Заливаемость носовой оконечности и принципы проектирования палубных конструкций

• Автор: Каленчук, Сергей Всеволодович
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 173 с. + Прил. (65 с. )

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НОСОВЫХ ПАЛУБНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ
ЕЕ Конструктивные особенности носовых палубных перекрытий
1.2. Повреждаемость открытых палуб от наката волн и анализ
причин их возникновения
1.3. Основные направления исследований
2. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЁННЫХ ИССЛЕДОВАНИЮ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК И КОНСТРУИРОВАНИЮ НОСОВЫХ ПАЛУБНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ
2.1. Теоретические и экспериментальные исследования внешних нагрузок
2.1.1. Определение относительных перемещений носовой оконечности
2.1.2. Теоретические расчёты нагрузок на палубные конструкции
2.1.3. Экспериментальные работы в области изучения нагрузок при заливаемости
2.2. Анализ требований классификационных обществ к конструированию носовых палубных перекрытий
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК НА НОСОВЫЕ ПАЛУБНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
3.1. Расчётно - экспериментальное определение нагрузок на палубу
бака крупномасштабной модели
3.2. Анализ напряжённо - деформированного состояния носовых палубных перекрытий методом конечных элементов
3.3. Моделирование нагрузок, вызывающих повреждения палубных конструкций методами теории предельного равновесия
3.3.1. Обоснование метода и алгоритма расчёта
3.3.2. Количественный анализ повреждений носовых палубных
перекрытий
4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И КОНСТРУИРОВАНИЮ НОСОВЫХ ПАЛУБНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ
4.1. Расчётные нагрузки
4.2. Регламентация размеров элементов палубных перекрытий
4.2.1. Назначение толщин палубного настила
4.2.2. Проектирование балок основного набора
4.2.3. Проектирование рамного набора и опорных конструкций
4.3. Анализ соответствия разрабатываемых рекомендаций опыту проектирования и эксплуатации судов
4.4. Предложения по рациональному конструктивному оформлению носовых палубных перекрытий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Проблема повреждаемости носовых палубных конструкций от заливаемости волнует судостроителей с давних пор. В связи с повреждаемостью ухудшаются производственно экономические показатели работы флота, что происходит из-за дополнительных затрат средств и времени на ремонт. Особенно остро этот вопрос встал в 1960-х гг., в связи с ростом размеров и скоростей судов, а также появлением судов новых конструктивных типов. С этого времени на изучение заливаемости были направлены усилия многих ученых-судостроителей как у нас в стране, так и за рубежом. В связи с большой сложностью рассматриваемой проблемы к настоящему времени рассмотрены только отдельные её аспекты, причем основное внимание сосредоточено на теоретических исследованиях и модельных экспериментах.
Основными причинами повреждений от заливаемости являются случайные эксплуатационные нагрузки высокой интенсивности, расчетные характеристики которых до настоящего времени остаются предметом оживленных научных дискуссий. Классификационные общества постоянно пересматривают свои требования к величинам расчетных нагрузок и конструктивному оформлению носовых палубных перекрытий. Однако появление отдельных повреждений даже на новых судах свидетельствует о необходимости более углубленного и детального исследования проблемы. Для этого необходимо, прежде всего, пополнить знания о внешних нагрузках и резервах прочности носовых палубных перекрытий.
Проблема внешних и внутренних сил в конструкциях в пределах одного исследования обычно рассматривается раздельно. В этом есть свои положительные и отрицательные стороны. Нами предпринята попытка параллельного их изучения на основе испытаний крупномасштабной модели и расчетного анализа примеров повреждений конкретных судов.
Представляемая диссертационная работа выполнялась в соответствии с госбюджетной научно-исследовательской темой “Надежность средств транспортного обеспечения эксплуатации морских сооружений”, а также в рамках межвузовской научно-технической программы “Развитие авиаци-

Как следует из этой формулы, к наиболее важным аспектам зали-ваемости с точки зрения проблемы внешних сил можно отнести исследование относительных перемещений носовой оконечности.
Знание относительных перемещений позволяет решать не только проблему заливаемости, но и анализировать вопросы днищевого и бортового слеминга. В связи с этим изучению относительных перемещений было посвящено большое число теоретических и экспериментальных работ [106,110,112,116,117, 146,147 и др], многие из которых упоминаются в обзоре, [25].
Необходимость достоверной оценки относительных перемещений уже на ранних стадиях проектирования, когда отсутствуют экспериментальные данные, привела к развитию приближенных методов их расчета.
Известно, что в случае широкого варьирования волновых условий относительные перемещения носа судна достигают максимума на встречных курсах к волне при длине волны, примерно равной длине судна А,т=(0,9-1,2)Ь, и при скорости судна, соответствующей резонансу при килевой качке. Как правило, в этих условиях амплитудно-частотные характеристики относительных колебаний носовой оконечности близких по типу судов мало различаются и могут быть представлены общей осредненной зависимостью р0/г=ДЬА,), рис.2.2. Для судов традиционной архитектуры при Сь=0,5-0,7 ее наибольшее значение составляет ромах/г=2,7-3,3, где г - полувысота волны.
Слабая зависимость формы амплитудно-частотной характеристики относительных колебаний от индивидуальных особенностей формы корпуса судна позволяет приближенно оценить подверженность судна заливанию по результатам систематизации экспериментальных данных об относительных колебаниях носовой оконечности судна на встречном регулярном волнении.
Так, например, в исследовании, выполненном Ю. А. Нецветаемым и В. Г. Платоновым [57], в качестве основной характеристики относительных колебаний принята их амплитуда на носовом перпендикуляре q0н, соответ-