Решение проблем аварийной прочности и экологической безопасности судов для морской транспортировки токсичных грузов за счет совершенствования судокорпусных конструкций

• Автор: Нестеров, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 374 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СЛОЖИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ ОЦЕНКИ АВАРИЙНОЙ ПРОЧНОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ЕЁ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

1.1. Краткий исторический обзор развитии науки об аварийной прочности

1.1.1. Метод условного измерителя

1.1.2. Методы, основанные на проведении экспериментов

1.1.3. Методы, использующие инженерные расчетные модели

1.1.4. Подходы на основе глобальных численных процедур

1.2. Анализ типичных повреждений судов при навигационных авариях

1.2.1 Повреждения при столкновении судов

1.2.2 Повреждения при посадке на мель
1.2.3 Отличительные черты повреждений при навигационных авариях
1.3. Общая методология решения задач и направления совершенствования существующих подходов к оценке аварийной прочности
1.3.1. Структура методологии решения задач аварийной прочности
1.3.2. Конкретизация расчётных сценариев аварийной ситуации
1.3.3. Уточнение критериев защищённости
1.3.4. Совершенствование расчётных моделей разрушения корпусных
. конструкций
1.3.5. Развитие вероятностно-экономических подходов к оценке аварийной прочности
1.3.6. Направления развития аварийной прочности
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА УСИЛИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ЭНЕРГОПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ГЛУБОКОМ ПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
2.1. Обоснование критерия разрушения подверженных растяжению и изгибу
листовых элементов, учитывающего особенности судокорнусных конструкций
2.1.1. Критерий для расчетной модели жестко-пластической

2.1.2. Учет влияния факторов, снижающих деформационную способность материала
2.1.3. Критерий для листовых элементов, растягиваемых в двух направлениях
2.1.4. Экспериментальное подтверждение корректности принятых критериев разрушения
2.2. Разработка методов расчета усилия взаимодействия и энергоноглощения при деформировании конструктивной бортовой защиты на основе традиционных корпусных конструкций в случае аварийного столкновения судов
2.2.1. Идеализация конструктивной бортовой защиты как системы перекрытий
to to to

2.2.2. Расчет энергоемкости бортового перекрытия на основе физической модели
ж'есткопластической струны на жесткопластическом
основании
2.2.3. Физическая модель и алгоритм расчета палубного перекрытия с продольной
системой набора
2.2.4. Физическая модель и алгоритм расчета палубного перекрытия с поперечной
системой набора
2.2.5. Учёт деформируемости носовой оконечности таранящего судна
2.3. Разработка .методов расчета специальных конструкции конструктивной противотаранной защиты
.3.1. Палубные перекрытия с клетчатой системой набора
.3.2. Палубные перекрытия со смешанной системой набора
.3.3. Палубные перекрытия с продольной системой набора при условии
приварки рамного набора ослабленным швом
2.3.4. Двойной борт с ослабленными вертикальными диафрагмами
2.4. Разработка методов расчета усилия взаимодействия и энергопоглощення при деформировании конструкций двойного дна в случае силового контакта с подводным камнем
2.4.1. Расчетная форма подводного камня и ее влияние на результаты оценки безопасности
2.4.2. Стадии деформирования днищевого перекрытия при контакте с подводным камнем
2.4.3. Расчет деформирования панели наружной обшивки с набором
2.4.4. Расчет деформирования стенок флоров и стрингеров
2.4.5. Расчет деформирования полукрестовин
3. РЕГЛАМЕНТАЦИЯ ЗАЩИЩЁННОСТИ СУДОВ В ТИПИЧНЫХ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
3.1. Аварийная прочность и защищенность судов при посадке на мель
3.1.1. Конкретизация расчетных сценариев аварийной ситуации «посадка на мель»
3.1.2. Аварийная прочность при обсыхании на мели
3.1.3. Аварийная прочность при столкновении с подводной преградой
3.1.4. Аварийная прочность при контакте с подводным камнем на волнении.
3.1.5. Пути повышения защищенности и специальные конструктивные решения для случая удара о подводный камень
3.2. Определение целесообразности усиления конструктивной противотаранной защиты нефтяных танкеров на основе вероятностно-экономического анализа

3.2.1. Общая методология анализа .
3.2.2. Расчетный ряд танкеров .
3.2.3. Определение веса конструктивной защиты и опасных скоростей
столкновения ..
3.2.4. Стоимость ликвидации последствий вылива нефти ..
3.2.5. Регламентация функции распределения скоростей столкновения ..
3.2.6. Плотность вероятности объема вылива нефти .
3.2.7. Результаты вероятностно-экономического анализа „
3.2.8. Основные выводы об эффективности . противотаранной защиты нефтяных танкеров
3.3. Конструктивная противотарапная защита судов, имеющих на борту’
высокотокснчныс или радиоактивные вещества
3.3.1. Существующая регламентация конструктивной противотаранной защиты
3.3.2. Критерий сопоставительной оценки экологической безопасности
3.3.3. Назначение критических скоростей столкновения для различных типов судов,
имеющих на борту высокотоксичные или радиоактивные вещества
3.3.4. Пути повышения эффективности противотаранной защиты судов, имеющих на борту высокотоксичные или радиоактивные вещества
3.4. Метод регламентации безопасност и хранилищ радиоактивных веществ на судах в случае аварийного падения груза
3.4.1. Особенности расчета усилия при ударном взаимодействии твердых
деформируемых тел
3.4.2. Конструктивные особенности существующих судовых хранилищ радиоактивных веществ и расчетные схемы их деформирования
3.4.3. Задача о падении на хранилище свинцового перегрузочного
контейнера
3.4.4. Задача о падении на хранилище мостового крана
3.4.5. Общий порядок решения задач о падении груза
3.5. Метод оценки объема разрушения корпуса при аварийном затоплении судна н последующем ударе о грунт
3.5.1. Характер движения судна при аварийном затоплении и выбор расчетных сценариев удара о грунт
3.5.2. Определение разрушающего давления для переборок при быстром
погружении
3.5.3. Определение расчётной массы судна при ударе о грунт в случае аварийного
затопления
3.5.4. Оценка объема разрушения и ускорений при ударе о грунт оконечностью
3.5.5. Оценка объема разрушения и ускорений при ударе днищем о грунт..
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ
АВАРИЙНУЮ ПРОЧНОСТЬ СУДОВ
4.1. Использование процедуры формальной оценки безопасности для навигационных аварий
4.1.1. Принципы формальной оценки безопасности
4.1.2. Идентификация навигационных аварий по трем зонам на базе матрицы рисков
4.1.3. Статистические модели навигационных аварий
4.1.4. Разработка методик оценки риска при навигационных авариях
4.2. Общая технология проектирования конструкций, обеспечивающих аварийную прочность судов

Рис. 1.
.13. Расчетные модели, используемые для горизонтальных перекрытий (палуб, платформ): а) с продольной системой набора