Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.053
В.Г. Цуприк
Опыт возведения и эксплуатации стационарных морских нефтегазодобывающих платформ, также как и эксплуатации ледоколов однозначно показал, что такие объекты могут испытывать критические вибрации от пиковых нагрузок в процессе циклического разрушения ровных ледовых полей. В работе, на основании энергетической модели явления разрушения льда, как термодинамического процесса, с учетом его структуры и реологии, представлено математическое описание закономерностей формирования циклической ледовой нагрузки как динамического процесса нарастания напряженно-деформированного состояния локального объема льда и его разрушения. За основу разрабатываемой методологии взят энергетический критерий – критическое значение плотности удельной энергии упругой деформации единичного объема льда, вызывающее и интегрально учитывающее и описывающее все виды его механического разрушения. Этот критерий является «встроенным в структуру льда» природным регулятором возможного значения пика контактной силы и продолжительности цикла накопления упругой энергии в его объеме до разрушения, а также триггером, запускающим спонтанный нерегулируемый процесс динамического разрушения. В работе методологически обоснован алгоритм определения требующихся для моделирования динамического поведения основания платформы параметров циклической ледовой нагрузки Experience in the construction and operation of stationary offshore oil and gas production platforms, as well as the operation of icebreakers, has clearly shown that such objects can experience critical vibrations from peak loads during the process of cyclic ice destruction. the paper, based on the energy model of the phenomenon of ice destruction as a thermodynamic process, taking into account its structure and rheology, there is a mathematical description of the regularities of the formation of a cyclic ice load as a dynamic process of increasing level the stress-strain state of ice local volume and its destruction .The developed methodology is based on the energy criterion – the critical value of the density of the specific elastic energy of deformation of a single volume of ice, which causes and integrally takes into account and describes all types of its mechanical destruction. This criterion is "built into the ice structure" a natural regulator of the possible value of the peak of the contact force and the duration of the cycle of accumulation of elastic energy in its volume until destruction, as well as a trigger that triggers a spontaneous unregulated process of dynamic destruction. The paper methodologically substantiates an algorithm for determining the parameters of cyclic ice load required for modeling the dynamic behavior of the platform
建造和使用固定的海上石油平台的经验，以及使用破冰船的经验，清楚地表明，这些物体在循环破坏平坦的冰场时可能会受到峰值压力的临界振动。在工作中，根据能量模式，冰的破坏作为一个热力学过程，考虑到冰的结构和再生，提出了数学描述，即循环冰负荷形成的模式，作为局部冰量的应力和破坏的动态过程。该方法基于一种能源标准，即冰体积弹性系数的临界值，导致并描述了所有形式的机械破坏。这一标准是“嵌入在冰结构中”的自然调节机制，即接触力峰值和弹性能量在破坏前积累周期的持续时间，以及引发自发的、不受控制的动态破坏过程的触发因素。工作方法论中合理的算法根据平台所需特定动态行为建模参数周期性冰荷载Experience in the construction and operation of固定化offshore oil and gas production platforms, as well as the operation of icebreakers has clearly shown that的objects can Experience临界vibrations from峰loads during the process of cyclic ice destruction。《冰雪奇缘》，《冰雪奇缘》，《冰雪奇缘》，《冰雪奇缘》，《冰雪奇缘》，there is a数学描述of the regularities of the组of a cyclic ice load as a dynamic process of increasing level the stress -《state of ice local volume and its destruction .The developed methodology is基于on the energy criterion是临界value of the密度of the specific elastic energy of deformation of a single volume of ice的主演and integrally takes into帐户and describes all types of its机械destruction。criterion This is built into the ice结构a natural regulator of the显然value of the peak of the主题force and the duration of the cycle of accumulation of elastic energy in its volume until destruction, as well as a trigger that triggers a spontaneous unregulated process of dynamic destruction。纸质媒介为“冰人”的解剖学家们提供了一份免费的报纸。
{"title":"Development of methodology for calculating parameters of cyclic ice load from ice fields on marine objects","authors":"В.Г. Цуприк","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.053","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.053","url":null,"abstract":"Опыт возведения и эксплуатации стационарных морских нефтегазодобывающих платформ, также как и эксплуатации ледоколов однозначно показал, что такие объекты могут испытывать критические вибрации от пиковых нагрузок в процессе циклического разрушения ровных ледовых полей. В работе, на основании энергетической модели явления разрушения льда, как термодинамического процесса, с учетом его структуры и реологии, представлено математическое описание закономерностей формирования циклической ледовой нагрузки как динамического процесса нарастания напряженно-деформированного состояния локального объема льда и его разрушения. За основу разрабатываемой методологии взят энергетический критерий – критическое значение плотности удельной энергии упругой деформации единичного объема льда, вызывающее и интегрально учитывающее и описывающее все виды его механического разрушения. Этот критерий является «встроенным в структуру льда» природным регулятором возможного значения пика контактной силы и продолжительности цикла накопления упругой энергии в его объеме до разрушения, а также триггером, запускающим спонтанный нерегулируемый процесс динамического разрушения. В работе методологически обоснован алгоритм определения требующихся для моделирования динамического поведения основания платформы параметров циклической ледовой нагрузки\u0000 Experience in the construction and operation of stationary offshore oil and gas production platforms, as well as the operation of icebreakers, has clearly shown that such objects can experience critical vibrations from peak loads during the process of cyclic ice destruction. the paper, based on the energy model of the phenomenon of ice destruction as a thermodynamic process, taking into account its structure and rheology, there is a mathematical description of the regularities of the formation of a cyclic ice load as a dynamic process of increasing level the stress-strain state of ice local volume and its destruction .The developed methodology is based on the energy criterion – the critical value of the density of the specific elastic energy of deformation of a single volume of ice, which causes and integrally takes into account and describes all types of its mechanical destruction. This criterion is \"built into the ice structure\" a natural regulator of the possible value of the peak of the contact force and the duration of the cycle of accumulation of elastic energy in its volume until destruction, as well as a trigger that triggers a spontaneous unregulated process of dynamic destruction. The paper methodologically substantiates an algorithm for determining the parameters of cyclic ice load required for modeling the dynamic behavior of the platform","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"94 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90978616","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.044
А.А. Добродеев, Кирилл Евгеньевич Сазонов
Сценарий предельной кинетической энергии часто применяется для определения уровня ледовой нагрузки на различные морские инженерные сооружения. Как правило, для определения нагрузки в соответствии с этим сценарием осуществляют расчет по формулам, содержащимся в различных нормативных документах. Экспериментальные исследования в ледовом бассейне для этой цели не используются. В работе приводятся некоторые результаты экспериментального изучения в ледовом бассейне ледовой нагрузки на морские гидротехнические сооружения, для описания которой используется сценарий предельной кинетической энергии. Подробно описана методика проведения модельных испытаний. Полученные экспериментальные данные сравниваются с результатами расчетов по нормативным документам. Выполнен анализ влияния на уровень ледовой нагрузки важнейших факторов, которые определяют кинетическую энергию льдины, а именно площади ледяного поля и скорости его дрейфа. Показано, что результаты экспериментов плохо коррелируют с расчетными данными. Проанализированы причины указанных расхождений. Выдвинуто предположение, что основной причиной расхождения является несоответствие теоретического и наблюдаемого в эксперименте механизмов локального разрушения льдины. The critical kinetic energy scenario is often used to determine the level of ice load on various offshore engineering structures. As a rule, to determine the load in accordance with this scenario, calculations are carried out following formulas contained in various regulatory documents. Experimental tests in an ice basin are typically not used for this purpose. The paper shows some results of an experimental study of the ice load on marine hydro-technical structures in the ice basin. The critical kinetic energy scenario is used to interpret the results. The methodology of model tests is described in detail. The measured experimental data are compared with simulations made according to regulatory documents. The influence of the most critical factors determining an ice floe's kinetic energy on the ice load level is analyzed. These factors, in particular, include the area of the ice field and its speed. It is observed that the experimental results poorly correlate with the calculated data. The reasons for this inconsistency are analyzed. It is suggested that the main reason for the discrepancy is the difference between the theoretical and experimentally observed mechanisms of local ice floe destruction.
{"title":"A new approach to determining the ice load on marine engineering structures for the critical kinetic energy scenario","authors":"А.А. Добродеев, Кирилл Евгеньевич Сазонов","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.044","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.044","url":null,"abstract":"Сценарий предельной кинетической энергии часто применяется для определения уровня ледовой нагрузки на различные морские инженерные сооружения. Как правило, для определения нагрузки в соответствии с этим сценарием осуществляют расчет по формулам, содержащимся в различных нормативных документах. Экспериментальные исследования в ледовом бассейне для этой цели не используются. В работе приводятся некоторые результаты экспериментального изучения в ледовом бассейне ледовой нагрузки на морские гидротехнические сооружения, для описания которой используется сценарий предельной кинетической энергии. Подробно описана методика проведения модельных испытаний. Полученные экспериментальные данные сравниваются с результатами расчетов по нормативным документам. Выполнен анализ влияния на уровень ледовой нагрузки важнейших факторов, которые определяют кинетическую энергию льдины, а именно площади ледяного поля и скорости его дрейфа. Показано, что результаты экспериментов плохо коррелируют с расчетными данными. Проанализированы причины указанных расхождений. Выдвинуто предположение, что основной причиной расхождения является несоответствие теоретического и наблюдаемого в эксперименте механизмов локального разрушения льдины.\u0000 The critical kinetic energy scenario is often used to determine the level of ice load on various offshore engineering structures. As a rule, to determine the load in accordance with this scenario, calculations are carried out following formulas contained in various regulatory documents. Experimental tests in an ice basin are typically not used for this purpose. The paper shows some results of an experimental study of the ice load on marine hydro-technical structures in the ice basin. The critical kinetic energy scenario is used to interpret the results. The methodology of model tests is described in detail. The measured experimental data are compared with simulations made according to regulatory documents. The influence of the most critical factors determining an ice floe's kinetic energy on the ice load level is analyzed. These factors, in particular, include the area of the ice field and its speed. It is observed that the experimental results poorly correlate with the calculated data. The reasons for this inconsistency are analyzed. It is suggested that the main reason for the discrepancy is the difference between the theoretical and experimentally observed mechanisms of local ice floe destruction.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"68 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78981405","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.054
С.А. Карасева, А.В. Папунин, В. В. Беляков, В. С. Макаров, Д.Ю. Малахов, А.А. Клюшкин
В статье рассматривается сравнительный структурный анализ работы в водной среде отдельных структурных элементов роторно-винтовых движителей снегоболотоходных амфибийных машин тандемной конструкции при условии полного погружения движителя в воду и сравнительная оценка вклада каждого из этих элементов в процесс создания тяги и формирования момента движителя в общем случае, а также относительная величина влияния данных элементов на общую эффективность движительной установки на основании графических зависимостей, полученных в результате моделирования. Кроме этого, дополнительно проанализированы специфические особенности гидродинамики роторно-винтовых движителей тандемной конструкции при их эксплуатации на ходовом и швартовном режимах для трех моделей шнеков с типовыми геометрическими и конструктивными параметрами, которые наиболее характерны для движителей существующих снегоболотоходных вездеходов, применяемых ранее и в настоящее время в районах с климатическими и дорожными условиями, аналогичными либо достаточно близкими к арктическим регионам, регионам Сибири и регионам Крайнего Севера. The paper considers a comparative structural analysis of the operation in the aquatic environment of specific structural elements of rotary-screw propulsors of snow and swamp-going amphibious vehicles of tandem design under the condition of complete immersion of the propulsor in water and a comparative assessment of the contribution of each of these elements to the process of creating thrust and forming the torque of the propulsor in the general case, as well as the relative magnitude of the influence of these elements on the overall efficiency of the propulsion unit based on graphical dependencies obtained as a result of modeling. In addition, the specific features of the hydrodynamics of tandem rotary-screw propulsors during their operation in running and mooring modes for three models of Archimedes screws with typical geometric and structural parameters are additionally analyzed, which are the most typical of the propulsors of existing snow and swamp-going all-terrain vehicles used previously and currently in areas with climatic and road conditions similar or sufficiently close to the Arctic regions, regions of Siberia and regions of the Far North.
这篇文章讨论了对个别的水环境中工作的比较结构分析，条件是推进器完全浸入水中，并比较这些因素对推进器产生推力和力矩的过程的贡献，这些元素对推进器的总体效率的相对影响是基于模型产生的图形依赖。此外，还进一步分析了双联流体流体动力学的具体特性，它们在运行时和停靠模式下运行，以标准几何和建设性的方式使用，这是目前和以前在气候和道路条件下使用的现有雪地车的主要特点，类似的或接近北极地区，西伯利亚地区和极端北方地区。The报纸considers a比较结构性analysis of The operation in The aquatic environment of specific结构性《扶轮元素-螺旋propulsors of snow and沼泽going amphibious腾design vehicles of under The condition of a complete immersion of The propulsor in water and比较评估of The contribution of池of these轴扭矩to The process of李创造推力and forming The case of The propulsor in The general,这是一种相关的文献，是文献中文献的基础，是文献中文献的基础。In addition, the specific features of the腾扶轮hydrodynamics of -螺旋propulsors during their operation In running and mooring modes for three models of阿基米德screws with典型”geometric and结构性parameters are additionally analyzed主演are the most典型of the propulsors of existing snow and沼泽- going all - terrain vehicles used previously and currently In地区with climatic and road条件cases or sufficiently close to the Arctic regions,西贝莉亚地区和遥远的北方地区。
{"title":"Analysis of hydrodynamics of interaction between structural elements of full-submerged tandem Archimedes screws of rotary-screw snow and swamp-going vehicles and water","authors":"С.А. Карасева, А.В. Папунин, В. В. Беляков, В. С. Макаров, Д.Ю. Малахов, А.А. Клюшкин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.054","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.054","url":null,"abstract":"В статье рассматривается сравнительный структурный анализ работы в водной среде отдельных структурных элементов роторно-винтовых движителей снегоболотоходных амфибийных машин тандемной конструкции при условии полного погружения движителя в воду и сравнительная оценка вклада каждого из этих элементов в процесс создания тяги и формирования момента движителя в общем случае, а также относительная величина влияния данных элементов на общую эффективность движительной установки на основании графических зависимостей, полученных в результате моделирования. Кроме этого, дополнительно проанализированы специфические особенности гидродинамики роторно-винтовых движителей тандемной конструкции при их эксплуатации на ходовом и швартовном режимах для трех моделей шнеков с типовыми геометрическими и конструктивными параметрами, которые наиболее характерны для движителей существующих снегоболотоходных вездеходов, применяемых ранее и в настоящее время в районах с климатическими и дорожными условиями, аналогичными либо достаточно близкими к арктическим регионам, регионам Сибири и регионам Крайнего Севера.\u0000 The paper considers a comparative structural analysis of the operation in the aquatic environment of specific structural elements of rotary-screw propulsors of snow and swamp-going amphibious vehicles of tandem design under the condition of complete immersion of the propulsor in water and a comparative assessment of the contribution of each of these elements to the process of creating thrust and forming the torque of the propulsor in the general case, as well as the relative magnitude of the influence of these elements on the overall efficiency of the propulsion unit based on graphical dependencies obtained as a result of modeling. In addition, the specific features of the hydrodynamics of tandem rotary-screw propulsors during their operation in running and mooring modes for three models of Archimedes screws with typical geometric and structural parameters are additionally analyzed, which are the most typical of the propulsors of existing snow and swamp-going all-terrain vehicles used previously and currently in areas with climatic and road conditions similar or sufficiently close to the Arctic regions, regions of Siberia and regions of the Far North.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"186 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75120133","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.026
Д.А. Душевский, В.А. Манухин
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
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。
{"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":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.026","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.\u0000 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","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"302 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75435900","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.030
А.Р. Филатов
Объектами работы являются судовые корпусные конструкции. Цель работы состоит в решении обратной задачи строительной механики корабля – разработке метода определения местных нагрузок, действующих на корпусные конструкции, по значениям деформаций, полученным в их конечном числе точек. При разработке метода определения местных нагрузок применялся подход, основанный на их разложении по ортогональной системе двумерных вейвлет-функций Хаара. Для решения задач строительной механики и получения отклика конструкции на действие базисных нагрузок использовался метод конечных элементов. Выполнены тестовые расчёты перекрытия ледового пояса при трёх различных вариантах приложения на него нагрузки: равномерная и гидростатическая по всей наружной поверхности, а также равномерная по ограниченному пятну контакта. Минимальная погрешность разработанного метода по оценке интеграла местной нагрузки на тестовых задачах составила 1-3% в зависимости от варианта нагружения, размера выборки, размера базиса и амплитуды базисных функций. The work objects are ship hull structures. The work goal consists in solving the inverse problem of the structural mechanics of ships that is development of a method for evaluating local loads acting on hull structures, according to the strain values obtained at finite number of points. When developing the method for evaluation of local loads, an approach was used based on local loads series expansion in the orthogonal set of two-dimensional Haar wavelets. The finite element method was used for solution of structural mechanics problems and obtaining the response of the structure to the action of basic loads. Test calculations of the ice belt grillage were performed for three different load cases: uniform and hydrostatic over the entire outer surface, as well as uniform over a limited contact patch. Minimum error of the developed method for evaluating the local load integral on test problems was equal to 1 to 3%, depending on the load case; sampling size, basis size and basis function amplitudes.
{"title":"Method for evaluation of local loads based on their expansion in terms of an orthogonal set of functions","authors":"А.Р. Филатов","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.030","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.030","url":null,"abstract":"Объектами работы являются судовые корпусные конструкции. Цель работы состоит в решении обратной задачи строительной механики корабля – разработке метода определения местных нагрузок, действующих на корпусные конструкции, по значениям деформаций, полученным в их конечном числе точек. При разработке метода определения местных нагрузок применялся подход, основанный на их разложении по ортогональной системе двумерных вейвлет-функций Хаара. Для решения задач строительной механики и получения отклика конструкции на действие базисных нагрузок использовался метод конечных элементов. Выполнены тестовые расчёты перекрытия ледового пояса при трёх различных вариантах приложения на него нагрузки: равномерная и гидростатическая по всей наружной поверхности, а также равномерная по ограниченному пятну контакта. Минимальная погрешность разработанного метода по оценке интеграла местной нагрузки на тестовых задачах составила 1-3% в зависимости от варианта нагружения, размера выборки, размера базиса и амплитуды базисных функций.\u0000 The work objects are ship hull structures. The work goal consists in solving the inverse problem of the structural mechanics of ships that is development of a method for evaluating local loads acting on hull structures, according to the strain values obtained at finite number of points. When developing the method for evaluation of local loads, an approach was used based on local loads series expansion in the orthogonal set of two-dimensional Haar wavelets. The finite element method was used for solution of structural mechanics problems and obtaining the response of the structure to the action of basic loads. Test calculations of the ice belt grillage were performed for three different load cases: uniform and hydrostatic over the entire outer surface, as well as uniform over a limited contact patch. Minimum error of the developed method for evaluating the local load integral on test problems was equal to 1 to 3%, depending on the load case; sampling size, basis size and basis function amplitudes.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"46 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79143213","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Самым достоверным способом определения ледопроходимости судов является натурный эксперимент, однако он является очень дорогостоящим. Для проведения таких экспериментов необходимо выводить из эксплуатации действующий флот. Поэтому актуальными исследованиями ледовой ходкости является модельный эксперимент. Статья посвящена физическому моделированию движения ледокола проекта 21900 в опытовом ледовом бассейне с естественным охлаждением. В качестве модели льда в экспериментах используется тонкий лёд естественной наморозки. Описана методика пересчета с модели на натуру параметров движения ледокола с разделением сопротивления судна на составляющие. Рассмотрена упрощенная методика пересчета на натуру с модельного эксперимента. В статье представлено техническое оснащение, необходимое для проведения экспериментов, изложена технология проведения опытов в бассейне. Приведены результаты опытов по буксировке модели ледокола в опытовом бассейне, получены зависимости сопротивления от скорости движения, пересчитанные на натурное судно. Проведено сравнение прогнозируемой в эксперименте ледопроходимости с натурными испытаниями ледоколов проектов 21900 и 21900М. В результате которого выявлена хорошая сходимость результатов эксперимента с натурными данными при толщинах льда близких к предельным. The most reliable way to determine the icebreaking propulsion of ships is a full-scale experiment, but it is very expensive. To conduct such experiments, it is necessary to decommission the existing ships. Therefore, a model experiment is an actual study of ice propulsion. This paper is discusses the physical modelling of the motion of the icebreaker of project 21900 in the experimental ice basin with natural cooling. Thin ice of natural freezing is used as an ice model in the experiments. The methodology of recalculation of the icebreaker motion parameters from the model-scale to the full-scale with separation of the ship resistance into its components is described. The simplified method of recalculation from a model experiment is considered here. The article presents the technical equipment necessary for carrying out experiments, describes the technology of experiments in the basin. The results of experiments a model icebreaker in the experimental basin are given, the dependences of resistance on the speed of movement, recalculated for a full-scale vessel. The comparison of the ice-crossing ability predicted in the experiment with full-scale tests of the icebreaker of projects 21900 and 21900M is carried out. As a result of which a good convergence of the experimental results with full-scale data at ice thicknesses close to the limiting ice thicknesses was revealed.
{"title":"Experimental study of ice resistance of the icebreaker model of project 21900 in the towing tank","authors":"К.Д. Блинов, А.Г. Ларин, М.А. Панченко, М.А. Панакушин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.046","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.046","url":null,"abstract":"Самым достоверным способом определения ледопроходимости судов является натурный эксперимент, однако он является очень дорогостоящим. Для проведения таких экспериментов необходимо выводить из эксплуатации действующий флот. Поэтому актуальными исследованиями ледовой ходкости является модельный эксперимент. Статья посвящена физическому моделированию движения ледокола проекта 21900 в опытовом ледовом бассейне с естественным охлаждением. В качестве модели льда в экспериментах используется тонкий лёд естественной наморозки. Описана методика пересчета с модели на натуру параметров движения ледокола с разделением сопротивления судна на составляющие. Рассмотрена упрощенная методика пересчета на натуру с модельного эксперимента. В статье представлено техническое оснащение, необходимое для проведения экспериментов, изложена технология проведения опытов в бассейне. Приведены результаты опытов по буксировке модели ледокола в опытовом бассейне, получены зависимости сопротивления от скорости движения, пересчитанные на натурное судно. Проведено сравнение прогнозируемой в эксперименте ледопроходимости с натурными испытаниями ледоколов проектов 21900 и 21900М. В результате которого выявлена хорошая сходимость результатов эксперимента с натурными данными при толщинах льда близких к предельным.\u0000 The most reliable way to determine the icebreaking propulsion of ships is a full-scale experiment, but it is very expensive. To conduct such experiments, it is necessary to decommission the existing ships. Therefore, a model experiment is an actual study of ice propulsion. This paper is discusses the physical modelling of the motion of the icebreaker of project 21900 in the experimental ice basin with natural cooling. Thin ice of natural freezing is used as an ice model in the experiments. The methodology of recalculation of the icebreaker motion parameters from the model-scale to the full-scale with separation of the ship resistance into its components is described. The simplified method of recalculation from a model experiment is considered here. The article presents the technical equipment necessary for carrying out experiments, describes the technology of experiments in the basin. The results of experiments a model icebreaker in the experimental basin are given, the dependences of resistance on the speed of movement, recalculated for a full-scale vessel. The comparison of the ice-crossing ability predicted in the experiment with full-scale tests of the icebreaker of projects 21900 and 21900M is carried out. As a result of which a good convergence of the experimental results with full-scale data at ice thicknesses close to the limiting ice thicknesses was revealed.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"96 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86718767","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.023
М.О. Франк, К.Д. Овчинников
В работе приведен обзор применения безэкипажных катеров (БЭК) в морской деятельности и приведена информация по проектам современных специализированных судов-носителей (СН), предназначенных для хранения, транспортировки, спуска/подъема, обслуживания, управления и других функций, обеспечивающих нормальное функционирование БЭК. Обзор применения БЭК демонстрирует увеличение количества их использования для выполнения военных и гражданских задач. Военные БЭК в большей степени используются для решения задач противоминной обороны (ПМО). БЭК гражданского направления используют для выполнения научных исследований, в частности для батиметрии. Опыт проведения таких работ продемонстрировал преимущество БЭК перед традиционными судами. Основным преимуществом является низкие затраты на проведение работ в виду значительно меньшего расхода топлива, а в случае группового применения БЭК сокращается и время проведения таких работ. Для эффективного функционирования БЭК необходимо обеспечить его/их базирование: береговое или морское. Береговое предполагает нахождение БЭК на берегу или у причальной стенки. Морское базирование подразумевает нахождения БЭК на борту СН. В настоящий момент в роли СН выступают следующие типы судов: суда снабжения, научно-исследовательские суда, военные корабли. Первые СН представляли собой переоборудованные транспортные суда. Опыт такой эксплуатации показал, что создание специализированных СН под конкретный (-ые) ПА является более эффективным решением. Сегодня строятся и разрабатываются проекты кораблей СН для БЭК ПМО. Некоторые зарубежные компании при разработке современных проектов боевых кораблей предусматривают размещение на них БЭК. Для обеспечения нормальной работы БЭК, СН должно обладать необходимой инфраструктурой. Для этого сформулированы общие требования, которые необходимо учитывать при разработке соответствующего проекта СН. The paper provides an review of the use of unmanned surface vehicle (USV) in maritime activities and provides information on the current conditions specialized motherships designed for storage, transportation, launching/lifting, maintenance, control and other functions that ensure the normal functioning of the USV. A review of the use of USV demonstrates an increase in their use for military and civilian missions. Military USV are more used to solve mine countermeasures (MCM). The civilian USV is used for scientific research, in particular for bathymetry. The experience of carrying out such work has demonstrated the advantage of USV over traditional vessels. The main advantage is the low cost of work due to significantly lower fuel consumption, and in the case of group use of USV, the time for such work is also reduced. For the effective functioning of the BEC, it is necessary to ensure basing: coastal or sea. Coastal basing involves the location of the USV on the shore or near the quay wall. Sea-based means that the BEC is on board the mothership. At the moment, the following types of vessels are acting in
该工作概述了在海上活动中使用无船员船的情况，并介绍了用于储存、运输、下降/提升、维护、管理和其他正常运作功能的现代专用船舶项目。背景调查显示，在军事和民用任务中使用的数量增加。军事支援主要用于解决防雷问题(pmo)。民航被用于科学研究，特别是水深测量。这种工作的经验表明，贝克比传统法庭有优势。主要的好处是较低的工作成本，因为燃料消耗要小得多，在集体使用的情况下，后勤时间也会减少。为了有效地运行，备份必须提供它/它们的基准:海岸或海洋。海岸线建议在海岸线或海岸线附近有一个侧翼。海军基地意味着贝克在ssn上被发现。目前，下列类型的船只是供应船、研究船、军舰。最初的ssn是改装过的运输船。这种剥削的经验表明，为特定(x) pa创建专门的ssn是一个更有效的解决方案。目前正在为后空翻开发和开发独联体船只。一些外国公司在开发现代战舰项目时，会在这些项目上增加后援。为了确保baek的正常工作，ssn必须有必要的基础设施。为了实现这一目标，制定了在开发相关的独联体项目时必须考虑的共同要求。《不受控制的行为》(USV)的《不受控制的行为》(USV)的论文评论(USV)。在米利塔和平民使命的基础上，对美国的批评是不可接受的。Military USV (MCM)更有可能成为我的独奏者。文明人的USV是为科学研究而写的，在bathmetry的部分。这首歌的灵感来自于对美国商业vessels的先入之见。在乐队的行李箱里，乐队使用USV，时间是一个also reduced。对于BEC的影响，这是一个非必要的基础:coastal或sea。海岸基础设施公司在海岸上或在码头上发现了美国人。海的基础是比斯在母船上。在那一刻，vessels的母亲角色被提升为:额外的vessels, research vessels，战士。这是一种特殊的母亲创造的特殊行为，是一种更有意义的解决方案。现在，母船计划为USV-MCM建造和开发。一些力量公司在新战争计划的开发中为他们提供了一个平台。为了确保USV的正常操作，母船有一个necessary infraructure。为了这个，通用要求是在开发母船的协作项目时被允许的。
{"title":"Review of the use of unmanned surface vehicle and the prospects for using specialized mothership for them","authors":"М.О. Франк, К.Д. Овчинников","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.023","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.023","url":null,"abstract":"В работе приведен обзор применения безэкипажных катеров (БЭК) в морской деятельности и приведена информация по проектам современных специализированных судов-носителей (СН), предназначенных для хранения, транспортировки, спуска/подъема, обслуживания, управления и других функций, обеспечивающих нормальное функционирование БЭК. Обзор применения БЭК демонстрирует увеличение количества их использования для выполнения военных и гражданских задач. Военные БЭК в большей степени используются для решения задач противоминной обороны (ПМО). БЭК гражданского направления используют для выполнения научных исследований, в частности для батиметрии. Опыт проведения таких работ продемонстрировал преимущество БЭК перед традиционными судами. Основным преимуществом является низкие затраты на проведение работ в виду значительно меньшего расхода топлива, а в случае группового применения БЭК сокращается и время проведения таких работ. Для эффективного функционирования БЭК необходимо обеспечить его/их базирование: береговое или морское. Береговое предполагает нахождение БЭК на берегу или у причальной стенки. Морское базирование подразумевает нахождения БЭК на борту СН. В настоящий момент в роли СН выступают следующие типы судов: суда снабжения, научно-исследовательские суда, военные корабли. Первые СН представляли собой переоборудованные транспортные суда. Опыт такой эксплуатации показал, что создание специализированных СН под конкретный (-ые) ПА является более эффективным решением. Сегодня строятся и разрабатываются проекты кораблей СН для БЭК ПМО. Некоторые зарубежные компании при разработке современных проектов боевых кораблей предусматривают размещение на них БЭК. Для обеспечения нормальной работы БЭК, СН должно обладать необходимой инфраструктурой. Для этого сформулированы общие требования, которые необходимо учитывать при разработке соответствующего проекта СН.\u0000 The paper provides an review of the use of unmanned surface vehicle (USV) in maritime activities and provides information on the current conditions specialized motherships designed for storage, transportation, launching/lifting, maintenance, control and other functions that ensure the normal functioning of the USV. A review of the use of USV demonstrates an increase in their use for military and civilian missions. Military USV are more used to solve mine countermeasures (MCM). The civilian USV is used for scientific research, in particular for bathymetry. The experience of carrying out such work has demonstrated the advantage of USV over traditional vessels. The main advantage is the low cost of work due to significantly lower fuel consumption, and in the case of group use of USV, the time for such work is also reduced. For the effective functioning of the BEC, it is necessary to ensure basing: coastal or sea. Coastal basing involves the location of the USV on the shore or near the quay wall. Sea-based means that the BEC is on board the mothership. At the moment, the following types of vessels are acting in ","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"44 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88167865","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.038
И.Л. Благовидова, О.А. Иванова
Авторами работы выполнен анализ существующих отечественных и зарубежных концепций буровых установок, способных вести разведочное бурение в ледовых условиях. Сформированы архитектурно-конструктивные решения по ледостойкой буровой платформе, предназначенной для круглогодичного разведочного бурения в условиях Арктики. Предложена концепция разделения морской буровой установки на составные части (стальную платформу и железобетонную подставку) с возможностью их раздельной транспортировки и установки на точке эксплуатации, определены преимущества данной концепции. Выполнен комплекс расчетов, подтверждающих жизнеспособность платформы, направленных на оценку принятия оптимальной формы с точки зрения восприятия ледовых нагрузок, обеспечения устойчивости. Определен общий подход к выбору минимально допустимых характеристик грунтового основания, их несущая способность для вариантов эксплуатации буровой установки без железобетонной подставки и с подставкой. The authors of the work analyzed the existing domestic and foreign concepts of drilling rigs capable of conducting exploratory drilling in ice conditions. Architectural and structural solutions for an ice-resistant drilling platform designed for year-round exploratory drilling in the Arctic have been formed. The concept of separating the offshore drilling rig into its component parts (steel platform and reinforced concrete stand) with the possibility of their separate transportation and installation at the point of operation is proposed, the advantages of this concept are determined. A set of calculations was performed to confirm the viability of the platform, aimed at assessing the adoption of the optimal form in terms of the perception of ice loads, ensuring stability. A general approach to the selection of the minimum acceptable characteristics of the soil base, their bearing capacity for the options for operating a drilling rig without a reinforced concrete stand and with a stand is determined.
{"title":"Design of an ice-resistant structure for offshore drilling in the conditions of the Arctic","authors":"И.Л. Благовидова, О.А. Иванова","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.038","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.038","url":null,"abstract":"Авторами работы выполнен анализ существующих отечественных и зарубежных концепций буровых установок, способных вести разведочное бурение в ледовых условиях. Сформированы архитектурно-конструктивные решения по ледостойкой буровой платформе, предназначенной для круглогодичного разведочного бурения в условиях Арктики. Предложена концепция разделения морской буровой установки на составные части (стальную платформу и железобетонную подставку) с возможностью их раздельной транспортировки и установки на точке эксплуатации, определены преимущества данной концепции. Выполнен комплекс расчетов, подтверждающих жизнеспособность платформы, направленных на оценку принятия оптимальной формы с точки зрения восприятия ледовых нагрузок, обеспечения устойчивости. Определен общий подход к выбору минимально допустимых характеристик грунтового основания, их несущая способность для вариантов эксплуатации буровой установки без железобетонной подставки и с подставкой.\u0000 The authors of the work analyzed the existing domestic and foreign concepts of drilling rigs capable of conducting exploratory drilling in ice conditions. Architectural and structural solutions for an ice-resistant drilling platform designed for year-round exploratory drilling in the Arctic have been formed. The concept of separating the offshore drilling rig into its component parts (steel platform and reinforced concrete stand) with the possibility of their separate transportation and installation at the point of operation is proposed, the advantages of this concept are determined. A set of calculations was performed to confirm the viability of the platform, aimed at assessing the adoption of the optimal form in terms of the perception of ice loads, ensuring stability. A general approach to the selection of the minimum acceptable characteristics of the soil base, their bearing capacity for the options for operating a drilling rig without a reinforced concrete stand and with a stand is determined.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"204 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77631264","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.032
М.Ю. Миронов, М.В. Цыварев, А.С. Ветлугина
Для оболочки корпуса шлюпки, представляющей собой «сэндвич» из заполнителя (экструдированного пенополистирола) и стеклопластиковых обечаек сложной формы выполнены экспериментальные замеры перемещений при лабораторном нагружении. Оно задавалось пятном контактного давления в разных зонах резен-киля и на плоских днищевых участках оболочки. Показаны особенности формируемой поверхности оболочки, связанные с используемой технологией. Сравнение результатов расчета твердотельно-оболочечной конечно-элементной модели с результатами эксперимента позволяет выполнить корректировку этой модели, и получить эффективный аппарат исследования трехслойных конструкций корпуса маломерных судов, например, прогнозировать общую жесткость сходных конструкций с иной формой поверхности. Показано отрицательное влияние переменной толщины сечения клинкерной формы на общую жесткость и концентрацию напряжений незамкнутой транцем оболочки по сравнению с гладкой трехслойной конструкцией эквивалентного объема. Предлагается вариант технологического решения для создания такой конструкции двойной кривизны из листового полуфабриката. Experimental measurements of displacements under laboratory loading were performed for the shell of the boat hull, which is a "sandwich" of filler (extruded polystyrene foam) and fiberglass shells of complex shape. It was set by a contact pressure spot in different zones of the keel and on flat bottom sections of the shell. The features of the formed shell surface associated with the technology used are shown. Comparison of the calculation results of the solid-shell finite element model with the experimental results makes it possible to correct this model and obtain an effective apparatus for studying three-layer hull structures of small vessels, for example, to predict the overall rigidity of similar structures with a different surface shape. The negative effect of the variable thickness of the clinker cross-section on the overall stiffness and stress concentration of the transom-open shell compared with a smooth three-layer structure of equivalent volume is shown. A variant of the technological solution for creating such a double curvature structure from a semi-finished sheet is proposed.
{"title":"Rigidity of the three-layer shell of the boat with different surface shapes of the outer shell","authors":"М.Ю. Миронов, М.В. Цыварев, А.С. Ветлугина","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.032","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.032","url":null,"abstract":"Для оболочки корпуса шлюпки, представляющей собой «сэндвич» из заполнителя (экструдированного пенополистирола) и стеклопластиковых обечаек сложной формы выполнены экспериментальные замеры перемещений при лабораторном нагружении. Оно задавалось пятном контактного давления в разных зонах резен-киля и на плоских днищевых участках оболочки. Показаны особенности формируемой поверхности оболочки, связанные с используемой технологией. Сравнение результатов расчета твердотельно-оболочечной конечно-элементной модели с результатами эксперимента позволяет выполнить корректировку этой модели, и получить эффективный аппарат исследования трехслойных конструкций корпуса маломерных судов, например, прогнозировать общую жесткость сходных конструкций с иной формой поверхности. Показано отрицательное влияние переменной толщины сечения клинкерной формы на общую жесткость и концентрацию напряжений незамкнутой транцем оболочки по сравнению с гладкой трехслойной конструкцией эквивалентного объема. Предлагается вариант технологического решения для создания такой конструкции двойной кривизны из листового полуфабриката.\u0000 Experimental measurements of displacements under laboratory loading were performed for the shell of the boat hull, which is a \"sandwich\" of filler (extruded polystyrene foam) and fiberglass shells of complex shape. It was set by a contact pressure spot in different zones of the keel and on flat bottom sections of the shell. The features of the formed shell surface associated with the technology used are shown. Comparison of the calculation results of the solid-shell finite element model with the experimental results makes it possible to correct this model and obtain an effective apparatus for studying three-layer hull structures of small vessels, for example, to predict the overall rigidity of similar structures with a different surface shape. The negative effect of the variable thickness of the clinker cross-section on the overall stiffness and stress concentration of the transom-open shell compared with a smooth three-layer structure of equivalent volume is shown. A variant of the technological solution for creating such a double curvature structure from a semi-finished sheet is proposed.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"88 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75195714","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-28DOI: 10.37220/mit.2023.61.3.027
Н.В. Бабанин, А.Л. Мелконян, Д.А. Николаев
Работа посвящена разработке расчётного комплекса (модель, алгоритм и программа) для получения параметров совместной вибрации соосного многоопорного валопровода и корпуса судна при учете вращения гребных винтов, а также оценки взаимовлияния валов на параметры их вибрации. Разработана модель, включающая корпус судна и соосный валопровод, в виде совокупности трех квазиодномерных конечно-элементных конструкций. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние вращения гребного винта учтено введением дополнительных моментов гироскопической природы. Действие этих моментов учитывалось модификацией инерционно-жесткостных характеристик каждой из квазиодномерных моделей валов. Для решения поставленной задачи были разработаны математическая модель и алгоритм расчёта параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчётов параметров вибрации была создана программа «Соосность» и выполнена серия расчетов в задаче прикладного характера. The work is devoted to the design of computational complex (model, algorithm and program) to obtain the vibration parameters of a coaxial multi-supported ship shafting, taking into account the rotation of propellers, as well as estimates of the mutual influence of the ship shafts on their vibration parameters. A model that includes a ship’s hull and a coaxial ship shafting represented by a set of three quasi-one dimensional finite-element structures was developed. The calculation algorithm is based on the discrete version of the partial responses method. The influence of the rotation of the propeller is compensated by applying additional moments of gyroscopic nature. Those moments, in turn, were taken into account by modifying of inertia-stiffness characteristics of each quasi-one-dimensional ship shafting models. The mathematical model and the computational algorithm for calculating the vibration parameters of the adopted model were developed to solve the given problem. The algorithm for calculating the vibration parameters of the adopted model was developed. To calculate the vibration parameters, the "Coaxiality" program was created and a series of calculations were performed in an applied problem.
{"title":"Calculation of vibration parameters of a structure with multistage multichannel damping","authors":"Н.В. Бабанин, А.Л. Мелконян, Д.А. Николаев","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.027","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.027","url":null,"abstract":"Работа посвящена разработке расчётного комплекса (модель, алгоритм и программа) для получения параметров совместной вибрации соосного многоопорного валопровода и корпуса судна при учете вращения гребных винтов, а также оценки взаимовлияния валов на параметры их вибрации. Разработана модель, включающая корпус судна и соосный валопровод, в виде совокупности трех квазиодномерных конечно-элементных конструкций. Алгоритм расчета построен на базе метода парциальных откликов в его дискретном варианте. Влияние вращения гребного винта учтено введением дополнительных моментов гироскопической природы. Действие этих моментов учитывалось модификацией инерционно-жесткостных характеристик каждой из квазиодномерных моделей валов. Для решения поставленной задачи были разработаны математическая модель и алгоритм расчёта параметров вибрации принятой модели. Для проведения расчётов параметров вибрации была создана программа «Соосность» и выполнена серия расчетов в задаче прикладного характера. The work is devoted to the design of computational complex (model, algorithm and program) to obtain the vibration parameters of a coaxial multi-supported ship shafting, taking into account the rotation of propellers, as well as estimates of the mutual influence of the ship shafts on their vibration parameters. A model that includes a ship’s hull and a coaxial ship shafting represented by a set of three quasi-one dimensional finite-element structures was developed. The calculation algorithm is based on the discrete version of the partial responses method. The influence of the rotation of the propeller is compensated by applying additional moments of gyroscopic nature. Those moments, in turn, were taken into account by modifying of inertia-stiffness characteristics of each quasi-one-dimensional ship shafting models. The mathematical model and the computational algorithm for calculating the vibration parameters of the adopted model were developed to solve the given problem. The algorithm for calculating the vibration parameters of the adopted model was developed. To calculate the vibration parameters, the \"Coaxiality\" program was created and a series of calculations were performed in an applied problem.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"78 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135088427","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：