blachy, może pojawić się wielokrotnie, a ponowne wystąpienie tego opisu zmienia wartości poprzednie na bieżące.
5. Opis usztywnienia panelu usztywnionego wzdłużnie:
U= pt typ hw [mm] tw [mm] bf [mm] tf [mm] mat
U* typ hw [mm] tw [mm] bf [mm] tf [mm] mat
U pt
• położenie usztywnienia:
pt hEi etykieta punktu;
• opis rodzaju i geometrii usztywnienia:
typ hSi – nazwa określająca rodzaj usztywnienia/panelu; w zależności od typu kolejne dane (w formacie hRi ) mogą wystąpić lub nie:
P – usztywnienie wzdłużne w formie płaskownika, wymaga parametrów:
hw (wysokość płaskownika [mm]), tw (grubość płaskownika [mm]);
L T – usztywnienie wzdłużne w formie kątownika lub teownika, wymaga parametrów:
hw (wysokość środnika [mm]), tw (grubość płaskownika [mm]), bf (szerokość mocnika [mm]), tf (grubość mocnika [mm]);
HP – usztywnienie wzdłużne w formie płaskownika łebkowego serii HP, wymaga para-metrów hw i tw z symbolu HP h×t;
• opis materiału:
mat hEi etykieta materiału.
Rekord może pojawić się wielokrotnie ale usztywnienie w danym punkcie pt może zostać zdefiniowane tylko jeden raz.
Opis usztywnienia składa się z dwóch grup:
(a) położenie pt,
(b) opis własności (typ, wymiary, materiał).
Usztywnienie można zdefiniować na dwa sposoby:
(1) w jednym rekordzie U=,
(2) w dwóch rekordach, najpierw U*, a potem U.
Sposób pierwszy warto stosować, gdy dane usztywnienie występuje jednokrotnie. Gdy opis własności jest wspólny dla dużej liczby usztywnień, warto stosować sposób drugi: za poje-dynczym rekordem U* wystąpi wiele rekordów U.
Opis U* nie zawiera położenia, może pojawić się wielokrotnie, a ponowne wystąpienie tego opisu zmienia wartości poprzednie na bieżące.
Opis panelu usztywnionego wzdłużnie jest uzupełniany o algorytmy wyznaczania zastępczych wartości grubości blach, modułu Younga i granicy plastyczności według bieżących wartości rekordów UW t?, UW E? i UW R?.
6. Opis algorytmu wyznaczania grubości blachy panelu usztywnionego wzdłużnie:
UW t?
Może zdarzyć się, że po dwóch stronach usztywnienia będą blachy o różnej grubości, a formuły podane w [3] opisują panel o poszyciu o stałej grubości. Można wybrać następujące algorytmy wyznaczania „zastępczej” grubości blachy, wstawiając w rekordzie UW t? zamiast znaku ? literę:
m – mniejsza grubość (UW tm), w – większa grubość (UW tw),
s – średnia z obywóch grubości (UW ts).
Rekord ten może wystąpić wielokrotnie, wartość bieżąca likwiduje wartość poprzednią.
7. Opis algorytmu wyznaczania modułu Younga panelu usztywnionego wzdłużnie:
UW E?
Może zdarzyć się, że materiały blach leżących po dwóch stronach usztywnienia, a także samego usztywnienia, będą miały różne moduły Younga, a formuły podane w [3] opisują panel o stałej wartości E. Można wybrać następujące algorytmy wyznaczania „zastępczego”
modułu Younga, wstawiając w rekordzie UW E? zamiast znaku ? literę:
m – mniejsza wartość dla blach (UW Em),
w – większa wartość dla blach (UW Ew), u – wartość dla usztywnienia (UW Eu),
n – minimalna z wartości dla blach i usztywnienia (UW En), x – maksymalna z wartości dla blach i usztywnienia (UW Ex), s – średnia z wartości dla blach i usztywnienia (UW Es).
Rekord ten może wystąpić wielokrotnie, wartość bieżąca likwiduje wartość poprzednią.
8. Opis algorytmu wyznaczania granicy plastyczności panelu usztywnionego wzdłużnie:
UW R?
Może zdarzyć się, że materiały blach leżących po dwóch stronach usztywnienia, a także samego usztywnienia, będą miały różne granice plastyczności, a formuły podane w [3] opisują panel o stałej wartości Re. Można wybrać następujące algorytmy wyznaczania „zastępczej”
granicy plastyczności, wstawiając w rekordzie UW R? zamiast znaku ? literę:
m – mniejsza wartość dla blach (UW Rm), w – większa wartość dla blach (UW Rw), u – wartość dla usztywnienia (UW Ru),
n – minimalna z wartości dla blach i usztywnienia (UW Rn), x – maksymalna z wartości dla blach i usztywnienia (UW Rx), s – średnia z wartości dla blach i usztywnienia (UW Rs).
Rekord ten może wystąpić wielokrotnie, wartość bieżąca likwiduje wartość poprzednią.
Przykładowy plik z danymi jest zamieszczony w rozdziale B.4.
B.2 Plik z wynikami
Plik z wynikami zawiera wyniki dla kolejnych kroków zginania:
numer kroku, k [-] – krzywizna,
M [MNm] – moment gnący w [MNm].
Przykładowy plik z danymi jest zamieszczony w rozdziale B.5.
B.3 Wzorcowy plik danych
;; Plik z danymi dla programu <ngr_cr>
;; To musi byc pierwsza komenda
;G odstep_ram[m] lb_krokow M_mltp(dodatnie wygiecie)
;; Opis punktow
;P et y[m] z[m]
;; Opis materialow
;M et E[MPa] nu[-] Re[MPa]
;; Opis blach
;B= pt1 pt2 t[mm] mat a[m](0 = panel wzdluzny)
;B* t[mm] mat a[m]
;B pt1 pt2
;; Wybor algorytmow dla zastepczych charakterystyk
;UW_tm, UW_tw, UW_ts
;UW_Em, UW_Ew, UW_Eu, UW_En, UW_Ex, UW_Es
;UW_Rm, UW_Rw, UW_Ru, UW_Rn, UW_Rx, UW_Rs
;; Opis usztywnien
;; typ= P, T, L, HP
;U= pt typ hw[mm] tw[mm] bf[mm] tf[mm] mat
;U* typ hw[mm] tw[mm] bf[mm] tf[mm] mat
;U pt
B.4 Przykładowy plik danych
;; Plik z danymi dla programu <ngr_cr>
;; Model zbiornikowca z dnem pojedynczym MST-3 (SNis84)
;; To musi byc pierwsza komenda
;G odstep_ram[m] lb_krokow M_mltp(dodatnie wygiecie)
G 0.540 30 1.5
;; Opis punktow
;P et y[m] z[m]
P 1 0 0
P 2 0.18 0
P 3 0.36 0
P 4 0.36 0.18
P 5 0.36 0.36
P 6 0.36 0.54
P 7 0.36 0.72
P 8 0.18 0.72
P 9 0 0.72
;; Opis materialow
;M et E[MPa] nu[-] Re[MPa]
M 1 2.07e5 0.277 287 ;; blachy t=3mm
M 2 2.07e5 0.277 287 ;; usztywnienia
;; Opis blach
;B* t[mm] mat a[m]
B* 3.0 1 0
;B pt1 pt2
B.5 Przykładowy plik z wynikami
k_[-] M_[MNm]
24 5.212E-0003 6.439E-0001