Вы используете устаревший браузер, который не поддерживает такие современные технологии как HTML5 и CSS3, используемые на этом сайте.
Просьба воспользоваться современным браузером Chrome, Opera, Firefox

Труды Крыловского государственного научного центра. Выпуск 76 (360), 2013 г.

20.08.2013


СОДЕРЖАНИЕ

ТЕОРИЯ КОРАБЛЯ И СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Крыжевич Г.Б.
Отбойный и кранцевые устройства для обеспечения безопасности швартовки судов к морским платформам и отгрузочным причалам в сложных погодных условиях

Аннотация (показать)

Выполнен анализ известных технических решений, используемых при создании кранцевых и отбойных устройств, выявлена непригодность их использования для швартовки судов в сложных арктических условиях (при морском волнении и наличии нагромождений льда и его намерзания). Осуществлен поиск новых решений, направленный на создание швартовных устройств, лишенных отмеченного недостатка и обладающих не только амортизирующими, но и хорошо выраженными демпфирующими свойствами. Показано, что использование устройств, включающих упругие оболочки, полости которых заполнены песком, поворотные стрелы и другие конструктивные решения обеспечивают эффективную швартовку крупнотоннажных судов в условиях волнения и нагромождения льда у места причала.
Ключевые слова: морские платформы, морские буровые установки, швартовные операции, отбойные устройства, кранцы, амортизация ударов, демпфирование колебаний.
G.B. Kryzhevich.
Bumper and fender systems for safe mooring of ships to offshore platforms and offloading buoys in rough weather.

Summaries (show)

Analysis of existing bumper and fender solutions for ships reveals that these are not suitable for ship mooring operations in severe arctic conditions (rough sea, rubble ice and icing). New solutions have been sought to develop mooring gears free of the above-said drawbacks and intended to feature high damping properties, apart from the shock absorption effect. These research efforts resulted in the design of a system with elastic shells having one or more sandfilled chambers. As elastic shells and other elements of the system are strained, the kinetic energy of a ship subject to motions is converted into the potential energy accumulated by the strained components of the system, and shocks are absorbed. The sand under shear and compression strain provides intensive energy scattering, and the system suggested in this paper gives damping of the ship motion and reduction of contact forces in the mooring operations. Pretensioning of granular medium by tightening threaded couplings enhances the capability of the same to absorb energy and reduce contact forces in the process of mooring operations. The gears with rotatable beam ensure efficient mooring of large-size vessels in waves and rubble ice conditions in the mooring area.
The suggested versions of the systems intended to reduce shock loads during mooring operations make it possible to effectively reduce the loads on ship and offshore structures arising in mooring interactions, raise the operational reliability of mooring gear under wave effects and cold temperatures, as well as to reduce their production and operation costs.
Key words: offshore platforms, offshore drilling rigs, mooring operations, bumpers, fenders, shock absorption, damping of oscillations.

Гуминский П.Б., Нестеров А.Б., Шапошников В.М.
Разработка рекомендаций по выбору расчетных скоростей удара о лед для регламентации ледовых нагрузок на заякоренные сооружения с корпусом судового типа

Аннотация (показать)

Рассматриваются локальные ледовые нагрузки от дрейфующего льда на заякоренные сооружения с корпусом судового типа. В силу конечной жесткости якорного устройства при воздействии на сооружение дрейфующего льда происходит его смещение, затем, после разрушения льда изгибом, движение сооружения навстречу ледовому полю и удар об него со скоростью, превосходящей скорость дрейфа льда. Определение ледовых нагрузок на объекты с турельным заякориванием может выполняться по тем же алгоритмам и программам, что и для судов ледового плавания, однако скорость удара о лед должна назначаться с учетом податливости закрепления и колебательных движений объекта при преодолении дрейфующего ледового поля.
Ключевые слова: заякоренные сооружения, корпус судового типа, дрейфующий лед, ледовые нагрузки, расчетные скорости.
P.B. Guminsky, А.B. Nesterov, V.M. Shaposhnikov.
Development of recommendations for choosing the design ice impact velocity for regulation of ice loads on moored ship-shaped structures.

Summaries (show)

Local loads induced by drifting ice on moored ship-shaped structures are considered. Ice loads on turret-moored structures can be determined using the same algorithm and software as in the case of ice class ships, however the ice impact velocity should be specified taking into account elasticity of mooring lines and oscillating motions of the structure interacting with a drifting ice sheet. The paper presents an algorithm developed for evaluation of ice loads on a moored structure, which includes the elasticity of mooring system, with calculations illustrated by case studies.
This method provides for more accurate estimations of ice loads on moored structures during interaction with drifting ice sheets. The calculations by this method could be used in the design of moored ship-shaped structures.
Key words: moored structure, ship-shaped hull, drifting ice, ice loads, design velocities.

Гаина А.А., Нестеров А.Б.
Совершенствование метода расчета ускорений корпуса судна для случая форштевня с уступом при ударе о лед

Аннотация (показать)

Рассматривается задача определения ускорений корпуса судна при ударе о лед. Для случая форштевня с уступом форма зоны контакта корпуса со льдом может заметно отличаться от треугольной, что требует модификации способа определения ледового давления. Это возможно на базе новой физической модели удара корпуса судна о лед в случае введения некоторых упрощающих допущений. В работе рассмотрены примеры применения модифицированной методики к судам ледового плавания для сопоставления с полученными ранее результатами, а также к ледоколам, для которых взаимодействие уступа форштевня со льдом вполне реально.
Ключевые слова: ледовая прочность, взаимодействие судна со льдом, ускорения корпуса судна, форштевень с уступом.
А.А. Gaina, А.B. Nesterov.
Modified method for estimation of the hull accelerations based on the new ice impact model in application to a stem with pronounced plough.

Summaries (show)

The task of evaluating the icebreaker hull accelerations due to impact with ice is addressed. The shape of ice contact area for stem with pronounced plough, which is characteristic of icebreakers, may be significantly different from that in case of a triangular bow shape so that the method of ice pressure estimation has to be modified. A new physical model of ship hull impact against ice is derived for engineering applications (with introduction of some simplifying assumptions) making it possible to specify the ice pressure for a contact area of arbitrary shape. The ways of refining the algorithm developed earlier for estimating hull accelerations due to ice impact are suggested to consider the case when the plough contacts ice and trim angles cannot be assumed as small with respect to the stem angle. An approximate technique is developed to eliminate the saw-tooth component (beating) induced by sudden changes of interaction forces when the velocity of stem penetration into ice drops to zero. The paper considers case studies illustrating applications of the modified method to ice class ships for comparison with earlier obtained results as well as to icebreakers, for which interactions of the stem plough with ice are quite probable.
Key words: ice strength, ship/ice interaction, ship hull acceleration, pronounced plough.

Александров А.В., Василик Е.Г., Нестеров А.Б.
Расчет методом конечных элементов объема повреждений и энергопоглощения при деформировании цилиндрических грузовых емкостей газовозов в случае аварийного столкновения судов

Аннотация (показать)

Рассматривается аварийная прочность газовозов при столкновениях. Для определения объема повреждений и энергоемкости деформирования конструкции грузовых емкостей для сжиженного газа используется метод конечных элементов. В работе рассмотрены емкости из стали и алюминиевых сплавов. Анализируется методология конечно-элементного расчета и ее влияние на расчетную величину энергопоглощения при деформировании конструкций емкости.
Ключевые слова: судно-газовоз, сжиженный природный газ, грузовые емкости, столкновение судов, метод конечных элементов, компьютерное моделирование.
А.V. Aleksandrov, Е.G. Vasilik, А.B. Nesterov.
FEM analysis of damage and energy absorption at deformation of cylinder containment systems of LNG carriers in case of collision.

Summaries (show)

The paper considers the ship strength in case of a collision accident. The finite element method is used to determine the damage and energy absorption under deformation of LNG containment systems. Steel and aluminum containment systems are analyzed. Different penetration speeds of ramming stem and bow radii are considered. Application of FEM technique and its impact on the estimated design energy capacity at containment structure deformation is analyzed.
Key words: LNG carrier, containment system, ship collision, finite element method (FEM), computer simulation.

Александров А.В., Платонов В.В.
Исследование нелинейной устойчивости пластин с начальной погибью

Аннотация (показать)

Представлен алгоритм решения задач нелинейной устойчивости пластин с учетом начальной погиби и нелинейных свойств материала методом конечных элементов. Сформулирован силовой критерий потери устойчивости таких пластин. Представлены тестовые расчеты нелинейной устойчивости пластин при осевом сжатии.
Ключевые слова: устойчивость, пластина, начальная погибь, нелинейные деформации, метод конечных элементов, компьютерное моделирование.
А.V. Aleksandrov, V.V. Platonov.
Study on non-linear stability of plates with initial camber.

Summaries (show)

The paper presents algorithm for solving plate nonlinear stability problems with due account for initial camber and material nonlinear properties with finite element method. Two ways to specify initial camber and consider nonlinear properties of the material are demonstrated. Force criterion of plate buckling based on analysis into element membrane stress diagram with maximum initial camber is defined. Test computations of plate nonlinear stability under axial compression are offered to validate this criterion.
Key words: plates, nonlinear stability, initial camber, deviation from Hooke’s law, finite element method.

Кудрин М.А., Маслич Е.А., Петинов В.О.
Оценка напряженно-деформированного состояния многокорпусного ледокола

Аннотация (показать)

Целью работы является выбор рационального конструктивного оформления связей многокорпусного ледокола, состоящего из четырех водоизмещающих корпусов и объединяющего все корпуса верхнего строения. Конструктивное оформление связей верхнего строения определялось в результате комплексной оценки вопросов проектирования и прочности.
В работе проводится исследование напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций верхнего строения, когда перспективный многокорпусный ледокол находится в процессе эксплуатации в условиях расчетного волнения и воздействия ледовых нагрузок. Расчет НДС конструктивных связей верхнего строения выполнялся в два этапа: проектирование размеров поперечных связей шпангоутного сечения (бимсы, флоры, шпангоуты), а затем — размеров продольных связей (карлингсы, стрингеры, переборки).
Оценка НДС верхнего строения корпуса ледокола производилась на основе процедуры конечно-элементного (КЭ) расчета. На базе универсального программного комплекса ANSYS разработана глобальная КЭ модель многокорпусного ледокола с различными вариантами оформления верхнего строения.
Ключевые слова: многокорпусный ледокол, напряженно-деформированное состояние, конечно-элементный расчет, пакет типа ANSYS, верхнее строение ледокола.
М.А. Kudrin, Е.А. Maslich, V.О. Petinov.
Assessment of stressed-strained state of multi-hull ice breaker.

Summaries (show)

The goal of work is to select feasible design for the members of multi-hull ice breaker consisting of four displacement type hulls and topsides connecting all hulls. Structural arrangement of topside members was determined as a result of comprehensive assessment of design and strength issues.
The work analyzes stressed-strained state (SSS) of topside structures of advanced ice breaker operated under design wave and ice load conditions. SSS of topside structural members was computed in two stages: first dimensions of transverse frame members were designed (beams, floors, frames), then dimensions of longitudinal members were designed (carlings, stringers, bulkheads).
SSS of ice breaker topside was evaluated with finite element computations. Global finite element model of multi-hull ice breaker with various topside arrangements is developed on the basis of versatile ANSYS software.
Key words: multi-hull ice breaker, stressed-strained state (SSS), finite element computation (FE), ANSYS software, ice breaker topsides.

Кудрин М.А., Маслич Е.А.
Определение остаточной прочности корпуса корабля при боевых повреждениях

Аннотация (показать)

Целью работы является оценка остаточной прочности корпуса корабля при боевых повреждениях. Одним из критериев оценки остаточной прочности корпуса является уровень действующих напряжений, возникающих при изгибе корпуса корабля, получившего боевые повреждения, на расчетном волнении.
В работе проводится исследование напряженно-деформированного состояния (НДС) корпусных конструкций корабля с учетом объема полученных повреждений. Оценка НДС корпуса корабля при боевых повреждениях производилась на основе процедуры конечно-элементного (КЭ) расчета. На базе универсального программного комплекса ANSYS разработана глобальная КЭ модель корпуса корабля с заданными объемами поврежденных корпусных конструкций.
Ключевые слова: живучесть корабля, напряженно-деформированное состояние, конечно-элементный расчет, пакет типа ANSYS, остаточная прочность поврежденного корабля.
М.А. Kudrin, Е.А. Maslich.
Estimation of residual hull strength after combat damage.

Summaries (show)

The purpose of this study was to estimate the residual strength of ship hull damaged in combat actions. One of the residual strength criteria for ship hull is stresses arising due to bending of ship hull damaged in combat on design waves.
The paper studies the stressed-strained state of ship hull structures taking into account the inflicted damage using finite-element analysis. The multi-purpose ANSYS software is used to develop a finite element model of the ship hull with specified structural damage.
Key words: ship survivability, stressed-strained state, FEM analysis, ANSYS software, residual strength of damaged ship.

Лысенко А.П., Ярцев Б.А.
Упругие вибропоглощающие соединительные муфты из полимерных композиционных материалов.
2. Алгоритмы расчета упруго-диссипативных характеристик и прочности

Аннотация (показать)

Излагаются алгоритмы расчета диссипативно-жесткостных характеристик, прочности и устойчивости конструкций упругих вибропоглощающих соединительных муфт из полимерных композиционных материалов. Устанавливается порядок назначения допускаемых напряжений, учитывающий условия изготовления и эксплуатации конструкций. Предлагается приближенный метод прогнозирования диссипативных свойств композитных конструкций, позволяющий использовать возможности коммерческих программных комплексов, реализующих численные процедуры метода конечных элементов.
Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, упругая муфта, напряженно-деформированное состояние, допускаемые напряжения, устойчивость, диссипативно-жесткостные характеристики.
А.P. Lysenko, B.А. Yartsev.
Elastic vibration absorbing couplings made of polymer composites.
Part 2. Algorithms for estimation of elastic / dissipative characteristics and strength.

Summaries (show)

Algorithms for estimating dissipation/rigidity characteristics, strength and stability of elastic vibration-absorbing couplings made of polymer composites are presented. The procedure for specification of allowable stresses including manufacture and operation aspects is established. An approximate method is suggested for prediction of dissipative properties of composite structures based on off-the-shelf software implementing numerical FEM analysis techniques.
Key words: polymer composites, elastic coupling, stressed-strained state, allowable stresses, stability, dissipation/rigidity characteristics.

Бойцов Г.В., Бутин А.П., Степанов О.З.
Расчетная модель движения судна по морскому участку трассы

Аннотация (показать)

В статье описан расчетный алгоритм, позволяющий выполнить оценку прочности корпуса судна ограниченного района плавания при переходе по морской трассе с учетом падения скорости хода на волнении и надежности прогноза погоды.
Ключевые слова: суда ограниченного района плавания, условия плавания, место убежища, волнение, ветер, ходкость на волнении.
G.V. Boitsov, A.P. Butin, O.Z. Stepanov.
The mathematical model of movement of vessel on marine line.

Summaries (show)

The article describes the calculation algorithm that allows to estimate the strength of the hull of limited navigation area ship on a marine line in view of falling of her speed on waves and reliability of weather forecast.
Key words: vessels of limited navigation area, navigation conditions, a wave shelter place, waves, wind, propulsion qualities on rough sea.

Бураковский П.Е.
Особенности деформирования локально загруженных пластин

Аннотация (показать)

В статье установлены закономерности распределения «жестких» и «гибких» связей листовых элементов при их локальном нагружении на основании экспериментальных исследований. Предложена новая формула, позволяющая уточнить ширину «гибких» связей в зависимости от пятна нагружения.
Ключевые слова: гофрировка, «гибкие» связи, «жесткие» связи, эксперимент.
P.Е. Burakovsky.
On strain relationships for locally loaded plate.

Summaries (show)

The paper established certain regularities in the distribution of «elastic» and «rigid» members of plates subjected to local loads based on experimental studies. A new formula is suggested for refining the width of «elastic» members in function of load spot.
Key words: corrugation, elastic members, rigid members, experiment.

Тарануха Н.А., Худяков С.А.
Особенности проектирования блоков машинных отделений судов с главными малооборотными дизелями

Аннотация (показать)

При проектировании блоков машинных отделений транспортных судов с главными малооборотными дизелями нужно учитывать их неуравновешенные моменты, вызывающие вибрацию дизелей и корпусных конструкций. Компоновку блока следует выполнять с учетом габаритных размеров принятого к установке главного дизеля. Также необходимо выполнить расчеты частот свободных колебаний упругих систем с целью предотвращения резонансных колебаний на спецификационных режимах работы гребной установки.
Ключевые слова: неуравновешенность дизелей, взаимодействие с корпусными конструкциями, вибрация, особенности и задачи проектирования.
N.А. Taranukha, S.А. Khudyakov.
Specific aspects of engine room design for ships propelled by slow-speed diesel engines.

Summaries (show)

The paper considers specific issues related to the design of engine rooms for ships propelled by slow-speed engines. It is noted that unbalanced moments of slow-speed diesel engines giving rise to vibration of the engines and hull structures have to be taken into account. A review of design issues is given. It is recommended that the engine room module arrangement should be chosen with consideration of the main engine dimensions. Calculations of free oscillations for an elastic «diesel engine — bottom» system is given. Clarification is given on the requirement to perform special-purpose calculations of elastic systems in the engine room for avoiding resonance oscillations at specification operating modes of propulsion system.
Key words: imbalance of diesel engines, interaction with hull structures.

Лавров А.В.
Прогнозирование работоспособности стекла иллюминаторов глубоководных аппаратов

Аннотация (показать)

Рассмотрены варианты ускоренной расчетной оценки работоспособности (циклической и статической усталости) органического стекла (полиметилметакрилата) в составе иллюминаторов глубоководных аппаратов (ГА) без учета и с учетом плоского напряженного состояния (ПНС), соответствующего опасному напряженному состоянию стекла на внутренней поверхности иллюминаторов. Полученные с учетом ПНС результаты расчета согласуются с экспериментальными данными литературного источника. Даны рекомендации для дальнейших исследований и совершенствования предложенного метода прогнозирования работоспособности стекла иллюминаторов ГА.
Ключевые слова: глубоководный аппарат, иллюминатор, прочность, статическая усталость, циклическая усталость, ускоренный метод прогнозирования.
А.V. Lavrov.
Prediction of deep-water vehicle view-port window performance.

Summaries (show)

A method for accelerated analysis of cycle and static fatigue of view-port polymethyl methacrylate windows of deep-water vehicle is considered including and ignoring the twodimensional stressed state corresponding to a dangerous stressed state of window on the inner side of the view-port under external pressure. It is demonstrated that the two-dimensional stressed state of the window in the dangerous area should be taken into consideration; the obtained results agree with the experimental data taken from literature. Recommendations are given for further improvement of the suggested method of accelerated prediction of deep-water vehicle view-port window performance.
Key words: deep-water vehicle, view-port, strength, static fatigue, cycle fatigue, accelerated prediction method.

Демешко Г.Ф., Власьев М.В., Павловский В.А., Чистов А.Л.
Определение параметров процесса наполнения грузовых емкостей природным газом на CNG-судне

Аннотация (показать)

Исследована технологическая схема загрузки сжатого природного газа (CNG) на CNG-судах. Разработана математическая модель процесса заполнения судовых грузовых емкостей природным газом. Предложен алгоритм расчета всех параметров, определяющих этот процесс.
Ключевые слова: природный газ, CNG-суда, грузовые емкости, заполнение емкости, термодинамика, дроссельный эффект.
G.F. Demeshko, V.А. Pavlovskiy, M.V. Vlasyev, А.L. Chistov.
Determination the parameters of the process of loading compressed natural gas on board CNG-ships.

Summaries (show)

The paper analyses flowsheet the process of loading compressed natural gas on board CNG-ships. The developed mathematical model can be applied to calculate the process of filling the cargo tanks with natural gas. Proposed model contains algorithm of calculation all parameters of the thermodynamic process.
Key words: liquefied gas, CNG-ships, cargo tanks, thermodynamics, throttling effect.

Крыжевич Г.Б.
Демпфирование общей вибрации судна и влияние на нее гидродинамических сил волновой и вязкостной природы

Аннотация (показать)

Разработан новый способ расчета вынужденной общей вибрации судна с учетом гидродинамических сил сопротивления колебаниям вязкостной и волновой природы c учетом конструктивных особенностей судна. Выполнена оценка вклада различных составляющих гидродинамических сил в демпфирование общей вибрации судна. Выполнен анализ влияния скорости хода судна на характеристики сопротивления колебаниям и показано, что силы вязкостной и волновой природы целесообразно принимать во внимание при расчете вынужденной вибрации судов, движущихся в переходном режиме и режиме глиссирования.
Ключевые слова: вибрация судна, демпфирование колебаний, гидродинамические силы сопротивления колебаниям.
G.B. Kryzhevich.
Damping of vessel global vibration and effect of waveinduced and viscous hydrodynamic forces on vibration.

Summaries (show)

A new method for calculation of forced vessel global vibration was developed allowing for hydrodynamic resistance forces to wave-induced and viscous vibration taking into account vessel structural features. Contribution of various hydrodynamic forces’ components into vessel global vibration damping was evaluated. Vessel operational speed effect on vibration resistance characteristics was analyzed, and it was demonstrated that wave-induced and viscous forces shall be considered when calculating forced vibration for vessels operating in transient-state and gliding conditions.
Key words: vessel vibration, vibration damping, hydrodynamic vibration resistance forces.



Цена: 500 р.
По вопросам приобретения обращайтесь по тел. (812) 386-67-26, 8 (911) 9593279, Татьяна Андреевна Алимова, e-mail: t_alimova@ksrc.ru.

Возврат к списку

Далее: Дайджест зарубежной прессы (по материалам зарубежных источников). Выпуск 68