Geum.ru

С. Н. Гирин, И. С. Лысаков волжская государственная академия водного транспорта (г. Н. Новгород)

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
С.Н. ГИРИН, И.С. ЛЫСАКОВ

Волжская государственная академия водного транспорта (г. Н. Новгород),

А.А. БОНДАРЕНКО

ОАО «Чкаловская судоверфь» (г. Чкаловск)

ПРОБЛЕМЫ ПРОЧНОСТИ ПРИ СОЗДАНИИ СУДОВ НОВЫХ ТИПОВ

НА БАЗЕ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ФЛОТА

Произошедшие перемены в экономике России неизбежно вызвали изменения в структуре как морского, так и речного флота. При этом часть судов, построенных в 70-80 – е годы прошлого века, оказались невостребованными, поскольку их эксплуатация не рентабельна. Нахождение таких судов на «холодном отстое» также требует от судовладельца определенных затрат. В связи с этим возникает вопрос, что с этими судами делать? Одним из путей решения этой проблемы является глубокая модернизация судна вплоть до изменения его архитектурно-конструктивного типа с использованием разработанных Российским Речным Регистром и введенных в действие нормативных документов по обновлению и строительству судов из элементов эксплуатировавшегося флота. Эти документы позволяют проектировать судно на ограниченный срок службы и в связи с этим уменьшать проектные размеры связей по сравнению с судами, проектируемыми традиционным образом, что и дает возможность использовать корпуса судов, имеющих некоторый износ связей.

На ОАО «Чкаловская судоверфь» разработан ряд такого рода проектов, некоторые из них имеют неординарные конструктивные решения, не позволяющие использовать для оценки прочности корпуса традиционные методы расчета. В частности, разработан проект переоборудования катамарана проекта Р19 в автомобилевоз смешанного плавания класса «М-СП». Для сохранения грузоподъемности предполагается перевозить 360 легковых автомобилей, при этом для их размещения необходимо иметь 4 грузовые палубы. Для обеспечения удобного перемещения автомобилей при грузовых операциях желательно иметь в грузовом пространстве минимум продольных и поперечных переборок. Однако эти переборки обеспечивают совместную работу палуб при восприятии продольного и поперечного изгиба катамарана и при его скручивании.

В действующих правилах Речного Регистра имеются указания по расчету прочности катамаранов внутреннего плавания. Следует отметить, что эти указания содержат результаты работ, выполненных в Волжской Государственной академии водного транспорта (ВГАВТ, ранее – ГИИВТ) более двадцати лет назад. За прошедшие годы во ВГАВТ выполнен значительный объем исследований, на базе которых разработана методика расчета соединительной конструкции корпусов катамарана, рассмотренная и одобренная научно-техническим советом Речного Регистра. Однако воспользоваться этой методикой для рассматриваемой конструкции в полной мере нельзя, поэтому для оценки прочности был использован известный программный комплекс «ИСПА», реализующий метод конечных элементов. Схема расчета корпуса при общем продольном изгибе показана на рис.1. Для определения нагрузок на корпус в классе «М-СП» были выполнены специальные исследования. Результаты конечноэлементного расчета показали достаточную общую прочность корпуса и соединительной конструкции. На рис.2 показан пример распределения напряжений в соединительной конструкции при одном из видов нагружения.

Основной проблемой при решении вопросов местной прочности является проблема определения нагрузок на мост катамарана при ударе волны. Эта проблема весьма сложна в теоретическом плане, особенно с учетом имеющейся профилированной наделки моста у пр. Р19, поэтому она решалась с использованием программного комплекса «Flow Vision». Пример распределения давлений приведен на рис.3.

Следует отметить, что выполненные расчеты не позволяют с уверенностью говорить о достаточной прочности рассматриваемой конструкции, поскольку при их выполнении сделан ряд предположений дискуссионного характера. Это понятно, поскольку опыта эксплуатации катамаранов смешанного плавания в нашей стране нет. Если этот проект будет реализован, то это будет первый опыт, который позволит накопить информацию для дальнейших подобного рода проектов.

Можно отметить еще один проект, выполненный ОАО «Чкаловская судоверфь», - это проект переоборудования судна-площадки проекта 559Б в судно для перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов. Трехмерная модель этого судна, выполненная по теоретическому чертежу с помощью графического редактора «Solid Works», показана на рис.4.



Рис.1. Схема нагружения и характер деформации корпуса

при общем продольном изгибе





Рис.2. Максимальные напряжения в поперечных связях

от нагрузки на тихой воде




Рис. 3. Давления (Па) при ударе в профилированный мост, время 0,2873 с, при

скорости хода 25 км/ч




Рис.4. Трехмерная модель теоретического чертежа судна

для перевозки тяжеловесов




Рис.5. Конечноэлементная модель носовой оконечности судна


Судно предназначено для закатывания крупногабаритного тяжеловесного груза на платформах со специально оборудованного пирса. С этой целью палуба выполнена плоской и разработана конструкция носовой оконечности. Необычная форма носовой оконечности и принятая технология грузовых операций не позволяют использовать традиционные методы расчета прочности. В этом случае также был использован программный комплекс «ИСПА». На рис.5 показан фрагмент конструкции, относящийся к носовой оконечности судна.

В работе выполнены расчеты, определяющие последовательность балластировки, а также величины нагрузок на судно в процессе осуществления грузовых операций, получена картина напряженно-деформированного состояния корпуса, позволяющая сделать заключение о его прочности.