Geometrically nonlinear analysis of resonant vibrations of the frame model of the superstructure during pitching

Abstract

Работа посвящена созданию комплекса вычислительных моделей гидродинамики и прочности, описывающих поведение маломерного научно-исследовательского судна (НИС), строящегося студенческим конструкторским бюро СПбГМТУ [1]-[3]. Рассматривается моделирование поведения легкой гибкой катерной надстройки из стеклопластика, представляющей собой пространственную сложную раму и предназначенную для размещения на ней массивного и жесткого яруса фотоэлектрических панелей. Расчетными для такой конструкции являются инерционные нагрузки при качке судна. Низкая конструкционная жесткость делает необходимым анализ колебаний конструкции в геометрически нелинейной постановке для выявления истинных амплитуд отклика в околорезонансной зоне, запасов прочности и жесткости, возможностей их повышения при использовании такелажа. В первом приближении анализируется поведение плоской рамы без расчалок и с расчалками для случая высокоамплитудного гармонического поворота опорной плоскости, имитирующего бортовую качку. The work is devoted to the creation of a complex of computational models of hydrodynamics and strength describing the behavior of a small research vessel (NIS) under construction by the student design bureau of SPbGMTU [1]-[3]. Modeling of the behavior of a light flexible fiberglass boat superstructure, which is a spatial complex frame and designed to accommodate a massive and rigid tier of photovoltaic panels on it, is considered. The design for such a design is the inertial loads during the rolling of the vessel. Low structural rigidity makes it necessary to analyze the vibrations of the structure in a geometrically nonlinear formulation to identify the true response amplitudes in the near-resonance zone, strength and stiffness reserves, and the possibilities of increasing them when using rigging. In the first approximation, the behavior of a flat frame without braces and with braces is analyzed for the case of a high-amplitude harmonic rotation of the reference plane, simulating a side pitching. Analysis of resonant vibrations of the frame model of the superstructure during pitching