{"title":"Influence of the bottom keel angle and bottom structure on the stress-strain state of the keel when the ship is docked","authors":"Д.А. Душевский, В.А. Манухин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.026","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"При доковании судна на днищевые перекрытия со стороны килевой дорожки действуют значительные реактивные усилия, вызывающие местные деформации и напряжения в киле. С днищевых связей усилия передаются в основном на поперечные переборки и в меньшей степени на бортовые перекрытия, что вызывает общий изгиб корпуса судна. Расчеты общей прочности при постановке судов и кораблей в док показывают, что напряжения от общего изгиба корпуса незначительны. Дополнительные местные напряжения от изгиба киля, при использовании балочных моделей либо не учитываются совсем, либо определяются достаточно условно. Альтернативой является использование метода конечных элементов (МКЭ) при достаточно подробном пространственном моделировании связей судна, дока и опорного устройства. В данной работе с помощью 3D конечно-элементного моделирования судна упрощенных обводов исследуется влияние килеватости и конструкции днищевого перекрытия на деформации киля и дополнительные местные напряжения в нем при постановке в сухой док. Расчеты выполнены для восьми моделей судна, имеющих примерно равную общую продольную жесткость корпуса и доковый вес. Килеватость днища варьируется в пределах 0-15° как для моделей с одинарным, так и с двойным дном. Показано, что напряжения в киле вблизи поперечных переборок могут достигать недопустимо больших значений. Килеватость днища приводит к увеличению жесткости днищевых перекрытий и уменьшению местных деформаций киля и его локальной напряженности, причем для моделей с двойным дном указанный эффект проявляется в большей степени. Полученные в статье качественные и количественные оценки могут быть использованы при проектировании подкрепления киля у поперечных переборок.\n When the ship is docked, significant reactive forces act on the bottom slabs from the keel track side, causing local deformations and stresses in the keel, stringers and floras. From the bottom braces, forces are transmitted mainly to the transverse bulkheads and, to a lesser extent, to the side floors, which causes a general bending of the ship's hull. Calculations of the total strength when ships are docked show that the stresses from the general bending of the hull are insignificant. Additional local stresses from the keel bending, when using beam models, are either not taken into account at all, or are determined quite conditionally. An alternative is to use the finite element method (FEM) in a sufficiently detailed spatial simulation of the ship, dock and support connections. In this work, with the help of 3D finite element modeling of the ship of simplified contours, the influence of the bottom keel angle and the design of the bottom floor on the deformations of the keel and additional local stresses in it during dry docking is investigated. Calculations were made for eight models of the ship, having approximately equal to the total longitudinal rigidity of the hull and dock weight. The bottom keel angle varies between 0-15° for both single-bottomed and double-bottomed models. It has been shown that stresses in the keel near transverse bulkheads can reach unacceptably large values. The increasing of the bottom keel angle leads to an increase in the stiffness of the bottom floors and a decrease in local deformations of the keel and its local strength, and for models with a double bottom, this effect is manifested to a greater extent. Qualitative and quantitative estimates obtained in the article can be used in the design of keel reinforcement at transverse bulkheads.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"302 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.2000,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Marine Intellectual Technologies","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.026","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"ENGINEERING, MARINE","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
При доковании судна на днищевые перекрытия со стороны килевой дорожки действуют значительные реактивные усилия, вызывающие местные деформации и напряжения в киле. С днищевых связей усилия передаются в основном на поперечные переборки и в меньшей степени на бортовые перекрытия, что вызывает общий изгиб корпуса судна. Расчеты общей прочности при постановке судов и кораблей в док показывают, что напряжения от общего изгиба корпуса незначительны. Дополнительные местные напряжения от изгиба киля, при использовании балочных моделей либо не учитываются совсем, либо определяются достаточно условно. Альтернативой является использование метода конечных элементов (МКЭ) при достаточно подробном пространственном моделировании связей судна, дока и опорного устройства. В данной работе с помощью 3D конечно-элементного моделирования судна упрощенных обводов исследуется влияние килеватости и конструкции днищевого перекрытия на деформации киля и дополнительные местные напряжения в нем при постановке в сухой док. Расчеты выполнены для восьми моделей судна, имеющих примерно равную общую продольную жесткость корпуса и доковый вес. Килеватость днища варьируется в пределах 0-15° как для моделей с одинарным, так и с двойным дном. Показано, что напряжения в киле вблизи поперечных переборок могут достигать недопустимо больших значений. Килеватость днища приводит к увеличению жесткости днищевых перекрытий и уменьшению местных деформаций киля и его локальной напряженности, причем для моделей с двойным дном указанный эффект проявляется в большей степени. Полученные в статье качественные и количественные оценки могут быть использованы при проектировании подкрепления киля у поперечных переборок.
When the ship is docked, significant reactive forces act on the bottom slabs from the keel track side, causing local deformations and stresses in the keel, stringers and floras. From the bottom braces, forces are transmitted mainly to the transverse bulkheads and, to a lesser extent, to the side floors, which causes a general bending of the ship's hull. Calculations of the total strength when ships are docked show that the stresses from the general bending of the hull are insignificant. Additional local stresses from the keel bending, when using beam models, are either not taken into account at all, or are determined quite conditionally. An alternative is to use the finite element method (FEM) in a sufficiently detailed spatial simulation of the ship, dock and support connections. In this work, with the help of 3D finite element modeling of the ship of simplified contours, the influence of the bottom keel angle and the design of the bottom floor on the deformations of the keel and additional local stresses in it during dry docking is investigated. Calculations were made for eight models of the ship, having approximately equal to the total longitudinal rigidity of the hull and dock weight. The bottom keel angle varies between 0-15° for both single-bottomed and double-bottomed models. It has been shown that stresses in the keel near transverse bulkheads can reach unacceptably large values. The increasing of the bottom keel angle leads to an increase in the stiffness of the bottom floors and a decrease in local deformations of the keel and its local strength, and for models with a double bottom, this effect is manifested to a greater extent. Qualitative and quantitative estimates obtained in the article can be used in the design of keel reinforcement at transverse bulkheads.
当船舶靠岸时,龙骨上有大量的反应力,导致龙骨的局部变形和紧张。从底部连接,努力主要转移到横向舱壁和较小程度的机身重叠,导致船身总弯曲。对船坞和船坞总强度的计算表明,船体总弯曲的压力很小。龙骨弯曲造成的额外的局部压力,要么完全忽视,要么被认为是相当普遍的。另一种选择是使用有限元素(mce)方法,对船舶、船坞和支撑装置的连接进行足够详细的空间模拟。在这项工作中,当然,通过简化旁路的3D -元素模拟,研究了龙骨变形和船身构造的影响以及在干船坞中产生的额外的局部压力。这些计算是为8个船舶模型完成的,它们的船体和船身重量大致相同。第三卷底盘极限0 - 15°不等对于单机模式和双底。表明,靠近横断面附近的龙骨的电压可能达到不可接受的高水平。基质的粗度增加了底部的硬度,减少了龙骨的局部扭曲和局部张力,对于双底模型来说,影响更大。本文所获得的质量和数量估计可以用于设计横向龙骨的支撑。当这艘船被装载时,凯尔轨道上的信号增强力,在凯尔、斯特朗格斯和弗拉斯上驾驶局部变形和压力。从bottom braces,力量是转移到一头公牛,到另一头,到另一边的花,当所有的船都在甲板上的时候,从通用的动力驱动下的压力表演。当凯尔驾驶的时候,当比尔驾驶的时候,这是一种不受欢迎的环境压力,或者是一种不受欢迎的环境压力。这是一种不同的治疗方法,在船、船坞和辅助系统中。在这首歌中,有了《模拟宇宙飞船》的3D效果,《模拟宇宙飞船》和《凯尔·安吉尔》的设计。这艘船的召唤模式是“召唤”,“召唤”是“召唤”,“召唤”是“召唤”,“召唤”是“召唤”。The bottom keel angle varies between 0 - 15°for both single - bottomed and double bottomed models。这是在凯尔·内尔·黑尔·布尔克黑德身上发生的一件大事。这是对羽衣魔笛手的不尊重,也是对羽衣魔笛手的不尊重。在凯尔的变形变形设计中被发现的四项和四项技能。