อ่าน 2 นาที
ฤดูใบไม้ผลิ
ในการ เดินเรือ การสั่นแบบสปริง หมายถึง การสั่นสะเทือน โดยรวม (แนวตั้ง) ใน คาน ของตัว เรือ ที่เกิดจาก การรับน้ำหนักของคลื่น อย่างต่อเนื่อง เมื่อการสั่น สะเทือน...
ฤดูใบไม้ผลิ
ในการเดินเรือการสั่นแบบสปริงหมายถึงการสั่นสะเทือน โดยรวม (แนวตั้ง) ในคานของตัวเรือที่เกิดจากการรับน้ำหนักของคลื่น อย่างต่อเนื่อง เมื่อการสั่น สะเทือนเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการรับน้ำหนักของคลื่นแบบฉับพลัน เช่น การกระแทกของคลื่นที่หัวเรือ (bow-slamming) หรือท้ายเรือ (stern-slamming) ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสั่นแบบวิปปิ้ง (whipping) การสั่นแบบสปริงเป็น ปรากฏการณ์ เรโซแนนซ์และสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนในแนวตั้ง 2 โหนดของเรือเท่ากับความถี่ของการปะทะของคลื่นหรือเป็นทวีคูณของความถี่นั้น[ 1 ]การสั่นแบบวิปปิ้งเป็นปรากฏการณ์ชั่วคราวของการสั่นสะเทือนของคานตัวเรือแบบเดียวกันเนื่องจากการรับน้ำหนักแบบฉับพลันมากเกินไปที่หัวเรือหรือท้ายเรือ ความถี่ธรรมชาติ 2 โหนดเป็นความถี่ต่ำที่สุด และด้วยเหตุนี้จึงเป็นโหมดเรโซแนนซ์ ที่เด่นที่สุด ที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความเค้นของคานตัวเรือ แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วโหมดการสั่นสะเทือนที่สูงกว่าก็จะถูกกระตุ้นเช่นกัน
การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการดีดตัวสามารถเกิดขึ้นได้แล้วในสภาพทะเลที่ มีคลื่นต่ำหรือปานกลาง เมื่อเกิดสภาวะการสั่นพ้องระหว่างความยาวคลื่นที่มีอยู่ในสเปกตรัมของคลื่นและโหมดธรรมชาติของโครงสร้างตัวเรือ ในขณะที่การสั่นสะเทือนแบบสะบัดมักต้องอาศัยสภาพทะเลที่รุนแรงก่อนที่แรงกระแทกเฉพาะจุดจะมีพลังงานเพียงพอที่จะกระตุ้นโหมดการสั่นสะเทือนของโครงสร้างโดยรวม
ทฤษฎีอุทกพลศาสตร์ของการเกิดการสั่นแบบสปริงยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์เนื่องจากคำอธิบายที่ซับซ้อนของคลื่นผิวน้ำและการปฏิสัมพันธ์ของโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีว่าเรือขนาดใหญ่ที่มีคาบการสั่นพ้องที่ยาวกว่าจะมีความอ่อนไหวต่อการสั่นสะเทือนประเภทนี้มากกว่า เรือประเภทนี้ได้แก่ เรือบรรทุก น้ำมันดิบ ขนาดใหญ่มาก และ เรือ บรรทุกสินค้าเทกองแต่ก็อาจรวมถึงเรือคอนเทนเนอร์ด้วย ประสบการณ์แรกเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับ การ แตกร้าวจากความล้าบนเรือบรรทุกสินค้าเทกองขนาด 700 ฟุตในทะเลสาบเกรตเลคส์ในช่วงทศวรรษ 1950 ต่อมา เรือบรรทุกสินค้าเทกองขนาด 1,000 ฟุตในทะเลสาบเกรตเลคส์ก็ประสบปัญหาเดียวกันแม้หลังจากเพิ่มข้อกำหนดด้านความแข็งแรงแล้วเรือบรรทุกสินค้าเทกอง ในทะเลสาบเกรตเลคส์ โดยทั่วไปเป็นเรือที่ค่อนข้างทื่อและเพรียวบาง (อัตราส่วนความยาวต่อความกว้าง 10) แล่นในระดับความลึกตื้นส่งผลให้มีคาบธรรมชาติยาวประมาณ 2 วินาที[ 2 ]โหมดนี้สามารถกระตุ้นได้ด้วยคลื่นสั้นในสเปกตรัมคลื่น ภาพรวมที่ค่อนข้างสมบูรณ์ของประสบการณ์เต็มรูปแบบและวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับการสั่นแบบสปริงสามารถพบได้ในเอกสารอ้างอิง[ 1 ]และ[ 3 ]
เรือบรรทุกสินค้ามีรูปทรงเพรียวบางกว่า มีความเร็วในการเดินเรือสูงกว่า และมีส่วนหัวเรือที่โป่งออกมากกว่า นอกจากนี้ เรือบรรทุกสินค้ายังมักประสบกับแรงสั่นสะเทือนแบบสะบัด ( ชั่วคราว ) อย่างรุนแรงจากการกระแทกที่ส่วนหัวเรือ เรือที่มีรูปทรงทื่อก็อาจประสบกับแรงสั่นสะเทือนแบบสะบัดเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกกระแทกด้วยท้องเรือแบนในบริเวณส่วนหัวเรือ อย่างไรก็ตาม ส่วนล่างของหัวเรือนั้นแทบจะไม่โผล่พ้นน้ำในเรือประเภทนี้ แรงสั่นสะเทือนจากสะบัดอาจเพิ่มภาระบรรทุกสูงสุดของเรือ ซึ่งอาจส่งผลให้เรือแตกเป็นสองท่อนในพายุรุนแรงได้
ในกรณีที่รุนแรง การดีดตัวอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความล้าอย่างรุนแรงในโครงสร้างที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทะเลที่มีคลื่นลมแรงปานกลางถึงรุนแรง และมีคาบการสั่นสูงสุดต่ำ การสั่นสะเทือนมักเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าจากคลื่นในสภาวะบรรทุกสินค้าและลมถ่วง มากกว่าในสภาวะบรรทุกสินค้า ในทางกลับกันก็อาจเป็นจริงได้เช่นกัน เนื่องจากเรือบางลำอาจเผชิญกับลมและคลื่นมากกว่าในสภาวะบรรทุกสินค้าและลมถ่วง ในขณะที่เรือลำอื่นอาจเผชิญกับลมและคลื่นมากกว่าในสภาวะบรรทุกสินค้า จึงทำให้สั่นสะเทือนน้อยลงโดยรวม
เรือเดินทะเลไม่เคยประสบปัญหาเช่นนี้มาก่อน จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เมื่อ มีการนำ เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรง สูง มาใช้เป็นวัสดุหลักในการสร้างเรือทั้งลำเพื่อลดต้นทุนเริ่มต้น ซึ่งทำให้เรือมีความแข็งแกร่งน้อยลงและระดับความเค้นโดยรวมสูงขึ้น
ข้อกำหนดของเรือในปัจจุบันไม่ได้คำนึงถึงการยืดหยุ่นของสปริง ซึ่งอาจเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความล้าในเรือบางประเภท
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฤดูใบไม้ผลิ
ในการ เดินเรือ การสั่นแบบสปริง หมายถึง การสั่นสะเทือน โดยรวม (แนวตั้ง) ใน คาน ของตัว เรือ ที่เกิดจาก การรับน้ำหนักของคลื่น อย่างต่อเนื่อง เมื่อการสั่น สะเทือน...