Влияние проектных характеристик судна на его мореходные и прочностные качества

• Автор: Суров, Олег Эдуардович
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 252 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Анализ экспериментальных и
теоретических исследований
1Л. Аварии судов в штормовых условиях
1.2. История развития теории качки и
продольной прочности судов на волнении
1.3. Экспериментальные исследования продольной
качки и прочности
1.4. Цели и задачи исследования
Глава 2. Алгоритм и компьютерная программа для расчета продольной
качки судна в линейной и нелинейной постановке
2.1. Алгоритм линейного расчета продольной качки судна
2.2. Алгоритм нелинейного расчета продольной качки судна
2.3. Моделирование нетрадиционного волнения
2.4. Компьютерная программа для расчета продольной
качки и прочности судна на волнении
2.5. Сопоставительные и тестовые расчеты
2.6. Заключение по главе
Глава 3. Исследование и анализ влияния распределения нагрузки
судна на характеристики его качки и прочности
3.1. Анализ влияния продольного радиуса инерции масс
3.2. Влияние несимметричного распределения нагрузки
3.3. Влияние параметра (хг- хё)/Ь
3.4. Проведение экспериментов
3.5. Заключение по главе
Глава 4. Анализ влияния формы корпуса и волнения
на параметры качки и волновых моментов
4.1. Влияние параметров формы корпуса
4.2. Влияние высоты надводного борта в носовой оконечности
4.3. Влияние формы шпангоутов
4.4. Исследование влияния высоты и формы профиля волны
на параметры качки и волновые изгибающие моменты
4.5. Заключение по главе
Глава 5. Методика и рекомендации по выбору архитектурноконструктивного типа и формы корпуса судна
с учетом продольной качки и прочности
5.1. Пути снижения волнового изгибающего момента
за счет рационального распределения нагрузки судна
5.2. Рекомендации по выбору характеристик корпуса
5.3. Учет особенностей поведения судна на волнении
при проектировании
5.4. Заключение по главе
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Листинги основных подпрограмм для расчетов качки и прочности корпуса судна в линейной и нелинейной постановке задачи,
включая полновероятностную схему расчета
Приложение 2. Совместные сопоставительные расчеты, выполненные в Улъсанском университете,
Республика Корея
Приложение 3. Акты внедрения и патент
ВВЕДЕНИЕ
Выбор оптимальных характеристик формы подводной и надводной частей корпуса морских судов определяется многочисленными факторами, в частности, условиями мореходности и прочности при плавании на интенсивном волнении. Исследованию волновых нагрузок, вызывающих качку, общий и местный изгиб корпуса судна и отдельных его конструкций, посвящено множество теоретических и экспериментальных работ как отечественных, так и зарубежных авторов.
Долгое время науки о продольной качке и прочности судов на волнении не были связаны друг с другом: расчет качки ограничивался определением ее параметров, а волновые нагрузки рассчитывались путем статической постановки на волну. В какой-то мере это разделение наблюдается до сих пор.
При оценке мореходности в первую очередь необходимо знание параметров качки. Основоположником теории продольной качки может по праву считаться А.Н. Крылов, который еще сто лет назад изложил свои исследования в этой области. В дальнейшем на основе теории А.Н. Крылова И.Г. Бубнов разработал практический метод динамического расчета прочности судов при продольной качке на волнении. Последующее развитие теории качки шло по трем основным направлениям: учет возмущений в поле давлений окружающей жидкости, вносимых присутствием и качкой корабля (гидродинамическая теория); учет конечности амплитуд качки и нелинейного характера зависимости действующих сил от кинематических параметров качки (нелинейная теория); учет нерегулярности морского волнения (вероятностная теория качки).
Чтобы оценить прочность судового корпуса, необходимо прежде всего, определить силы, действующие на судно в море, и вычислить изгибающие моменты, которые, как известно, делят на три категории: изгибающие моменты на тихой воде и дополнительные, возникающие при плавании на волнении,

К. Оши в 1958 г. исследовал явление слеминга на двух моделях с типичными для грузовых судов и-образными и У-образными обводами [139]. Модели имели следующие характеристики: Ь*В*Т*Н = 6,0*0,826*0,335*0,53 м, Б = 1,33 т, 5 = 0,741, Р = 0,986. Минимальная осадка моделей в балласте была принята равной 0,2 м.
В качестве характеристик формы обводов, наряду с коэффициентом полноты грузовой ватерлинии, был принят коэффициент полноты погруженной площади характерного шпангоута, расположенного на расстоянии ОДЬ от носового перпендикуляра.
При осадках Т > 0,05Ь слеминг не наблюдался. Гидродинамические удары достигали максимальной интенсивности при наименьшей осадке Т = 0,ОЗЗИ
Наиболее невыгодными соотношениями между длиной волны и длиной судна оказались Я/Ь = 1,03 при Ьг = 0,240 для У-образных обводов и Я/Ь =1,10 при Ьг = 0,345 для П-образных обводов.
Испытания показали, что при малых осадках, характерных для балластных переходов, утрачиваются преимущества У-образных шпангоутов, связанные с более высокими демпфирующими качествами. Независимо от этого при У-образных шпангоутах гидродинамические удары оказывались менее интенсивными, чем при И-образных. Очевидно, это объясняется большей килевато-стью шпангоутов У-образной формы, при которой присоединенная масса воды нарастает медленнее и более равномерно.
В 1958 г. В. И. Королев провел экспериментальное исследование изгибающих моментов на волнении на четырех моделях морского транспортного судна [48], имеющих одинаковые главные размерения: Ь*В*Т = 144*20*8,7 см. Форма мидель-шпангоута во всех случаях была принята одинаковой, форма оконечностей и коэффициенты общей полноты моделей - различны. Модели были разрезаны в плоскости мидель-шпангоута на две половины, аналогично модели Льюиса.