автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Проектирование эластичных конструкций судовых устройств

УКРА1НСЫШ ДЕРЖАВНШ МОРСЬКЖ ТЕХШЧНИИ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6 ОД

2 3 '{¡ОМ УДК '329.5.028:678.4

На правах рукопису

КОРОБАЯОВ ЮРГЯ МИКОЛМОЁИЧ

ПРОЕКТУВАННЯ Е1АСТИЧНИХ КОКСТРУКЩЯ СУДНОВИХ ПРИСТРОЙ

Специальнать 05.С8.03 - Проектузанкя та консгрукц!я суден

Автореферат дясертацИ на.здобуття вчэного ступени доктора техн1чних наук

М И К О Л А I 3 - 1996 Г.

ЛисвртаЩев е рукопис.

Робота виконана в Ухрз1кському державному морському техн1чкому университет!. 0ф1ц1йн1 опонента:

- доктор Т9хн1чних наук,професор ГР1НАВЦЕВ В.М.

- доктор гехк1чних наук, професор КОЗЛЯКОВ В.5.

- доктор техк1чних каук, ггрсфесор НЕКРАСОВ В.О.

Дров1дна оргэн!зац1я - ДШКУ

Захист дасертацП в1доудеться ИЗ черзня 799? р. 0б 11 -00 годин! на зас1дакк1 одецизл!зовано1 сади Д 30.02.01 Укра!нсь-кого державного морського гекн1чного ун!верситету за адресою: 227025, г.Миксла1в, пр.Геро!з Стал1нграду, 9, ауд.360.

3 дисертац1сю можно ознайомитжся в ОЮлЮтеи! Укра1нського державного морського техничного университета.

Автореферат розповсюджеко ¿2 травня 2997

31дгук на автореферат у двох ггрим1рннках з пШлисами, зав1реними печаткою установи, просимо направлять на 1м'я вченого секретаря вчено! ради.

ВЧЕШИ СЕКРЕТАР СПЕЩШЗОВАШ)! РАЖ доктор ТеЗШ1ЧНИХ

професор /СпШ^ В.Ф.КВАСКШЬКЙИ

ЗАГАЛЬКА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

А к г у а л ь я 1 с т ь. Еласткчн! конструкц!1 суднсЕогс псизначення входять широким класом майже до вс1х суднових прис-тро!в. Еластичн! конструкцЦ забезгочують безавэр!йну експлуата-ц1кз суден та 1х ггристроХв. приймання спускоп!д!ймалькиш засовами о0'5кт1в океанотехн!ки, 1:с буксирування, -Еиконуать тяглав1 операцП, зам1ншчи ручну прзцю на промислових суднах та Шд час швзртовних роб1т.

Еластичн1 конструкц!! судноеих пристроив викояуються 1з резин, сезиноподМких матер1ал!в майке неприбагливих до мсрсьгсих вимог експлуатацИ, маючих т!льки 1м хзрактерн! спешф!чн1 риси. МожливЮть до великих формозм1н та деформац1й накладають спец1-Ф1чн1 вимоги до проектувакня та розрахунку еласткчних конструкция нетрадЩ1йними методами.

Зовн1шн1 навантаження на еластичн! конструкцЦ майже ззвжди супрсводжуються випадковими проявлениями експлуатзцЛЯких умов, визваних нерегулярн!стю хвилювакня, нехтуванням безпечгаши нзвк-ками судновод!ння, неравном1рн1стю кригових полей та 1ние.

Еластичн! конструкцЦ маоть властивост! матер!ал1в, як! зна-чно в!др1зняються в1д трад1ц1йних корпусних, 1 тему особливе м1-сце займае питания компанувакня еластичннх конструкц!Я з судновкми.

Б1дсутн1сть методики проектувакня еластичннх конструкц1й, як1 експлуатуються в судноеих пристроях, викладеких з единих по-зиц!Я показуе на актуальн1сть теми.

Об'екг досл!дження - еластичн1 конструкцЦ, як1 входять до суднових хгристро1в.

Мета робота. Створення наукових метод1в ггроектуван-ня еластичннх конструкций суднового призначення на основ1 ураху-Еання великих деформац1Х та формозм1нень незтискуемих еластом!р-ш матер!ал1в, використовуемих у склад! р1зноман1тних суднових пристро1в.

У в1дпое1дност1 з поставлено® метою вир1шен1 так! основн! задач!:

- стзорення анал1тичних метод!в поиуку зовн1шньо! д1'1 на еластичн1 конструкцИ при р!зних умовзх експлуатацИ,

- анал1з та розроОка метод!в розрахунку еластичних конструкций з урахузанням 1х р!зкоман1тних форм та засоб!в наванта-ження, при великих деформаШях та формозм!неннях,

- досл1дження метод!в обл!ку реальких умов кр!плення еластичних конструкций до судковнх, роздодХду зон контакту та контактного тиску, а також точност! виробнштва,

- розробка загально! концешИ яроектування еластичних конструкций суднавого пригначення,

- розробка практичних рекомендаций по проектуванню еластичних конструкц1й суднових пристроИв.

При р!шенн1 поставлеких зздзч початков! данни та 1х переду-мови базувалися на результатах розрахункозих процедур еластичних оболонок, конструкций 1з незтискуемих ма?ер1алив з урахуванням ф!зично1 1 геометрично! нел1н1йност1.

Методи досл!дхень. Теоретичною та кетодоло-г1чною основою досл1джень були розробки в облает! великих деформаций та $ормозм!нень механики незтискуемих матер1ал1в.

Анал!тичн1 результата основан! на використакни в1рог!дних метод!з розрахунку зовн1йш1х навантаженнь еластичних конструкций.

В розрахункових процедурах зикористан! вар1ац!йн1 методи, одним з яких е метод к1нцевих елемент!в.

Еластом1рн1 материал« перев!рялися тзердомХром ТМ-2 при ви-наченн! 1х ф1зичних констант.

Дослидаення експериментальних прухн!х характеристик еластичних конструкц1й проводилися на р!зномзн1тних г1дравл1чних пре-сах з самопискши пристроями.

Досл1дження зон контакту ц1л1ндричко! оболонки з жорсткою площиною проводилося на спец!ально збудозаному пристрой з прозо-рою плитою.

Наукова новина. Вперше резроблено моделювання процесу взаемодИ суднових об'ект!в з в!рог1дних позиций, ! ба-гатопараметричност! проблеми, яка припускае в якост! випадкових

параметр1в поступов1 та кутов1 швидкост1, ампл1туди та час д11 1мпульсу, прискоренкя та енергом1стк1сть.

В б1лын загальних припущеннях розроблена математична модель системи криголам-кранець-транспортне судно при проходаенн1 торосистого кригового поля, побудозано! на основ1 диференц1йних р1в-нянь руху, яка дозволила довести, що дефармацИ зсуву та тиску кормових кранц!в кркголам1в мають однэкоеий порядок.

Вперше розроблена матиматична модель взаемодИ приймальних пристро!в та багатомодульних Оуксирусмих систем, дозволяюча ура-ховувати над1йн!сть засоб1в амортизацИ з обмеженням по приско-ренням та енергом1сткост1.

РозроОлено метода розрахунку еластичних пустот!лих констру-кц11, як! побудовак1 на стртр1ев1й теорИ деформування та енер-гетичних залежносгях теорИ пружност!, адаптовзно також метод к1-нцевих елемент1в, в1дгов1дно до еластичних конструкц1й судноеого призначення, доповяений можливостями машинно! граф1ки.

РозроОлено метод розрахунку ексгтлуатацШак показник!в еластичних конструкц1й з урахуванням зони 1х контакту, а також де-формац1й у простор!.

На захист виносяться:

I. Розроблен! науков1 положения, як1 забезпечують проекту-вання еластичних конструкц!й, входячих до складу р1зноман1тних суднових пристроХв.

2. Процес моделювання взаемодИ суднових об'ект1в з еластич-ними конструкЩями, поОудований з в!рог1дних позиц1й та багато-параметричност1 проблеми.

3. Результата анал1зу диференц1йних р1внянь руху системи криголам-кранець-транспортне судно, як1 дозволили встановити, що деформацИ таску та зсуву кормових кранц1в криголам!в мають буги урахованими при Их проектуванн1.

4. Матиматична модель взаемодИ приймального обладнання спус коп1д1ймальних пристроив багатомодульних буксируемих систем, дозволяюча оц1нювати над1йн!сть пристрою.

5. Метода розрахунку еластичних оболонок, побудованих на

сгрижньовШ reopil, на загальких ззлежностях теорИ пружност!, з також адаптований метод к!нцевих елемент1в в1дносно до еластич-них конструкц!й суднових пристро!в.

6. Метода та конструкцИ, дозволят! обгрунтовувати можливо-ст! використання електричного звзрювання в технолог 1чних проце-сах кр!гглень еластичних конструкций.

7. Результата досл!джень експлуатац!йних показник1в еластичних конструкц1й, проведених з урзхуванням мокливих зон контакту та розрахунку 1х деформац!й у простор1.

Практичн! результата та Lv р е а л ! -з а ц i я базуються на побудов! комплексно! системи проектувзн-ня еластичних констукц1й суднового призначення з единих яозиц!й напруженно-деформативного стану, з1рог!дного навантаження, рац1-онального розгащування та кр1плення на суднових кзверхнях.

Побудовано алгоритми, блоки ярограм для проектування елас-тичних конструкц1й суднових ггристро1в стосовно до р1зних етап1в.

Розроблено тигговий ряд эластичних деформац1йних элемент 1в з гантелевиглядною внутр!шньою мерекэю, конструкц1я якого захшцена азторським св 1дотцтеом при розробц! кер1вного документа (РД 5.3026-85 "Брусья привальные").

Розроблено нов! еластичн! конструкц1! та приладдя до них, як! захщен1 авторськими св!доцтвами.

Результата розробок реал1зован! в таких госпдогов1рних та держОюджетних темах 3.1.Пр.669/83-35к, 3.1.Пр.768, 2.1.Пр.173, 2.1.Пр.518, 2.1.Пр.934, 2.1.Пр.П63, (науковий кер!вник).

Результата наукових розроОок завпроваджено в суднопроекту-вальних закладах, що п!дтвержено актами.-

Теоретичн1 основи проектування еластичних конструкций суднових пристро!в завпроваджено в курсовому та дипломному проекту-ванн! студент1в кафедри морських технологии.

Апробац1я робот и: Основний стан та результата роботи доггав1далися на 13 нзукоЕа-гехн1чшх конференщях та сем1-нарах в пер1од з 1976р. ira 1996р. Повну апробац1ю робота пройш-лэ на НГР корабле Оудування УДМТУ.

Результат проведения досл1джень використовувались при пу-0л1кац11 двох монограф1й, та при виданн! "Морского энциклопедического словаря", том 1,2. 0сновн1 св1домост1 про дисертац1йну роооту надруковано 26 наукових статьтях, конструктивн1 р1шення захшцен1 14 авгорськими св1доцтвами. Результата використовувзлись при друкуванн1 навчальних пос1бник1в "Специальные устройства судов с горизонтальной обработкой:", частина I "Аппарели", частила 2 "Закрытия грузовых помещений, подъемники".

Структура та о б с я г робот и. ДисертаЩя вм1щае: в с т у п, с1м глав, висновок та додаток. Дисертац1я мае 335 маш. стор., б таблиць, 124 використаних даерела.

3 М 1 С Т ДИСЕРТАЦ11 ( В с т у п вм1щае обгрунтування актуальнаст! дисерта-ц1онно! робота, 11 оощу ц1ль та одержан1 науков1 результата, як1 виносяться на захист, а також, дэеться короткий критичний анал1з стану розглядаемо! проблеми.

У п е р и 1 й глав! досл1дзкуеться призначення та ок-реслюються облает! використання еластичних суднових конструкц1й, як1 входять до, складу суднових пристро1в. Даеться коротка класи-фикац1я еластичних конструкц1й, як1 використовуються у склад1 кранцевих, швартовних, промислових та 1нш. пристроях, а також входячих до складу конструкщй ущильнзовання закритт1в суднових прим1щень.

Приведено пор1вняльний анал1з еластичних конструкций судно-вого призначення.Формуються та анал1зуються основн! схеми 1х де-формування, формозм1нення при експлуатацИ в склад! суднових пристрой. Обгрунговуетъся сусп1льн1сгь запитань проектування еластичних конструкц1й, розм1щених у склад1 р1зних суднових пристро-1в.

Встановлено, що еластичн1 конструкцИ виконують у склад1 суднових гфистро1в сл1дуючи функцИ: огорожують корпусн1 конст-рукцИ в1д контакту з зовн!ан1ми об' ектами; розпод1ляють на кор-пусн! конструкцИ зусилля, як! виникають яри контакт!; за раху-

нок особистах деформаций та формозм!нень поглинають енерПю контакту, сприймзпть контактний тиск, якцо зняти навантаасення по-вертаються до початково1 форми.

На п1дстав1 анал!зу задач, виникаших при проектуванн1 элэс-тичних конструкц!й до к!лькост! основних включен1 так1: -побудо-ва залежностей м!л величинами, описуючими форму деформованно'1 конструкцИ та навантакенням, д1ючеы на не'1; - побудова залежностей, рэзрахавутеих энергом1стк1сть конструкцИ; - побудова залеж-ностей, як1 визначають внутр!шн1 зусилля в функцИ в!д параметра, характеризуючих форму деформовання еластично! конструкцИ та д!ючого на не! нав'антажэння.

Еласткчн1 конструкцИ суднавого призначення сприймають одно-типн1 кваз1статичн1 навантаження, мають сх1дн1 конструкцИ кр1п-плень, експлуатуються у д!апазон1 1гружн!х деформац1й.Вс1 ц1 осо-бливост1 дозволяют'ь об'еднувати еластичн1 конструкцИ р1зноман1т-них суднових пристроХв в одну групу 31 сп1льними методами розра-хунку та проектування.

вдишш фактором, об'еднуючим проекта! задач1 по ошукуванню зовн1шних навантажень на еластичн1 конструкцИ р1зного роду суднових пристро!в мае бути верог!на природа зовн!шних сил.

Друга глава присвячена верог1дн1й оц!нц1 зовн1ш-н1м д1ям навантажень на еластичн! конструкцИ та 1х над1йност1.

У процес! експлуатацИ судкоз! еластичн1 конструкцИ п1для-гають багаточисельним ззаемод1ям з зовн1ш!ми об'ектами.'Засоби амортизацИ взаешд1ють з суднами, пршальними сгорудами, л1хте-' рами, п1дводними апаратами, човнами и 1нш. Еластичн1 ущильнююч1 прокладки взаемод!ють з уаЦльнздаочими буртами, кришками суднових вантажних отвори, 1шпши еластичшши ущ!льненнями. Еластичн! тяглов1 пристро! контактують з канатами, наплавами, грузилами та з промысловими с1тями.

В багатьох. вкладках навантаження, елэстичних конструкц1й, косить випадковяй характер. Судно у раз1 контакту, наприклад, зд1йсгаое досить склздний рух п1д заливом гребного гвинта, перекладеного руля, а тзкож зазеденого за пркчадьну споруду носового

шпрингу. Можливе сприяння букс:грного судна. Випадкових величин, характеризуючих в1рог1дний процес взаемод11 майже ззевди дв1, чи б1льше. Це мокуть бути миттгв1 значения скоростей кут

п1дходу плавучого об-екга до пртэльно! споруди, що не доззоляе використовувати метода класично! теор!1 в!рог1даост1.

Миттез! значения ивидаосгей vy и ыш интервал! (0,1] мо-жуть бути 1м1товани методом "Монте-ЕСзрло" за посереднЮтьз модулятора псевдовипздкоЕих чисел. Ст1йк1сть пронесу модуляцП пере-в1рялзсь на швидкост1 у , тз екерг1! швартуючегося судна, як1 пор1внювалися з. функц1ями 1х розпод1.лення.

Для перев1рки ст1йност1 процесу сули змодульовзн1 шеидкос-т1 контакту сер1ями 1000, 3000 та 5000 модулюемих швидкостей, та-кож були побудован! Пстогрзми. Певн1сть результат1в чисельного моделювання 'ОШнювалася пор1вшованням з теоретичним значениям вц1ленняя у заданий 1н?ервал.

Широке розповсюдження Озгатомодульных систем серед засоб!в опанування океану поясшоеться ыожливЛстю розм1щати на одному кабель-буксир! к1лькох буксируемкх апарат1в (модулей). Буксируем1 модул! мають р1зну масу, а сл1дство цього 1 к1нитичну енерг1ю у мить контакту з приймальним пристроем, у зв'язку з чим виникае необх!дн1сть оц1нки в1рог1дност1 в1дмови засоб1в амортизацИ, забезпечуючих приймання буксируемих.модулей.

Якщо мае буди СЕ] як найб1лыпе значения енергом1сткост1 амо-ртизац1йного захнету, то моклиео визначити верог1дн1сть преб1ль-шення цього значения.. В1дмовою засоб1в амортизацИ рахуеться не т1льки нагода, у раз1 яко! перевидена допустима енергом1стк1сть, a i.y раз1 перевшцення допустимого значения прискорення.

При проведенн! транспортного судна серед криг, часто засто-совуеться зас1б руху "впритул" або "тандем".У ц1х випадках Носова к1нцев1сть проводимого судна та кормовий еластичний кранець криголама контактують м!ж собою.

У встановившомуся реяош1 руху криголам та судно мають однз-ков1 швидкост! vQ. Така система выводиться з встзновиешогося стану руху д!ею зусилля F, виникатого у насл!док переоорювання

з<51льшувано1 товщини криг. Час д11 такого зусилля та його абсо-лютне значения мають бути величинами, як! мають випадковий характер. Однак, 1х найоильше значения окреслен1 умовами оеззупинно-го руху кркголама.

ПоступоЕий рух криголама з масою ML I судна масою Мс опису-сться р 1еняннями при (х = х - х^ ):

Mu = N + Q (х) - F s int , M x = - N - Q (x).

■г с g

Прир1ст сили кркгозого опору ? викликае не т1льки по'ступо-вий, але 1 обертальний рух криголама I судна. Р1вняннями, як1 описують п!дзсплиття криголама i судна нехтуемо з причин мадост! оч1куваемих кут1в Д1ференту.

Результати розрахунк1в показали, що найб1льше значения ку-т1в д1ференту, як судна,так 1 криголама, наступають за наймень-ший час д11 силового 1мпульсу. Зсувн! деформацП кормового кра-нця криголама близьки по розм1ру з деформациями тиску. ïx найб1-льш! значения зм1щен! по фаз1 один в1дносно другого, мал.1.

Третя глава присвячена питаниям розрахунку елас-тичних конструкЩй, з1дпов1дно до великих деформаций та формозми-неннь. Приведено огляд метод1в розрахунку еластичних конструкц1й.

Система р1вняннь р1вноваги у перемЗденнях и мають вигляд Г v2û + grad з - О , ^ dit» Û = 0 .

Точне р1шення системи получено для наиб1лып простих випад-к1в: в задач1 про фланцеве уШльнення прямокутного перетину, про стискування, крутйшя та згиб кулькового Шдп'ятника такими авторами як Лавендел Э.Э., Ляпунов В.Т., М1тул1с A.A.

До широкого класу задач про де$ормуваяня еластичних амортизу-ючих конструкций Оуло знайдено ришення Бидерменом В.Л., Лавенде-лом Э.Э. на основ! принципу мин1муму потенц1йно'1 eHeprUi з вико-рисганням методу Ритця 1 Канторогича.

Серед 1нших приблизних мегодив мають бути в!дмиченим метод

(Ci к \

Мал Л. Зал9жн1сть деформаций тиску Зх та зсувних деформац!й Ô в!д часу 1мпульсу t_.

середньоквадратичко! помилки, засгосовуемий до нестискуемого ма-терХлу Дймн1ковим G.I. В1н розглянув к1лька форм запису функцЮ-налу пошлок ôv.

У роботах В.Ф.Гонци показана, що функц!ю Пдростатичного тиску s мокна визначити, якщо р!шаги задачу як для мабуть зтиску-емого матер1алу, а тод1 переходити до Еипадку м. = 0,5. В1н також використував принцип м1н1мума додатково! енерг11, як додатков1 умови вибору функц11 г1дростатичного тиску.

У ряд1 раб!т впрозаджуються тенденцН развитку метод!в л!а-неризацИ нел1н1йних р!вняннь теорИ пружност!. Б.В.Петров обме-жився розглядом Ш1таннь геометрично! нел1н1йност1.

В роботах С.И-Димн1кова и Э.Э.Лавендела завпроваджено ô-ме-тод. Конструкц11 1з незтискуемого матер1алу представляються у ви-гляд1 д1скретно деформуемих, що дае можлив1сть аолучати для кожного ступеня деформувань р1шення задач методами л!н1йно! теор11 пружност1.

Р1шення на баз! принципу стзц1онарност1 повно! потенц1аль-но1 енерг11 у нел1н1йн!й: теор1! пружност1 нестискуемого матер1а-лу пов'язане з зар!ац1е» функц1оналу

Л = J [ "(й) + а т(й) ] (N - Q(7,ù) ,

де й - вектор зм1щень у матер!альн1й систем! координат; V - не-деформований об'ем; з - функц1я гвдростатичного тиску; Q - потен-ц1 ал поверхнього навантаження f;i = Х.1Я2Хэ- I .

.Експериментальн1.досл1дження показали, що у област1 деформа-ц1й тиску до 50%, ростягаетя до 100% вираз пружнього потенц!алу може бути впроваджено у вигляд! однопараметрично! залежност1 такого виг ляду W = G Jt.

Для оц1нки напружено-деформативного стану еластичних конст-рукц1Й, експлатуючихся у д!апазон1 к1нцевих деформац1й доц!льн! л!н1йни р1шення в обмеженнях методу Ритця, Канторовича, як! замкнут! у систему посл1довних навангажень.

В насл!док анал!зу застосовуемих метод!в розрахунку еласти-

чних конструкции близьких по форм! та умовам навантаження до суднових еластичних конструкц1й суднових пристро1в встановлено, що застосування того чк 1ншого методу необх1дно вир1шувати вихо-дячи з конкретних умов. АпроОаЩя метод1в розрахунку еластичних конструкта моке дозволити зробити виб1р оптимального методу розрахунку еластичних конструкций суднових пристроХв.

Метод, завпровадаений В.Е.Магулою зосновано на припущен1, що перетини еластично1 конструкцИ суднового призначення можуть бути умовно роздр!0лен1 на окрем! стркшев! элемента,як 1 прузкньо з'еднан1 м!ж собою.Вважаеться, що ф1зичн! характеристики матер1-алу в1дпов1дають об'еднаному закону Гука, прийнята г!потеза пло-щинних перетин!в, деформацИ тиску, згибу 1 зсуву не залекать про-м!ж собою.

1 Якщо на вид!лений елемент оболонки д1е якесь нормальне на-вантаження Р^ 1 догичне Р4,тод1 зусилля тиску, зсуву та згибн! моменти у будь якому перетин! в1дображаються диферешЦйними за-лежностями.Вони значно зпрощуються, ящо якийсь вид навантаження в!дсутн1й. Диференц1альн1 р1вняння вдасться про1нтегрувати в раз! в!дсутносг1 дотично1 составляючо! навантаження. Ц1 залежност! дозволяють розраховувати окрем! еласткчн! елементи на котр1 умовно роздрЮюоються еласткчн1 конструкцИ. Об'еднання до единого ц!лого елемент1в у мЮцях 1х роздр!блення проводиться по зусил-лям 1 моментам, як1 виражен1 через рад1уси кривини.

Числова реал1зац1я приведеного методу на приклад1 нап1вок-руглого еластичного деформативного элементу показали, що незнач-не зм1нення в прирост! варьюемих значень координат викликае р1з-ке зм1нення д!ючих внутр1ш1х зусиль, що приводить до обмеження кола ун1версал1зац11 методу.

На гтриклэд1 пустот!лого деформативного елементу еластичного привального бруса було опробовано метод розрахунку еластичних конструкций, оснований на енергетичних сов1дношеннях його дефор-мування. Припуськаеться, що справедлива г!потеза площинного на-пруженого стану при незалежност1 д!1 деформац!й тиску, згибу та зсуву. Р1шення задачи в!дбуваеться у рамках об'сднаного закону

Гука. Маеться на уваз1, що матер1ал 1зотропний.

ПотенЩйна енерг!я деформацН серединно! поверхн1 деформа-тйеного елемента на кожному 1з аппроксимованих дугами кола рад1-уса г д!лянках представлена у вигляд!

, XI ^ - стискуюче и перер!зуюче зу.силля; i - площа пере тину, а - коеф1ц1ент разподПлення дотичних зусиль у перетин1.

Апроксимац1я серединно! поверхн! деформативного елементу ви-конуеться, як безперегибною кривою, так 1 кривою, яка мае крапку перегибу. Индекс i харзктеризуе вид!лену д1лянку, J - етап наван-таження.

При м1н1м!зац11 виразу потенц!йно1 енергН деформац!'! вико-ристана процедура Ритдя d\L/dr = 0.

Результата розрахунку пустот1лого коробчаного еластичного елементу були заполучен1 при апроксимаци його серединно! поверх-н1 дугами кола, як! складалися 1з двох д!льниць та пор1вшовалися !з результатами експерименту. Р1зкиця Mis розрахуковими 1 експе-риментальними кривими дор1вяюють 12 - 15%. При з1мкненн1 внутр1-шньо! порожншш прим1рника схема ;наОувае нед1ючого стану.

Метод к1яцевих елемент!в для незгискуемих середовищ вггрова-джено на ochobI л1н1йно! теорН пружносг1, хоч мае деяк1 в1дм!я-н! особливост!. Незтискуемий матер!ал рахуеться статично дефор-муемим, однор1днш, 1зотрошшм, незтискуемим, л!н1йновпругим. Умова незтискуваемост1 матер1алу враховуеться введениям функцИ г1дростатичного тиску з.

У б1льшост1 задач для суднових еластичних конструкций можли-ве припущення про те, що перемИдування увздовж яко'!сь ocl пост1-йн!, або зовс1м в1дсутк1, тод! повна система р1внянь у перем!щен-нях мае вигляд:

дз н X

У2и + — + - = 0;

дх а

дэ и У

+ --н - = 0;

ау а

ди дь

— +• — = 0.

дх ду „

К1нцед1 элемента грикугнини, чотирикутнкси та 1нш. прийма-ють однакову зпроксимаЩю невщомих функЩй:

ы

и(х,у) = £ скгк(х,у), к = 1,2.. .11 к=1

де Гк(х,^) - найпрост1ш1 пол1ломи; N - число вершин елемент1в.

0ц1нка достов1рност! розрахунку методом к1девих елемент1в при покрокоЕому навантаженн1 еластичних конструкций проведена на приклад1 прямокутнього еластичного параллел1п1педу.

Результат розрахунково! реал1зац11 показали, що стаб1л1за-ц1я результат1в розрахунку починаеться при роздр1бленн! на десять крок1в навантаження. При двадцати кроках навантаження зм1-нення площ1 перетину не прившцуе а < 1% .

Для еластичних конструкц1й часто характерне нел1я1йне фор-мозм1нення, яке пов'язане з д1ею на еластичну конструкц1ю р1зно-ман1тних вид1в навантаженнь, аОо з р1зким зм1ненням пружност1. Тод1 крок навантаження мае оути зм1нним.

Четверта глава присвячена розрахунку еластичних конструкц!й методом к1нцеЕих елемент1в з посл1дуючим пор!в-нянням результата розрахунку та експериментальних даних.

Кругов1 еластичн1 цил1ддричн1 товстост1нн1 оболонки експлу-атуються у Оагатьох видах суднових пристро"1в, разом 1з тим вони ефективн1 до оц!нки р1зноман!тних розрахункових процедур. Обо-лонка, зтискувана пром1к коротких паралельних плит, * була розрахована методом к1нцевих елеменПв.

За к1нцевий элемент було прийняго чотирекутний зЮтавлен-ний з двох трикутних елемент!в, об'едааних пром1ж собою однако-

вим г!дростатичним тиском. Задача була розв'язана у перемШеннях, що дозволяв в1дноситк напружекня до модулю другого роду та вир1-щувати задач1 про Еелик1 деформування не залехно в1д ф1зичних констант еластом1рного матер!алу.

При однопараметричному опису ф!зичних в1дношень еластом1-р!в визначаючим мае бути модуль другого роду G. Розповсюдженним методом знаходкення модуля G признано визначати його залежно в!д твердост1 матер!алу

g = 1,19 его ( о.озз на ) кгс/см2 де н - тверд1сть по Шору А, яка вим1ряна тЕердометром ТМ-2.

Для оц1нки ггроЕедэних розрахунк1в по обтискуванню кругових ц1л1ндричних оболонок було проведено експеримент в якому отрима-н1 результати систематичних 1спит1в тоестост1нних колообразних ( оболонок на спец!алько сбудованому лабораторному щристро!.

Прозор1сть одн1е1 1з обтискуючих оболонку плит дала змогу стежити за зм1ненями форми та площини контактно! поверхн1. Пло-щина контактно! поверхн! зим1рювалася за допомогою план1метра по фотокартках, на як!х було знято п'ятна контакту через прозору плиту.

Результати розрахунку МКЕ пор!внювалися з розм1рами зони контакту, як1 буди отриман1 експериментально.

Деформац1я еластичного елементу "DUKLOP", зтискусмого м1ж короткими плитами дор1внювала 40% В1д його висоти. Число крок1в навантаження п покроково! процедури зм!шовалося в1д I до 100.Було встановлено, що один крок деформування елементу на вказаний розм1р (40 йвисоти ) приводить до втрати площини перетину дефор-мативного елементу на 12,5 %. Двадцать крок1в навантаження приводить до s = I %. Подальше зростання числа крок1в навантаження деформативного елементу незначно вшшвае на зм1нення плош! поперечного переткну, 1 при 100 кронах нагантаження е = 0,22 %.

Проблема формування початкових даних для пустот1лих еласти-чних конструкц1й при впровадженн1 МКЕ мае м1сце при описуванн1 внутр1шн1х порожнин с1ткою к!ндевих елемент1в, яка придатка бу-ла б зЩобразити спряж1ння внутр!шн1х кривол1н1йних отвор!в 1 порожнин. Складною s гантелевидна внутр!шя порожнина, яка була

вибрана як зразок, на якому пор1внювзлися результата розрахунко-зих процедур з результатами експериментальних даних.

Експерименгальному обтискуванню м1ж площинними короткими плитами було завдано еластичним елементам з розм1рами 200*125мм, 169*95 мм 1 110*70 мм. 3 метою мата можлив1сть описуванта фор-мозм1нення еластично! конструкцИ 11 перетин було сфотографова-но через прозору о1тку з1 сторонами прямокутника 10 мм.

МКЕ дозЕоляе провести граф!чне побудування зовн!шньо1 фор-ми перетину еластичного деформативного елементу в процес! його формозм1нення. Така процедура в1дображена на.мал. 2. На останн1й позщИ л) в1дображена фотография перетину деформативного елементу в стан! з1мкненя внутр1шньо1 порожнини.

Засоби виготовлення судновнх еластичних конструкЩй засно-вуготься на двох технолоПчних процесах: методом формування, або екскруз 1йним методом. Перпий дае точну форму, але мае малу про-дуктивн1сть. Другжй метод мае високу продуктивн1сть, однак точ-• н1сть виготовлення зразка дутл мала.

Конф!гурашя перетину еластичних деформаШйних елемент1в зв'язана не т1льки з прузсн1ми характеристиками, ала 1 з розпод1-ленням контактного тиску. На.мал. 3,а в!дображено перетин еластичних деформаШйних елемент!в, як1 були отриман1 формуванням, 1 методом екструд1рування, мал. 3,6. Там же було побудовано епюри контактного тиску.

Зморжкоутворювання е одною з прояв напружно.- деформативно-стану, в!дпов1даючому закритичн1й облает! деформування. Утворен-ня зморшок простежуеться на внутр1шн1х порохнинах деформованих еластичних порожнет!лих конструкций, як! зэзнають интенсивного згиоу. Початок утворення зморшок в!дпов!дае умов! rCp/t <0,2, де гСр - радиус кривини серединной поверхни, t - товпмна обо-лонки.

Рад1ус кривини внугр1шньо! поверхн! еластичнои конструкции визначався по координатах трьох вузлоЕИХ краток га апроксимував-ся параболичною функцией.

Контролювання значения рад!усу кригини внутр!шньо1 поверхн!

а)

18

з)

\ 30мм

I.

1—Н

—г

яшотя

_V

—

б>

г)

, 20мм

1 бОпг

__1 I

гу-—-^и-*_ ——++-

Мал. 8. Граф1чш супроводквння формозм1нення еластичних конструкц!й та 1х експриментальний контроль.

зразках р!зних метод!в виготозлення.

еласттно1 конструкцИ дае моклив!сть визначати стан загрози ви-никнення зморшок та втомленосних руйнувань.

В п ■ я т 1 й глав! розглядаються особливост1 про-ектування елатичних конструкции в процес1 експлуатацИ яких зм1-нюються характеристики зони контакту. Под10н1 задач1 виникають у тих Еипадаах, коли еластичн1 конструкц!1 розм1щуються на кривол1-н1йних поверхнях, або вспупають з кривол1н!йними поверхняш до контакту.

Б1льш1сгь судново'1 поверхн1 на як1й розм1щуються аОо з якими контактують елатичн1 конструкцИ, анал!тичними виразами не описуються. Рахуеться, що зона контакту мае Оути "зануреною" 1 являе общу зону як для деформоЕано1 еластично! конструкцИ так 1 для конструкцИ яка вступила з нею у контакт.

РозглЯнуго випадок швартовки судна, яке обладнане еластич-ними привальними Орусами, до площинно! причально1 споруди п1д ку-том а, мал. 4.

Використовуючи сер!ю значень б були отриман! коректован1 (в функцИ от довжини зони контакту) спружн1 характеристики дефор-мативного елементу привального Орусу.

Привальний брус, або кранець эластичного виконання який розм1щено на кривол1н1йн1й поверхн1 може вспупати у контакт з короткими кривол1н1йними поверхнящ другого судна, дебаркадеру чи 1нш.

До криво!, апроксимуючо! форму привального !бруса першого судна проводиться дотична п1д кутом с^, до друго! кривол!н1йно1 поверхн1 п1д кутом а2. Производн1 апроксимуючих р1внянь tga.í га tgQ2 прир1внюються, що дозволяе получити коорд1нати крапки контакту, яка мае бути единою для обох з1швартованих суден або плавучих о<3'ект1в, що дозволяе зе'язэти 1х системи координат.

Сум1сне р1шення системи р1внянь дозволяе визначити координа-ти крапок, як1 сОмекують зону деформовано1 частики еластичних засо01в амортизацИ, сер!я значень деформацИ привального бруса або 1ншого засобу амортизацИ б дозволяе заполучити пружню характеристику .

Мал.4. Схема швартовки судна до плотинного причалу.

Приклад розрахунку, прозведений чисельним р!шенням системи р1внянь припуськае з1швартовку двох однотипних суден. Кути скла-дали а(= аг= 9°. Величина зони контакту по р!вняню з довжиною зони зони контакту судна з прядал1н1йною причальною спорудою при однаков1й най01льи1й деформацИ привального брусу скоротилась у 1,33 рази.

Форма носового, 1 кормового кранц1в буксиру була апроксимо-вана р1вняннями дуг элЗлса. Зона контакту кранця буксирного суд-з жорстгаш шющинним бортом штовхаемого 1м судна залежигь в1д типу,'форми кранцю, його вяруго! характеристики, в1д кута п1дходу.

Зона, яка з!м'ята у еластичного кранця визничаеться довки-ною хорда апроксимуючого ел1псу. Сум1снз р!шення р1внянь прямо! 1 апроксимуючого ел!псу дозеоляс визначити координату зони контакту .

По деформац1ям кранця у кохн1й крапц1 пружн1х характеристик визначаються зусилля його обтиску. ШвидкЮть I кут наближення а буксира у час контакту з кантуемим судном е величины випадков1.

Кормов1 к1нцевост1 криголам1Е 1 криголамно-транспортних суден обладнюються еластичними кранцями форма, розм1ри 1 конструк-рукцИ яких маготь значну р1зноман1тн1сть.

На мал. 5 показана можлив!сть апроксимувати обводи носових частей суден типу "Амгуема" 1 л!хтеровозу типу "Севморпуть", а також крив!, апроксимуюч1 форму еластичних кормоЕих кранц!в суден типу иТ1кс1" та "В1тус Бер1нг".

Носова к1нцез1сть судна вшишкае деформац1ю кормового кранця кркголама на розм1р Зо. Ишенням снстеми алроксимуючих р1вняннь розраховуеться зона контакту, значения нормалей к жорстким пове-рхням. По деформаЩям у кош1й крапц1 еластично1 конструкцИ бу-дуеться пружня характеристика з урахуванням зони контакту.

Деяк! конструкцИ кормових кранц1в допускають розтащуваяня деформативних еластичних елеменИв у к!лька ярус1в.При цьаму вони зм1щуються один в1дносно 1ншого у продольному напрям1 1 вста-новлюеться додаток на розм1р деформування одного ярусу в!дко-сно другого.

Мал.5. Апроскимац1я носових обвод!в суден та форми кормових кранц!в.

Форма кормового крзнцю криголама 1 форма носово! к1нцевост1 судна може допустити двозонове деформування кранця. Коордкнати крапки дотику визначзсться умовою, до логична едина як для функ-ц11, описуичо1 форму носово! к1нцевост1, тзк 1 для функцИ, ап-роксимуючо! форму кранцю.

Д!аметральн! площини криголамного 1 проводимого 1м суден серед криг не зэвжди зо!гаються, тод! доц1льна оц!нка пружн1х характеристик кранц1в при Еиникненн1 деякого кута ср м!ж судном та криголамом. Прукн1 характеристики 1 в цьому раз1 знаходяться за такою же схемою, яка була в!доОражена Еще.

Запропонован! ззлёзкност! були реал1зован1 при проектуЕзнн! еластичних кормових краншв криголамно-транспортних суден. Характер пружн1х кривих носить досить р!зко виражену нел1н1йн1сть яка обумовлена нел1н!йними зм!нами уздоежн1х розм1р1в контактно1 зони.

У ш о с т 1 й глав1 розглядаються особливост1 кр1п-лень еластичних кснструкц!й, 1х утримання та розмИцення на жор-стких суднових поверхнях. Серед кр1плень розповсюджен1 конструк-ц1! на шпильках та гвинтах.

Переспективн1 вкди кр1плень еластичних конструкЩй заснова-н! на електродуговому зварюзанн1. Еластом1ри у сво1й б1льшост! втрачають ф1зико-механ1чн! властивост1 при температур1 200-250°С що зтримуе розвиток впровадзкення зварювання в технолог1чн! про-цеси прбудови кр1плень эластичных конструкц1й суднових пристрой. '

КонструкЩями кр!плень еластом!р1в предбачасться деяка в1д-стань. зварювально1 дуги в1д еластом1р!в, тому виникае задача про визначення м!н!мально дозволимо! в1дстан! на яку в1ддаляеться електрозварювальна дуга в1д еластом1ру при заданому часу 11 д!1. Або виникае задача про визначення часу д11 теплового поля звзрю-вально! дуги на еластом!р при задан1й в1дстан! м1ж ним 1 дугою.

Перерахован1 задачи можуть бути вир1шен1 методами Еизначен-ня тепловых шлей зварочних процес!в. При цьому джерело тепла приймаеться або зконцентровэюш, або розпод1леним,або шющинким.

Форма т!ла була зпрошена, як до нзп!внеск1нчеиного т1ла, або як до плотинного шару.

Рахуеться, що на поверхн1 нап1внеск1нченного т1ла наплавля-сться стрижень з1 ивидк!сгю V. Максимальне допустиме значения температури в крапц1, яка в!дсто1ть в!д ос1 стрижня на в1дстан! уа добувае через якийсь час tí з початку процесу зварюЕання. Ру-хаючися джерело теплоти мае пост1йн.у потужн!сть. В якост1 параметру було обрзно герШновий 1кгервал тетературяо1 д11 звзрюва-льно! дуги при якому в м!сцях розташування еластом1р!в викону-еться умобэ Т < 250°С;'

Загальн! залежност1, були реал1зован! на кр1пленн1 еластич-ного деформативного елементу привального бруса, по авт. сз.-ву Я 1049343. Варьювання выраз1в, як1 врзховувть р1зномэн1тн1 умови теплов1ддачи дозволяв визначзти оптимальн! режими зварювзння. Доведена принцшгова можлив1сть використання зЕарювання в конст-рукц1ях кр1плення еластом!р!в.

Конструктивн1 особливост1 закр!плення чинить Ееликий вплив на деформзтивн1 показники еластичних конструкц1й. Для 1х оц1нки розглянуто деформативний елемент трапец1евидного перетину з краплениям на шпильках, а гзкож на тавр1 з використанням зварюваль-но! технологи монтажу. Вар1анти кр1плень еластичних деформатив-тивних елемент1в вЗдображзються в розрзхункових процедурах р1з-номзн1тних обмеженнь зм1щень на кордонах.

Формозм1нення еластичних деформативних елемент 1в не е единою р1зницею, яка простекуеться при р1зних видах закр'Шлення йо-го на суднових поверхнях. Значн1 зм1ни мае пружня характеристика деформативного елементу. Це видно з мал.6. На ньому в1дображен1 пружн1 характеристики еластичного деформативного елементу з трапец1евидним перетином та габаритами 120*120 мм в залежност1 в1д особливостей конструкцИ кршлення: I - кр1плення з використанням тавра; 2 - кр1плення з використанням шпильок; 3 - в1льне розм1щення деформативного елементу, розрахунок; 4 - експери-мент.

Р1зниця м1ж пружн1ми характеристиками описаних зразк1в при деформац!ях, в!дпов1даючих змиканню внутр!шн!х полостей дор!внюе

о 0,02 0,04 0,06 м 0 • 0> О,м' о'ош

0,125 0,10

0,075

О,05 0,025

/

У/

/ / >

0,01

0,02

0,03 <?04

(М)

Мал.6. Формозм1нэння та пруда! характеристики элемента трапец!евидного перетяну.

25% - 23%. Ця обставила вказуе на необх1дн1сть кореятузання пру-жн1х характеристик еластичких конструкц!й в залежност1 в1д особ-ливостей 1х кр1плення.

Еластичн1 конструкт 1 кругло1 ц1л1ндрично1 форми мають до-сить широке розповсюдження серед суднових пристро!з. Вони вкла-даються в короткий ложамент висота якого та ступ!нь обхвату 1м деформативного элементу дуже р1зна 1 може дор1внюзати половин1 д1аметру эластичного деформативного елемектз.

Було розглянуто стискування кругово1 эластично 1 Шл1ндри-чно1 оболонки, розм1щено! у ложаментах р1зно1 висоти.

М1ж пружньою характеристикой деформативного елементу 1 кон-струкц1ею його кр1плення можна побачити залежн1сть - чим вше ложамент обхвату5 деформативний елемент, тим жорстк1ша його пру-жня характеристика. Висота ложаменту обгрунтовуе над1йн1сть та ст!йк1сть його кр1плення 1 одночасно зменьшуе його податлив1сть. Розходження по зтискуемому зусиллю при ф1ксоваких деформац1ях може дор1внювати 300-400 %.

Доц1льно до р1знкх розм1р1в ложамент!в були проведен1 роз-рахунки по визначенню контактного тиску на р1зних р1внях дефор-мування та визначенню ширили зони контакту для кругово! еластич-но1 оболонки.При невеликих деформац1ях наиб1льший контактний тиск знаходиться у центр! зони контакту, при зб1лыденн1 деформацЗй (С/Б>0,4) найб1льше значения контактного тиску розм1щувться по краях зони контакту.

Проведений розрахунковий анал1з доводить, що зм1нення висоти ложементу в1д 0,15 Б до 0,5 Б, наприклад, може привести до р1зниц1 розм1ру контактного тиску до 40%.

До р1шення задач1 про оц1нку зсувно1 пружност1 була розгля-нута еластична ц1л1ндрична оболонка, при р1зноман!тних умовах кр1плень. Пружня характеристика еластично1 оболонки при зсувно-му навантаженн1 приводиться на мал. 7. Як1сна оц1нка над1йност1 кр1плень була проведена по результатах розрахунк1в МКЕ Щл1ндри-чного деформативного еле менту розташованого в ложаментах р1зно1 висоти. Зсувна жорстк!сть еластичного деформативного елемента

'Мал..7. Зсувн! npyrol характеристики еластично1 ц!л1ндрично1 000Л0НКИ.

р!зка зрастзе яри висот1 ложемента б1льше 0,15 Б, де В - диаметр оболокки.

Ззгальна як!сна характеристика зсувно1 пр.ужност1 була проа-нал1зована на приклад1 нап1Ек1льця. Загэльний характер формозм!-кення тако1 оболонки та зм1нення зсувно! податливости по м1р1 зростзкння висоги ложамента дозЕоляе прогяозувати можливе зрос-тання зсузно! деформативност! оболонок !ншкх форм.

У с ь о м 1 й глав1 представлен! загальн1 рекомендз-ц!1 по проектуванню елатичних конструкций суднових пристроив. До оШнки м!цяост!, над1йност! та довгов1чност! суднових еластичних конструкций були побудован! розрахунков1 схеми вс1е! конструкции чи и! окремих елемент1в.

Зад напружено-деформативного стану ззлежить вид форми эластично! конструкции, умови опирання (кр1пленйя), вид характеру прикладених навантажень. Згадан! фактори м1стять як як!сн!, так и к1льк!сн1 параметри до конкретизации когрих зводиться процес побудози розрахункових схем, що дозволяе звести до ц1лосност1 задач по класиф1кац11 еластично'1 конструкции и по идентификации параметров математичних моделей.

До як!сних параметр!в в1дносяться: - оч1куваемий характер руйнувзння, можливий механ!зм деформування та 1нше ! вони можуть бути формализованный.

К1льк!сн! характеристики проектуемо! еластичнои конструкции можуть бути викорисгани на !кинцевих стадиях проектування, якщо основяи розрахункови процедури ведаться у безрозмирному ста-ни. У цьому рази одним з етапив розрахунково-проектнои схеми е идентификация параметр1в матиматично! модел!,надання 1м конкрет-них знзчень на основ! прямих збо косвених показникив.

На мал. 8 зображена обща блок схема побудування проектно-ро-зрахункових схем проектування еластичних конструкций. Ця схема в1добрэжае загальний характер розрахункових процедур, формальне виконаяня яких потребуе процес проектування еластичних конструкций суднових пристро1в.Парними рисками з двох бокиз кожного блоку цие'1 схеми в1да!чен1 питания, яки розглянути у дисертац!!.

-' Зовн1шя задача'-

Роз робка техн.1чпого завдання на проетування судкового пристрою

Розробка теан1чного эабдання ка проешування еласгтчно1 канструк-ц11 суднового пристрою

Вщрр1тя задача

-| 1 .ВерхяШ р16енъ

1.1.

1.2

1,3

1.4

1.5

2.3ихнШ р16ень |-

2.1

2.2

2.3

Розрагунок UKE головках ехелен-ml& ejaaramiQl конапрукцИ судкового пристрою

Qu,lHioo. напрухено-дефориатвно-го спану елаатпних конапрук-ц1й суднового пристрою

Визнаыення шляхО> пешку опти-жиъного »трухено-дефорлатив-ного стану

0тти1зац1я я1дсгюиел

Загалъне розтащваняя^ Зул1сн1апь дефорлування Вилоги до виготовлення

Qcoäjuieocml конструкцЮ. кр1тиенъ Вилоги до корпускиа: конструкцЛ

Мал. 8. Блок - схема проектування еластичних конструкции

Блоки як! мають подв1йн1 риски з одного боку вкззують на чзстко-ве розглядання, а блоки лише з одиш рисками в дисертацП не роз-глянут1.

У б1льшост1 суднових 1грисгро'1з еластичн! конструкцИ з про-цес1 свое! експмуатацИ вззсмодЮТъ з жорсгкими поверхнями. Од-нак еластичн! конструкцИ можуть взэемод1яти ! м1ж собою. Тод1 деформативн! показники кожко! 1з еластичних конструкц1й, як! вступають у контакт залежить в!д частки 11 участ! у сум1стному напруясно-деформаШйному стан!.

Контакт двох еластичнкл констсукц!й кожна з яких розм!щена на жорстк1й Ш10щин1 часто зустр!чаеться у склад! ущ!льнень судно вих вантажних закритт1в. До контакту можуть вступати, як одноти-пн1 еластичн1 деформативн1 елементи, так 1 елементи з р!знш поперечным перетином. Контакт еластичних деформативних елемент!в, розташованих на кривол1н!йккх поверхнях зустр!чается у засобах амортизацИ суднових конструкШй. Контакт сферичних еластичних тягнучих елемент1в з еластичным взлом, с у склад! промислових пристро!в для ви01рання канат1в, засо01в промислового лову.

Взаемод!я двух деформативних елемент1в, розташованих на жорстких плошинах може бути роглянуто в брамах шюииннно! задач1 про сум!сне деформування еластичних конструкц1й. Нариклад, тзко'1 сум1сно! взаемод11 розглянуто доц!льно до двох еластом1р!в р1зно-го поперечного перетину, як1 трапляються у склад1 ущилышочих пристро!в закритт1в суднових вантажних прим!щень. Сум!сн1сть де-формац1й еластичних елемент!в дозволяе судити про сум!стн1сть напружно-деформац1йного стану, а також про формозм1нення в райо-н1 контактно! зони.

Еластичн! тяглов! елементи вступають до контакту не т1льки пром!ж собою (у холостому режим1 експлуатацИ), але 1 з жорскими елементами приладдя промислового лову, канатами (в тягловому режим! екрплуатацИ). К1лвка площинних перетин!в, виконаних рад1-ально в межах значень кута ср , в1докремлззючого зону контакту елэстичного тяглового елемента з жорстким ц1л1ндрични!л т1лом розглянуто в1др!знено.

Побудова тяглових характеристик еластичних елемент1в спря-мовака на одностайну оц1нку зусиль, як! передашься ц1л!ндрич-ним т1лом, або т1лом 1ню1 форми за посередь зусиль тертя, вики-кзючого м1ж ц1м т1лом та його тяглового оболонкою.Коеф1ц1ент тертя м!ж еластом1рами та жорсткими т1лами може находитися у широкому д!апазон1, особливо у тих випадках, коли еластом1рне ггакрит-тя тяглового элементу уволоджене або покрите рибною слиззю.

Як приклад було розглянуто задач! взагмодП про скружне де-формувзння ц1лого ряда плодинних еластичних к!лець з р!знимй умо-ззми його утркмання.

Схематизац1я проектно-розрахункових р1шень проектуванння еластичних конструкц!й суднових пристро1Е дозволя-: еиходити за бра-ми задач плотинного напруженого стану.Контр:тн1 задачи, потребуюсь зменшення с!тки к1яиевих елемент1в можуть бути розглянутими в к1лька етап!в. На початковому етап! розглядаеться уся еластич-на конструкция, а на сл!дуючизс 11 в1др!знен! елементи.

Проектування эластичних конструкц!й суднових пристро!з е досить складна задача. Можлив1сть ор!снтуватися в ззгзльних пи-тзнях процесу проектування еластичних конструкц1Я суднових прис-тро!з давть загальн1 рекомендацИ для гочаткового проектування сна початкових стад!ях). Вони побудован1 на обгрунтуванн! можли-востей розм1щення еластичних конструкц1й, можлиеостэй розрахува-ти приблизьн! значения зусилль та енергом1сткост!, а також для приблизно! оц1яки погреб еластом1р!в залежно в1д ц1х показник1в. Вказано на найб1льш! значения зусилль та енергом1сткост1 як1 зд1-0Н1 прийняти еластичн! конструкцИ того, чи 1ншого типу.Прибдиз-н! розм1ри зон контакту на кривол1н1йних поверхнях рекомендовано розраховувати найпрост1шими залежностями.

Особливост! впливу кр!плень на деформацЦ тиску та зсуву продемонстровано граф1чними залажностями. Розпод1лення контактного тиску на зтискуемих поверхнях в1дображаеться сер1ею граф1ч-них залежностей, побудованних для перетин!в прямокутного проф1ля наружного 1 внутр1шнього контур1в. Эупинено також увагу на особ-ливост! вибору еластичних Шдкладин.

висновки

1.На основ1 анал!зу вХдчизняних та закордонних джерел вста-новлена актуальн1сть детального досл1дження еластичних конструкции суднового призначення, як! опорядкован1 умовами експлуата-ц11, видами деформування та формозм!нення.

2. Метод чисельного моделювання процесу взаемодИ суднових об'ект!в було розроблено з в1рог1дних позиц1й в умовах багатопа-раметричност! цього процесу, що дозволило в якост1 параметр!в ви-користовувати поступов1 та кутов1 швидкост1, ампл1туди та час дГ1 1мпульс1в та 1шд.

3. Метод верог1дно! оц1нки над1йн6ст1 кранцезого захисту ба-гзтомодульних буксируемих систем у раз! пркйомки IX спукоп1д1Л-мальним пристроем дае змогу оц1нювати в1рог!дн1сть виходу пристрою з ладу при перевищенн1 допустимих прискорень та енергом1ст-кост1.

4. Матиматичною моделлю системи криголам-кранень -транспор-тне судно при 1х сум1сному просуванн1 в криговому пол1 доведено, що позинн! враховуватись не т1льки деформацИ тиску, але 1 зсуву

5. Анал1з метод!в розрахунку еластичних конструкц1й суднового призначенння, а також апробац1я деяких 1з них призвела до не-обх1дност1 адаптацИ методу к1нцевих елеменНв доц!льно до нез-тискуваемого матер1алу, а також перев1рки його ефективност1.

6. Розрахунки еластичних конструкц1й судноеих пристроХв дозволили пор1внювати з експериментальними даними, здобутими, як у процес1 виконання експериментально! частини роботи, так 1 у прес1 не т1льки по пружн!х характеристиках, а 1 по розм!рах зон контакту та формозм1ненню перетин1в.

7. Метод опорядкування контактних зон при взаемодИ еластич-

них конструкц1й з короткими дозволяв будувати прукк1 характеристики, як! в1дпов1дають д!йсному стану деформування, що було вра-ховано для кранц1в буксирних та криголамних суден, а також для судна обладнаного привальним брусом.

3. Проанал1зован1 вида кр!плень еластичних конструкц!й, спря-мували шлях до удосконалекня кр1плень за рахунок використання електричного зварювання. Моялив!сть використання обгрунтоЕана.

Э. Досл!дження схем урахування впливу конструкд!й кр!плення на деформац1йн1 показники еластом!р1в, доевло, що крЗллеиня впли-вають не т!льки на прузш1 характеристики тиску та зсуву, але 1 на формозм1нення перетин1в.

10. Анал1з загальних принцшПв побудови розрзхункових процедур, виникаючих при проектуваш1 еластичних конструкц!й прив1в до побудови блок-схеми, яка в1дображае не т1льки процес проекту-зання, а 1 перел!к задач, розглянутих в дисертац1йн1й робот!.

11. РекомендацИ по оц1нюванкю особливостей взаемод!! еластичних конструкц1й м1ж собой дозволили побудовати проектно-розра-хунков1 процедури доц!льно до просторових еластичних конструкц1й

12. Розроблен1 рекомендацИ проектування еластичних констру-кц1й судновых пристро!в дозволяють вести проектування на почат-кових стад!ях.

Основний зм1ст диссертацИ в!дображено у сл!дуючих роботах:

1. Александров М.Н..Б у г а е н к о Б.А..Н о р о б а -нов D.H.,и др.Судовые устройства. Справочник.- Л.¡Судостроение 1987г.

2. 3 а й ц е в В.В.,К оробаноЕ D.H. Суда-газовозы. -Л: Су до-строение , 1990,301с.

3. Морской энциклопедический словарь (А-И) VI.Судостроение, судовое машиностроение, морское приборостроение,!. ."Судостроение",

1991. (В составе авторского коллектива).

4. Морской энциклопедический словарь (Н-Я) VI.Судостроение, судовое машиностроение, морское приборостроение,Л.."Судостроение",

1992. (В составе авторского коллектива).

5. М а г у л а В.Э.К оробанов Ю.Н.Ш паков В.П.Расчеты судовых осесимметричных мягких оболочек.Уч.пособие.-Николаев. 1978.97с.

6. Коробано в Ю.Н.,3 а й ц е в В.В.,Б у г а е н к о Б.А. Специальные устройства судов с горизонтальной грузообработкой. 4.1. Аппарели.Уч.пособие.-Николаев.1984,104с.

7Л о р о б а н <j е Ю.Н.,3 а й ц е в В. В. .Специальные устройства судов с горизонтальной грузообработкой.4.2. Закрытия грузовых помещений.Подъемники.Уч.пособие.-Николаев.1985,97с. 3. Коробанов Ю.Н. ,Г у л ь к о В.И. ,М а г д и н A.B. Характеристики пневматических кранцев при контакте с цилиндрическим бортом. "Труды НКИ",Вып.IIS,-Николаев,1976.стрЛИ -115.

9. Коробанов Ю.Н. ,Г у л ь к о В.И.,Е г о р о в а Л.Г. Проектирование антикреново-крандевого устройства."Труды НКИи,Вып 140.-Николае в.1978.стр.16-26.

10. Коробанов Ю.Н. Экспериментальное определение упругих характеристик толстостенной эластичной трубы. "Судовые устройства системы и гибкие конструкции".-Николаев,1982.стр.50-54.

11.К оробанов Ю.Н. ,П а в л о в Ю.С.Энергоемкость коробчатого привального бруса. "Судовые устройства, системы и гибкие конструкции".-Николаев.1982.стр.54-59.

12. Коробанов Ю.Н. ,П а в л о в Ю.С. К расчету V - образных упругих кранцев."Судовые мягкие и гибкие конструкции".-Влади восток.1983.стр.91-95.

13.Коробанов Ю.Н.Особенности автоматизированного проектирования привальных брусьев."Совершеснствование судоеых устройств и гибких конструкций".-Николаев. 1986.стр. 18-27.

14. Коробанов Ю.Н. Привальный брус. Информационный листок

о передовом производственно-техническом оште. № 87-059,Вып. 2. Одесский ЦНТИ. 1987.стр.1-4.

15. К о р о б а н о в Ю.Н. Расчет привальных брусьев D -образного сечения. Ресрубл. межведомств, к-технич. сборник "Судостроение", Вып.36.-Киев,Одесса.1987.стр.59-64.

16. К о р о О а н о в Ю.Н.Расчет цилиндрической оболочки, сжимаемой между параллельными плитами."Совершенстврвание судовых устройств и гибких конструкций".-Николзев.1987.стр.30-33.

Î7. К о р о б а н о в Ю.Н. К проетировакшо эластичных привальных брусьев"Малотоннажное судостроение".-Николаев.IS38.стр. 63-67.

18. Коробанов Ю.Н. Автоматизированная схема расчета контактных усилий при швартовке."Судостроение", M 9.1Э88.стр.23-24.

19. К d; р о 6 г н о в Ю.Н. ,Т о л ы и е в Э.В.К особенностям численного моделирования процесса швартовки. "Проектирование судов и судовых устройств".-Николаев.1991.стр.41-44.

20. M а г у л а В.Э.К оробаноз Ю.Н. Приближенный расчет взаимодействия кранца с цилиндрическим телом."Сообщения ЛМ0",Вып. 24.ДВВИМУ.-Владивосток.I973.стр.3-18.

21. M а г у л а В.Э..К оробанов Ю.Н.П а в л о в Ю.С.Метод расчета резиновых привальных брусьев при оценке их надежности. "Надежность, трение и смазка судовых машин".-Николаев. 1982. стр. 30-41.

22. ТолышевЭ. В. ,К оробанов Ю.Н. К расчету судовых амортизационных устройств методом конечных элементов."Автоматизированное проектирование судов и судоеых устройств".-Николаев. 1990.стр.29-36.

23- Т о л а ш е в Э.В.,К оробанов D.H. Оценка эффективности расчета судовых амортизационных устройств методом конечных элементов."Строительная механика корабля".-Николаев.1990.стр.48 -52.

24. ТолышевЭ.В.,К оробанов Ю.Н. Особенности проектирования средств амортизации многомодульных буксируемых систем "Проектирование средств освоения океана".-Николаев.1991. стр.17 -21. •

25. Толыше вЭ.В.,Коро<5анов Ю.Н.Расчет пустотелого деформэтивкого элемента эластичного привального бруса."Проектирование судов и судовых устройств.-Николаев.1989.стр.28-47.

26. Т о л а ш е в Э.Е.,К о р о б а я о в Ю.Н.Пути совесшенствсва ния цилиндрических эластичных кранцев и их креплений."Морские технологии .-Николаев.I992.стр.7I-76.

2?. Ж a g u 1 a V.E. .Kazarezov A.J. ,К о г о b а п о v Y.N. State of the Aut ana Prospects of Further Development jr Ship protection Means Against Damages During Ship Joint Station at sea.IV-tlx IMAEM Congress,Bulgaria,Varna, 198Т.Ш P.rJ. pp.80-93. 23. Д о ц e я к о В. Я. ,:к уравлева Л.И.,М агул а В.Э.', К о р о б а н о в Ю.Н. Устройство для заметз дрифтеркых сетей. Авт.св-во .4 1303104.1986г.

29. К а з а р е з о в А.Я. ,М агула В.Э. ,К о р о б а н о( в Ю. Н.,В л а д и н е ц Ю.Г.Судовое кранцевое устройство, Авт. св-во М 14095Г9,1988г.

30. Ко рос а н о в Ю.Н. Устройство для крепления объектов за бортом судна. Авт.св-во Ун 872376,1981.

31. К о р о о а н о в Ю.Н.,М агула В.Э..Ф е д ч у н А.П. ,Р у дик В.II.,К азарезоз А.Я.,К оробаноза Т.Н. Привальный брус для защиты корпуса судна от повреждения при навале. Ает.св-во А 1049346.1983.

32. К о р о б а я о в Ю.Н.,М а г у л а В.Э.,К а з а р е з о в А. Я. КранцеЕое устройство.Авт.св-во № 1209506.1985.

33. К о р о б а н о в Ю.Н..М агула В.Э.,Ш'е л у д я к о в А. А.,К о з л о в а Л.Л. Кормовая оконечность лихтеровоза.Авт.св-во Я I298I35.I986.

34Л о р о о а н о е Ю.Н. .Коробанова Т.Н.',Б а р в и нс к и й С.Б.Привальный брус. Авт.св-зо Jf 1369985.1987.

35. Коробанов Ю.Н. ,М агула В.Э..Ш елудяковА. А.К оробанова Т.Н. КранцеЕое устройство лихтеровоза.Авт. св-зо »■ 1486396,1989.

36. К о р о б а н о в Ю.Н. ,М а щ е н к о А. В. Кранце вое устройство буксира. Авт.св-во. № 1512852.1939.

37. Коробанов D.H.,К ороленко Ю.А..Т о л ы ш е в Э.В.Д лкнов Ю.А.Спускоподъемное устройство судна для многомодульных буксируемых систем.Авт.сб-во & 1736830.1392. 33. Короба нова Т.Н. ,К азарезов А.Я.,К о р о б ан о в Ю.Н.Гидравлический кранец. Авт.св-во № 1172324.1965.

39. М а г у л а В.Э.К азарезов А.Я.К оробанов Ю.Н. Непейвода В.Г.Судовой кранец. Азт.се-во A I046I58.I983.

40. U з г у л а В.Э..Н овоселов М.В. Д оробанов Ю. Н. Доробанова Т-Н.Уст'ройстЕо для закрепления объектов за бортом судна. Абг.се-во а 692751.197Э.

41. Коробанов Ю.Н. Экспериментальное исследование упругих характеристик цилиндрической оболочки.Всесеюзная научно-техничес кая конференция по методам .расчета изделий из высокоэластичных материалов.(Тезисы докладов).-РигаЛS80.стр.50.

42. Коробанов Ю.Н. Метод расчета цилиндрической оболочки сжимаемой между параллельными плитами.Всесоюзная научно-техничес кая конференция "Методы расчета изделий из высокоэластичных материалов",(тезисы докладов).-Рига.1986.стр.109-110.

43. Коробанов Ю.Н. Расчет сферической оболочки эластичного тягового элемента.Всесоюзная научно-техническая конференция "Методы расчета изделий из высокоэластчиных материалов".(Тезисы докладов).-Рига.1989.стр.97.

44. Т о л ы ш е в Э.В.Д оробанов Ю.Н. Эффективность расче га судовых эластичных амортизационных конструкций стационарного исполнения методом конечных элементов."Девятая Дальневосточная конференция по мягким оболочкам.(Тезисы докладов)".-Владивосток. I991.стр.67-68.

Особиста участь в досл!дженнях. OchobkI нау-KOBi результата, як1 виносяться на захист отриман! автором самосейка.Метод розрзхунку, побудозаний на сризснев1й теор11 дефор-мування запропоковак акакдем1ком Магулою В.Е. 1 автором був опробований на ЕВМ.В експериментальних досл!дженнях участь прийма-ли к.т.Н.Павлов Ю.С., 1нж. Соловьев A.M., в реал!зац11 розрахун-к!в 'приймали участь к.т.н.Толишев Е.В., к.т.к.доц.Цибенко Б.О.

Особиста участь з роботах, нзпнегних в сп!в-эбторстб1. Особисто автором будо виконано II нзукових публ1кац1а 1 отримано одне эвторське св1доцтво.У 1нших публ1кац1лх: з [255 автором оула проведена апробатя запропонованого методу розрахун-ку; з [38,37,403 сфоромульован! принципа адаптзцП методу к!кце-вях елемвнт!в з урахуванням незгискуемост! материалу, та пскро-козим навантзжеяням при розрзхунках великих дефсрмац:й та <$срмо-зм1кень эластичних конструкц!й; з [32,34] проанад1зсзгн1 припу-щення, як! доц 1льно викорисговуваит з розрзхуккзх тонких сболонок; в [10,393 автором розроблено метод розрахунку еластнчких консг-рукд1й, побудований на енергетичних з1дкосинах теорп пружкост!.

А Я К 0 ? А И И Я Коробанов Ю.Н. "Проектирование эластичных конструкций судовых устройств", диссертация на соискание /ченей степени доктора технических наук со специальности 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов, Украинский государственный йорской технический университет, Николаев,1397.

Защищается совокупность научных исследований, (32 научные публикации, 12 авторских свидетельств;, формирующих концепцию проектирования эластичных конструкций судовых устройств.

Различные эластичные конструкции судовых устройств обобщены и рассмотрены с единых проектных позишй, свойственных упругим несжимаемым материалам.

Предложены методы, разработана база проектирования, приводятся результаты экспериментальных исследований, дается сопоставление с ниш.

Осуществлено внедрение разработанных алгоритмов з практику ряда ведущих проектных организаций.

A B S T ?. A G T

Korobanov Y.N. "Presetting elastic structlon of ships equipments ".The thesis for Doctor or Technical Seients on Speciality 05.08.03 - Projecting and construction o£ ships, Ocrainlan State Maritime Technical University, iiicolaer, -99r'.

The whole complex or investigations (.32 scientific publications, 12 patents), which forms the design conception oi ship's equipment's elastic structures is defended in this thesis.

Different elastic structures of ship's equipments are summered up .and considered from the common design position, characteristic to ".he elastic incompressible materials.

Scientific me sods are offered a dislgn groundwork is developed, results of experimental investigations are given a. comparison with them Is given too.

Introdactlon of the developed algorithms into practice of some leading design firms Is nade.

S2MKM HE$OPMAlIII.KIHLEBI LTEMEHTsl,Cy.DKGBI IIPilCTPOI, ®OPM031IHEH-ii.