автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Прогнозирование показателей надежности конструкций ледового пояса

УДК 629.12

На правах рукописи

ТИМОФЕЕВ Олег Яковлевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕДОВОГО ПОЯСА

Специальность 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Сан кт-Петербург 2002

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Морском техническом университете и Арктическом и Антарктическом Научно-исследовательском институте

Официальные оппоненты:

Защита состоится 2&окгября 2002 года в 14 часов на заседании специализированного совета Д212.228.01 при Санкт-Петербургском Государственном Морском техническом университете по адресу 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская д. 3, Актовый зал.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного Морского технического университета.

Автореферат разослан «Д» 2002 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью учреждения, просим направлять на имя ученого секретаря специализированного совета.

Д.т.н., профессор Д.т.н., профессор Д.т.н., профессор

Петинов С.В. Родосский В.А. Цой Л.Г.

Ведущая организация:

Главное управление Российского Морского Регистра судоходства

Ученый секретарь специализированного совета, Д.т.н., профессор

Суслов А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Отечественный транспортный

флот накопил огромный опыт эксплуатации судов в суровых условиях Арктики. Максимальный объем перевозки грузов по Северному Морскому Пути (СМП) был достигнут в 1983 году и составил 15 млн. т в год. Начавшиеся в стране реформы и структурные преобразования экономики привели к значительному снижению потока грузов по СМП и его стабилизации начиная с 1995 года на уровне 1.1 - 1.5 млн. т год. Одновременно с падением транспортной активности возрос интерес иностранных компаний к полезным ископаемым шельфа российских арктических морей и возможным использованием СМП как магистрали между Европой, Северной Америкой и быстро развивающимися странами Восточной Азии. Постепенный отход от военной конфронтации в Арктике и заинтересованность Советского Союза, а затем Российской Федерации в западных инвестициях и западных технологиях освоения шельфовых месторождений была сформулирована 'в так называемой «Мурманской инициативе» 1987 года. Ближайшие годы начала XXI века должны стать для морей Российской Арктики новым этапом в их освоении - разработке прежде всего шельфа Баренцева и Карского морей. Добыча и хранение нефти и газа, дальнейшая транспортировка нефтеуглеводородов и газа в условиях арктического шельфа требуют принципиально новых инженерных решений. Отечественные - компании активно включились в деятельность по освоению морских месторождений Баренцева и Карского морей, что подтверждается строительством морских арктических буровых платформ на заводах Северодвинска, спуском танкеров ледового плавания на верфях Санкт-Петербурга. Предстоящая эксплуатация технических средств в арктических морях в новых экономических условиях требуют детальной и всесторонней оценки проектных решений в первую очередь с экономической точки зрения. Такую оценку можно сделать с помощью быстро развивающегося аппарата оценки риска, где под термином «риск» понимается вероятностная функция распределения финансовых потерь при эксплуатации технического объекта или его подсистемы в течение заданного срока. Таким образом, риск в количественном выражении эквивалентен «финансовой надежности» технического объекта или его подсистемы. Неотъемлемой частью аппарата оценки риска являются процедуры прогнозирования вероятности отказа подсистем технического объекта в течение

заданного времени эксплуатации или, другими словами, прогнозирование показателей надежности. Металлические конструкции судов и сооружений, эксплуатирующихся в ледовых условиях арктических морей, подвержены повреждениям в виде остаточных пластических деформаций. Ремонт таких конструкций - значительная доля расходов судовладельца. В случае ледостойких стационарных сооружений такой ремонт невозможен или связан с особенно высокими расходами. Разрушение металлических конструкций под действием экстремальных эксплуатационных нагрузок в арктических морях может вызвать серьезные негативные экологические последствия, ликвидация которых в Арктике многократно сложнее и дороже из-за низких температур, больших расстояний, высокой изменчивости ледовой и метеорологической обстановки.

Целью настоящей работы является разработка теоретического аппарата прогнозирования показателей надежности металлических конструкций ледового пояса судов и шельфовых сооружений как части более общего аппарата оценки риска эксплуатации металлического корпуса. Работа носит комплексный характер, так как прогнозирование параметров надежности требует рассмотрения совокупности проблем, которые могут быть сформулированы как задачи исследования:

1. Провести анализ условий эксплуатации судов и сопутствующей повреждаемости корпусных конструкций с целью получения численных показателей характера эксплуатации, которые могут быть использованы для построения прогнозных оценок показателей надежности ледового пояса;

2. Изучить влияние разброса свойств судокорпусного материала на расчетные характеристики напряженно-деформированного состояния конструкции в области пластического деформирования и найти способ описания этого разброса при ограниченной доступности исходной информации по характеристикам материалов. Способ должен позволять учитывать разброс свойств материала в рамках процедуры прогнозирования надежности;

3. Сформулировать способы получения вероятностных характеристик эксплуатационных нагрузок. Разработать алгоритмы и методы получения вероятностных характеристик локальных ледовых нагрузок, оценить эффективность методов при различных возможностях исследователя.

4. Проанализировать методы адекватного прогнозирования напряженно - деформированного состояния конструкций

ледового пояса в пластической области. Сформировать критерии отказа конструкции, непротиворечащие действующей нормативной базе по дефектации конструкций ледового пояса; 5. Разработать методы расчета показателей надежности конструкций ледового пояса, учитывающие случайный характер нагружения, различную интенсивность нагружения в зависимости от времени эксплуатации и возможное накопление остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах ледового пояса.

Методы исследований. Решение поставленных задач потребовало привлечения следующих методов исследований: методы математической статистики, регрессионный анализ, теория случайных процессов, методы интерполяции, методы линейной и нелинейной оптимизации, численные методы анализа поведения конструкции в области физической и геометрической нелинейности, экспериментальные методы измерения реакции конструкции в условиях эксплуатации, теория марковских процессов.

Научная новизна и основные научные результаты:

1. Впервые собраны, систематизированы, и статистически обработаны данные по большому количеству рейсов судов ледового плавания, включающие маршрут судна, заданный ключевыми точками и временем их прохождения, ледовые условия на пути плавания, повреждения конструкции и аварийные случаи во время плавания во льдах, время и способ взаимодействия с ледоколом. Такой комплексный подход к сбору и обработке информации позволил получить принципиально новые данные о плавании судов во льдах. Обобщенные данные используются в работе для прогнозирования ресурса конструкции ледового пояса.

2. Предложен способ учета разброса свойств судокорпусной стали на участках упругого деформирования и пластического упрочнения. Способ основан на гипотезе пропорциональности временного сопротивления и предела текучести материала и использует информацию о законе распределения предела текучести.

3. Впервые разработана и апробирована на практической задаче имитационно-стохастическая процедура определения и вероятностных характеристик локальных ледовых нагрузок на стационарную ледостойкую платформу. Процедура использует стохастические параметры характеристик внешней среды, полученные натурными наблюдениями, и модифицированную автором гидродинамическую модель удара твердого тела о лед.

4. Предложен универсальный численный способ восстановления локальной ледовой нагрузки по величинам остаточной стрелки прогиба, который позволяет получать вероятностные характеристики экстремальных ледовых нагрузок.

5. Разработан ряд новых методов восстановления локальной ледовой нагрузки по показаниям датчиков, установленных на конструкции ледового пояса. Применение того или иного метода зависит от количества измерительных каналов и определяется возможностями исследователя. Предложенный подход к обработке данных измерений позволяет получать вероятностные законы распределения каждого параметра локальной ледовой нагрузки.

6. Предложен метод оптимизации расположения датчиков на конструкции, применение которого позволяет исследователю при ограниченных ресурсах получать максимум информации.

7. Проведенный обратный анализ нормативной базы по дефекгации конструкции с остаточными прогибами позволил сформулировать непротиворечивые критерии отказа конструкции, которые использованы в процедуре оценки надежности.

8. Сформирована и применена многоуровневая процедура численного анализа конструкции, работающей в области пластического деформирования, позволяющая учитывать все особенности поведения конструкции в широком диапазоне локальных нагрузок.

9. Разработан и применен метод расчета показателей надежности конструкции в рамках концепции однократного максимального воздействия с учетом износа конструктивных элементов.

10. Разработан принципиально новый метод расчета показателей надежности конструктивных элементов, учитывающий накопление остаточных пластических деформаций, вызванное перераспределением и (или) релаксацией остаточных напряжений. Метод основан на использовании аппарата марковских процессов и представлении ледовой нагрузки в виде потока событий, интенсивность которого есть результат статистической обработки данных натурной тензометрии. Практическая ценность связана с использованием разработанных методов и процедур в рамках методологии оценки риска эксплуатации конструкций ледового пояса, совершенствованием методов назначения расчетных локальных ледовых нагрузок заданной обеспеченности, совершенствованием методов анализа напряженно-деформированного состояния судовых конструкций в

пластической области, возможностью проведения сравнительного анализа проектируемых конструкций по критерию надежности, подготовкой научной базы для дальнейшего совершенствования нормативных документов по проектированию и надзору за конструкциями ледового пояса. На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

1. Метод построения комплексной информационной базы, позволяющий автоматизировать хранение и обработку информации по рейсам судов ледового плавания в замерзающих арктических морях с разбивкой рейса на участки с однородными гидрометеорологическими условиями, точным временем прохода по этим участкам, описанием ледовых условий в пределах участка, данные по повреждениям и авариям, происшедшими во время рейса. Обработка информации комплексной базы данных позволяет получать апостериорные (статистические) числовые оценки эксплуатационной надежности и рассчитывать общие эксплуатационные характеристики, необходимые для априорных оценок показателей надежности.

2. Методология проведения и обработки данных натурной тензометрии конструкций ледового пояса, состоящая из метода оптимизации расположения и ориентации датчиков, методов восстановления локальной нагрузки в виде различного параметрического семейства поверхностей распределения контактного давления по ограниченной области, методов статистической обработки результатов измерений с целью получения вероятностных характеристик параметров ледовой нагрузки.

3. Многоуровневая процедура расчета напряженно -деформированного состояния пластически деформируемой конструкции, позволяющая учесть прочность перекрытия в целом, локальные пластические эффекты и возможность потери устойчивости конструктивных элементов при определении состояния отказа.

4. Деформационный критерий отказа в виде зависимостей лимитирующих значений остаточных пластических деформаций от прочных размеров конструкции, что позволяет непосредственно использовать этот критерий в расчетах надежности.

5. Метод расчета вероятности безотказной работы пластически деформируемой конструкции, аккумулирующий результаты анализа стохастических характеристик материала и внешнего нагружения в предположении, что конструкция при эксплуатации

получает повреждения в результате однократного силового воздействия. Метод учитывает как стохастический характер параметров локальной нагрузки, так и разброс свойств судокорпусного материала.

6. Метод расчета ресурса любой обеспеченности пластически деформируемой конструкции, в которой происходят во время эксплуатации накопление остаточных пластических деформаций. Метод построен на применении математического аппарата процессов Маркова с дискретным состоянием и непрерывным временем.

Внедрение результатов. Результаты использованы в ряде национальных и международных проектов, проводимых Арктическим и Антарктическим научно-исследовательским институтом: INSROP (1992-1998Ф), ARCDEV (1997-1999), INTAS (1999-2001), экспедиция ВГКШ-2000, разработка ледовых паспортов судов: PIERRE RADISON (1997), танкеры классов VLCC и AfraMax (1998-1999), танкер «ПРИМОРЬЕ», плавучее нефтехранилище «ОХА», газовоз компании STASCO и др. Практическое применение отдельные исследования нашли в ЦКБ МТ «Рубин» при проектировании ледостойкой стационарной платформы «Печора» и разработке системы мониторинга ледовых нагрузок ледостойкой стационарной платформы «Приразломная». Результаты работы включены в содержание курсов, читаемых автором для студентов и аспирантов Санкт-Петербургского Морского Технического университета: «Конструкция корпуса морских буровых установок» (специальность 1401), «Конструкция морских инженерных сооружений» (специальность 1412), «Проектирование конструкций средств океанотехники (специальность 1412). Внедрение результатов подтверждено соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Результаты и основные части работы докладывались на российских и международных научно-технических конференциях и совещаниях (Санкт-Петербург, Москва, Мурманск, Северодвинск, Владивосток) на кафедре Конструкции судов Санкт-Петербургского Государственного Морского технического университета.

Публикации. Содержание работы отражено в 37 печатных работах (их них в соавторстве 22) и 36 научно-технических отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы.

Работа содержит 312 станиц текста (с 27 таблицами и 123 рисунками). Список литературы состоит из 229 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Ведение посвящено обоснованию актуальности выбранного направления исследований и описанию работы, содержит структурную схему работы. Целью настоящей работы является разработка теоретического аппарата прогнозирования показателей надежности пластически деформируемых металлических судовых конструкций и конструкций шельфовых сооружений как части общего аппарата оценки риска эксплуатации металлического корпуса. С учетом развивающегося освоения шельфа Российской Арктики такая работа представляется вполне актуальной, направленной на повышение эффективности проектных решений отечественных судостроительных предприятий, повышение рентабельности эксплуатации отечественных судов и добывающей шельфовой техники, использование результатов при формировании нормативной базы по проектированию судовых конструкций. Процедура прогнозирования показателей надежности рассматриваемых конструкций базируется на ряде положений и предварительных результатах, которые более подробно описываются в различных главах работы. Структурная схема работы приведена на рис. 1.

Первая глава диссертации посвящена анализу понятия «надежность» применительно к корпусным конструкциям судов и шельфовых сооружений. Наиболее близкий подход к оценке надежности судовых конструкций можно заимствовать из смежных областей техники - машиностроения и строительства: (работы Болотина В.В.). Упомянутые работы рассматривают в том числе и кумулятивные модели накопления повреждений, которые применяются в последних разделах главы 6 диссертации (метод прогнозирования ресурса пластически деформируемых судовых конструкций с учетом процессов накопления остаточных пластических деформаций). Общим основным числовым показателем надежности является ресурс. Ресурс - величина случайная, что делает необходимым описание ресурса в виде его вероятностной функции распределения. Проблемы, разрабатываемые в настоящей работе можно классифицировать как управление надежностью: «Управление надежностью -совокупность организационных и научно-технических мер, направленных на обеспечение, поддержание и повышение

надежности объектов, реализуемых на всех стадиях жизненного цикла».

I Показатели надежности судовых конструкций ||

* t +

Априорные Методы Критерии отказа

оценки математической статистики

Факторы, определяющие случайность отклика конструкции под действием эксплуатационных нагрузок

Разброс свойств судокорпусного материала Случайный характер I локального нагружения |

Имитационно -стохастическое моделирование

Восстановление нагрузки по

данным

тензометрии_

Восстановление нагрузки по данным о

повреждаемости

Расчет показателей надежности пластически деформируемых конструкций

Однократное максимальное нагружение

Учет накопления остаточных пластических деформаций

Рис. 1. Структурная схема работы.

По данным классификационного общества Lloyd за период 1970 - 1980 годы причиной 12% аварий шельфовой техники явилась потеря конструктивной прочности, что повлекло 33% всех человеческих жертв в этой отрасли. Сравнение этих двух статистических величин показывает насколько значима проблема прогнозирования надежности конструкций как на стадии проектирования, так и при эксплуатации морской техники. Одной из первых общих работ по вопросам надежности корпусных конструкций явилась книга Чувиковского B.C. и Палия О.М. «Основы теории надежности корпусных конструкций», изданная в 1965 году. «Основы теории надежности корпусных конструкций» рассматривают проблему определения показателей надежности как прикладную задачу теории вероятностей, в рамках которой требуется определить вероятность отказа

конструкции по определенному критерию в течении оговоренного срока. В публикации подробно рассматриваются следующие фундаментальные положения:

Связь развития методов прогнозирования напряженно-деформированного состояния конструкций с проблемами обеспечения оптимального уровня надежности корпусов кораблей и судов;

Представление судового корпуса как системы элементов, соединенных функциональными связями;

- Влияние строения судокорпусного материала на микроуровне на показатели надежности конструкции;

Рассмотрены методологические основы оценки показателей надежности по результатам испытаний.

Для формальной оценки качества конструкции, сравнения отдельных вариантов конструкции необходимо ввести числовые показатели надежности, разработка методов расчета которых для пластически деформируемых конструкций и будет целью настоящей работы. В дальнейшем в настоящей работе под термином «показатели надежности» понимаются следующие величины или функции: вероятность безотказной работы конструкции; время наработки (эксплуатации) конструкции до отказа.

Понятие «надежность» тесно связано с понятием «риск эксплуатации» технического объекта. Прикладной величиной риска, используемой в страховой деятельности, в простейшем случае является произведение 3=С(1-Я), где Я - вероятность безотказной работы конструкции, соответственно 1-Я вероятность отказа, С - стоимость потерь при отказе конструкции, Б - величина риска, равная страховой ставки нулевой рентабельности при страховании технического средства. Если за отказ принять повреждение конструкции, то С - стоимость ремонта и связанной с ним упущенной прибыли. При этом страховым событием считается повреждение. Если страховым событием считать разрушение конструкции, то в этом случае С -стоимость ликвидации последствий такой аварии (ликвидация нефтяных разливов, компенсация потери биологических ресурсов на загрязненных территориях, стоимость потерянного груза, компенсация социальных последствий, страховое покрытие жизней людей в случае их гибели или потери трудоспособности). Классификационное общество по своей сути можно считать специализированной страховой компанией и в рамках определения нормативной величины /? можно исходить из

баланса экономических интересов классификационного общества, судовладельца и государства.

Вторая глава диссертации описывает авторские подходы к апостериорной оценке надежности пластически деформируемых конструкций и результаты применения разработанных методов обработки информации по ледовой повреждаемости судов, которые позволяют рассчитывать вспомогательные величины для априорной оценки риска эксплуатации судовых корпуса во льдах и оценивать показатели эксплуатационной надежности корпусных конструкций по данным о повреждаемости судового корпуса. Для решения этих задач под руководством автора было реализовано несколько проектов. В рамках международной программы «Северный Морской путь» (1ЫЗКОР) была разработана структура и программное обеспечение базы данных по повреждениям конструкций, прилегающих к наружной обшивке. Источники информации об авариях и повреждениях могут быть разнообразны: бортовые журналы судов, акты технических водолазных осмотров, акты внешних осмотров конструкций при авариях, техническая документация докового осмотра судна. В состав технической документации докового осмотра входит в качестве обязательной компоненты растяжка наружной обшивки с нанесенными результатами дефектации. Такая растяжка наиболее информативна для дальнейшего анализа повреждаемости. По этой причине формализация записи о повреждениях в базе данных основывалась прежде всего на использовании растяжки наружной обшивки судна с нанесенными на нее повреждениями (рис. 2).

Рис. 2. Задание области повреждения координатами углов четырехугольника на растяжке наружной обшивки. Предложенная структура базы данных позволяет статистически обобщать информацию по повреждениям отдельно для каждого из видов повреждения и строить двумерные гистограммы и законы распределения параметров повреждений по площади растяжки наружной обшивки. В настоящее время база данных

у

заполнена 29 растяжками наружной обшивки судов различного типа.

Числовая оценка эксплуатационной надежности на основе фактической информации - сложная методологическая задача, требующая значительных организационных усилий при ее решении. Для успешного прогнозирования надежности необходимо выполнение следующих условий: наличие системы регистрации и хранения данных о пространственно - временных параметрах рейсов судов в пароходствах или офисах мелких частных судовладельцев, функционирование - системы мониторинга гидрометеообстановки на маршрутах плавания судов, работа системы регистрации и сохранения информации о повреждениях корпусов судов.

Рис. 3. Схема статистической оценки эксплуатационной надежности. Введены обобщенные показатели эксплуатации судов ледового плавания: kow - коэффициент плавания по чистой воде, kib -коэффициент ледокольного сопровождения. Коэффициенты kow и kib вычисляются следующим образом для каждого рейса:

Т т

1г — fr — Liä.

ЛШУ ~ J, КА — J

Т - продолжительность рейса (час), Tow - суммарное время (час) плавания по чистой воде в течении рейса, Т1Ь - суммарное время (час) ледокольного сопровождения в течении рейса. Полученные

вероятностные характеристики (математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение) общего годового времени плавания судна в Арктике и, коэффициента движения по чистой воде ко„, коэффициента ледокольного сопровождения к|Ь в зависимости от ледовой категории судна приведены в таблице.

Ледовая категория U (сут) kow km

ta at la k0w CT* ЛОМ' Kb *ib

Л1 33.1 35.1 0.795 0.404 0.002 0.016

УЛ 41.0 21.6 0.552 0.401 0.116 0.251

УЛА 61.6 37.9 0.400 0.378 0.096 0.219

Третья глава диссертации содержит классификацию факторов, влияющих на случайность отклика конструкции во время эксплуатации и учет которых целесообразен в методах априорной оценки надежности конструкции. Выделяются три группы факторов: технологические факторы, случайность параметров нагружения, разброс свойств судокорпусного материала.

На необходимость учета вероятностной природы свойств материала указывали многие исследователи (например, Чувиковский B.C., Палий О.М.). Однако до сих пор рассматривалась только одна характеристика материала -предел текучести, что обусловлено анализом показателей надежности конструкции только в упругой области. Прогнозирование поведения конструкции в области пластического деформирования с использованием современных численных методов требует привлечения полной диаграммы деформирования материала. Предложен способ учета упругих и пластических свойств материала, базирующийся на показателях разброса предела текучести судокорпусной стали. Если известна функция распределения fa(<?у), то введем коэффициент к,=сгу/сгу, к„ - случайная величина, закон распределения которой аналогичен закону распределения предела текучести fjcry), ay -нормативный предел текучести (предел текучести определенной обеспеченности). Временное сопротивление вычисляется как сги-сги'-ка., Ou* - нормативное временное сопротивление. Таким образом, случайная билинейная диаграмма деформирования материала может быть описана четырьмя константами ау, сти, е0, S и функцией распределения случайной величины fjkj.

Физически такое предположение означает, что изменения диаграммы деформирования пропорциональны изменениям егу

В главе 3 также обосновано представление диаграммы деформирования материала для дальнейшего нелинейного анализа конструкции в виде билинейной аппроксимации с существенным влиянием величины временного сопротивления на результирующие параметры напряженно-деформированного состояния конструкции.

Четвертая глава диссертации посвящена методам прогнозирования эксплуатационных нагрузок на конструкции ледового пояса. При этом параметры нагрузки описываются с помощью аппарата теории вероятностей и случайных процессов. Автор выделяет три основных способа определения вероятностных характеристик нагрузок: имитационно-стохастическое моделирование взаимодействия конструкции с внешней средой, статистическая обработка параметров повреждения конструкций и расчетное восстановление нагрузок, вызвавших такие повреждения, натурные измерения параметров нагружения посредством анализа реакции конструкции на внешнее воздействие.

Применительно к прогнозированию нагрузки на конструкцию основными компонентами имитационно-стохастической модели являются стохастическая модель внешней среды и детерминированная модель взаимодействия элементов внешней среды с конструкцией. Автором реализован подход имитационно-стохастического моделирования применительно к прогнозированию локальных ледовых нагрузок на стационарную ледостойкую платформу (металлический кессон установленный на глубине 20 м в центре Приразломного месторождения в Печорской губе Баренцева моря, размеры кессона в варианте рассматриваемого технического проекта -114 м х 108 м, высота борта 36 м, угол наклона ледового пояса к вертикали 20°). Для целей, достаточных при анализе надежности конструкции ледового пояса морской лед может быть описан следующими параметрами: толщина льда, сплоченность, раздробленность, скорость и направление дрейфа льда, прочность льда на сжатие, прочность льда на изгиб, динамическая прочность льда. Поскольку вышеперечисленные параметры имеют большой межсезонный разброс, ледовые условия моделировались помесячно. Основной источник получения данных - многолетние наблюдения и результаты экспедиционных исследований. Обе компоненты имитационно-

стохастического моделирования (стохастическая модель внешней среды и детерминированная модель взаимодействия технического объекта с внешней средой) связывают общие данные. По этой причине ледовая обстановка описывалась в терминах входных данных детерминированной модели взаимодействия. Детерминированная модель строилась на базе двух сценариев взаимодействия: ледовое сжатие и удар о ледовый пояс дрейфующей льдины. Нагрузки в рамках первого сценария взаимодействия моделировались на основе уравнений равновесия обломка льдины при стесненном повороте вокруг трещины, параллельной краю льдины. Уравнения получены Курдюмовым В.А. Моделирование по второму сценарию взаимодействия базируется на использовании

гидродинамической модели удара судна о лед, которая модифицирована автором для случая удара дрейфующей льдины о сооружение бесконечной массы. Тогда зависимости для контактного давления р и Ь высоты распределения контактного давления выглядят следующим образом: Г i* \'¡6

p = 0.66.{V0l)^24\^J-\ a^RY^'cos-1'6 Р'.sin1'4 ¿Г \ci J

Ъ = 1.01. (*y)7/;2í—0 a-p2¡s{2R\1¡6 cos-1'3 /Г - tin1'2 /?'

KC1 J

где Mt=po'7t R:-h, P'=arctg(tgP-cosa), C1=1.5 sin2p'+1, l=sina-cosp', R - радиус льдины, a - угол дрейфа льдины по отношению к направлению, перпендикулярному к стенке платформы, h -толщина льда, р0 - плотность льда, ар - динамическая прочность льда, V0 - скорость дрейфа льдины, р - угол наклона ледового пояса к вертикали. Применение детерминированной модели и вероятностных характеристик внешних условий позволило для каждого месяца года построить гистограммы параметров ледовой нагрузки р и Ь как для помесячных реализаций так и для годичной выборки (рис. 4).

Восстановление нагрузки по параметрам повреждений возможно тремя способами: с использованием аналитических зависимостей, полученных согласно теории упругопластического деформирования, экспериментальным, на специально изготавливаемых моделях конструктивных элементов в натуральную величину, численными расчетами конструкции в упругопластической области. Автором разработана расчетная схема конструктивных элементов, позволяющая избежать

неопределенности в граничных условиях при восстановлении нагрузки по параметрам повреждения. Расчетная схема применена для построения уточненной зависимости нагрузка-остаточный прогиб пластины наружной обшивки и определения закона распределения контактных давлений, вызвавших повреждения (рис. 5) а) б)

Рис 4. Гистограммы и Г-распределением ледовых давлений (а) и высоты распределения нагрузки (б) на ледовый пояс ледостойкой стационарной платформы в течение года.

а) б)

р(МПа)

Рис. 5. Восстановление нагрузки по параметрам повреждений: а) растяжка наружной обшивки судна типа «Беломорсклес» с отмеченными повреждениями; б) гистограмма расчетных давлений (общий объем выборки - 408 реализаций) Большое внимание уделено в работе экспериментальным методам определения локальных нагрузок, которые описаны в разделах главы 4. Обзор методов натурного измерения ледовых нагрузок позволил сделать вывод о необходимости разработки подходов, удовлетворяющих современным требованиям и позволяющим использовать результаты в практике проектирования.

Разработано ряд методов восстановления нагрузки по величинам сигналов тензодатчиков, которые с разной степенью аппроксимации позволяют получить эквивалентную локальную

нагрузку, действующую на конструкцию в каждый момент времени.

В соответствии с одним из подходов нагрузка на конструкцию представляется в виде столбчатой эпюры. Положение участков с равномерным распределением давления при общем количестве участков п показано на рис 6.

Конечно -элементный анализ позволяет установить соответствие между

давлениями р1 и деформациями £/ с помощью матрицы коэффициентов влияния {еМА]{р}. Общее

Рис. 6. Представление нагрузки на наружную количество обшивку в виде совокупности районов с датчиков т.

равномерно распределенным давлением. Коэффициент

/г/у получается в результате приложения к участку У единичного давления и пересчета компонентов тензора деформаций в точке установки датчика /.

При т>п задача вычисления р1 по £> становится переопределенной и может быть решена одним из методов решения задач такого типа. При п=т однозначно вектор {р} определяется по вектору {с}: {р}=[АГ1 {е}

Наиболее типичный случай т<п может быть решен в виде задачи

Где а, - площадь области /', Я - суммарная сила взаимодействия, аг, тарировочный коэффициент, - значение сигнала на у-м канале.

Метод применялся при обработке данных измерений ледовой нагрузки в носовом районе ледокола «Капитан Драницын» во

линейного программирования

п

f = • pi —> min i=i

р, >0

n

2Х 'Pi=a-Vj> J =

время экспедиционного рейса Мурманск - Обская губа -Мурманск, апрель - май 1998 года. Постэкспедиционная обработка результатов измерений включала в себя следующие этапы: построение конечно - элементной модели исследуемого перекрытия; серийные расчеты прочности для получения значений коэффициентов ки; преобразование сигналов в случайные процессы параметров нагрузки; статистическая обработка параметров нагрузки для установления корреляционных связей с параметрами внешней среды и режимами движения. Пример восстановленной зависимости максимального контактного давления от времени показан на рис. 7. Статистическая обработка процессов p(t) как один из путей построения статистической модели ледовой нагрузки включает в себя три этапа: базовая обработка; определения законов

распределения давления и !установление корреляцион-

4ных зависимостей между

параметрами законов рас-« 3пределения и внешними

I 2условиями; установление

(вероятностно-временных за-

кономерностей (среднее 0 количество выбросов слу-

1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1360 1*00 1450 1500 ЧЭЙНОЙ ВвЛИЧИНЫ 33

Чмк>

Рис. 7. Восстановленные заданный уровень в единицу

максимальные давления p(t). времени).

Данные по ледовым давлениям были разбиты на три группы, соответствующие следующим режимам движения: движение в припайном льду; движение в битых льдах и в канале за лидирующим ледоколом; работа ледокола набегами. Необходимо отменить, что вид случайных процессов p(t) для всех трех режимов движения различный. При движении в ровном льду средние значения давления невелики. Движение в битых льдах и в канале за ледоколом характеризуется чередованием спокойных участков и участков ударного взаимодействия с отдельными льдинами и во время срезания края полей. Работа набегами вызывает довольно большие по длительности ударные импульсы давлений, амплитуда которых возрастает с ростом ускорения поступательного движения судна.

Статистическая обработка показала, что давление как случайная величина достаточно хорошо описывается экспоненциальным

распределением с параметром Я, плотность вероятности которого f1(p)=Äeip.

Анализ вероятностно - временных характеристик процесса нагружения конструкции, необходимых для расчета такого показателя надежности как ресурс, может быть проведен по классическому методу, описанному Екимовым В.В. Вероятность события превышения процесса p(t) уровня р0 может быть вычислена как совместная вероятность двух событий: давление р

больше чем уровень р0 Р(р>р0); скорость изменения давления • •

p = dp/dt > 0 положительная Р(р> 0). Среднее количество выбросов в единицу времени за уровень р0 может быть вычислен как N = Tp-f{]>,p^dp где y-j^j- совместная функция

распределения случайных величин 'р и р. Случайная величина •

p(t) может быть численно представлена по значениям давления

в соседних точках процесса. Проведенные расчеты показали, что

коэффициент корреляции между р и р близок к 0.25. Тогда

совместная функция распределения /• ^ может быть

J\P>P\

заменена произведением двух функций

f{p,p) = f{p)fM We

г.

функция

Ыр) - функция распределения давлений, f

J 2

распределения скоростей давлений. Распределение случайной

величины p(t) может быть представлено нормальным законом с

нулевым математическим ожиданием и дисперсией ©. Принимая во внимание описанный подход и сделанные предположения для рассматриваемой задачи, среднее количество превышений в единицу времени давления p(t) заданного уровня р0 может быть

вычислено как // = л-ехр(-/!р0)- — Для определенных раннее

V 2л

трех режимов движения можно вычислить функцию N(po) используя регрессионную зависимость между Ли D, полученную по результатам статистической обработки.

Классический подход к определению расчетных нагрузок требует назначения расчетного режима как случая максимальных

нагрузок. С этой точке зрения в рассматриваемой задаче расчетным будет режим работы набегами. Однако, для других режимов вероятность превышения определенного уровня давления не равна нулю. Таким образом, возникает задача комплексного учета всех режимов движения для определения расчетной нагрузки, которая решена в работе на основе относительного времени эксплуатации (рис. 8). Рис. 8. Среднее количество 0

превышения давления Ро в единицу времени: относительное для 1 0

- движения в старом канале и припайном ± о льду, 2 — движения в 2 битом льду и за "

лидирующим ледоколом, 3 — работа набегами и 4 — общее 0

за все время измерений.

Р.(МРа)

Рассматриваемая глава содержит описание нетриви-альных методов восстановле-ния нагрузки по показаниям датчиков, первый из который ориентирован на анализ ин-формаци, получаемой с помощью малого количества измерительных каналов. Локальная нагрузка описывается пятью параметрами: х0, у0 - координаты центра пятна контакта в системе координат перекрытия, / и Ь - длина и высота пятна контакта, р - давление в зоне приложения нагрузки.Зона приложения нагрузки предполагается прямоугольной, а давления равномерно распределенной. Метод реализован для измерений, проведенных по четырем информационным каналам. Для каждого вектора (У/и—,Уд сигналов датчиков при заданном времени t может быть решена следующая оптимизационная задача относительно величин /}, ¡2, ЬьЬ2 и давления р (рис. 9):

г{11,12,Ь1,Ь2,р)-^тт Где вектор

>1 >.0 квадрата невязки (щ -

2 ' интегральные функции

В>Ь2>Ь^ 0 влияния.):

1=1

ч>1 и2 гь2) - ч>1 (Л ,ь2) - <Р1 (12)+<Р1 (Лг>1) -

у,

в ь, ь,

Рис. 9. К описанию приложения локальной нагрузки на кусочно-дискретной области. Статистический анализ полученных случайных величин (параметров нагрузки) позволяет сделать вывод о слабой коррелированности случайных величин р, / и Ь. Функции распределения для параметров случайной нагрузки построены для каждой экспериментальной записи (рис. 10). Корреляция между координатами положения центра пятна ледовой нагрузки х0 и у0 может быть объяснена особенностями формы корпуса ледокола в исследуемом районе.

Проведен вторичный анализ параметров вероятностного распределения параметров локальной ледовой нагрузки для отдельных записей датчиков деформаций. Длительность записей изменялась в диапазоне от 300 сек. до 1500 сек. Анализировались параметры распределения случайных величин р, /, Ь, х0, у0 и кг. Построены регрессионные зависимости между параметрами распределения для ледового давления, вертикальной координаты положения центра пятна контакта и размеров пятна контакта. Получено подтверждение непротиворечивости вновь полученных данных известной статистической модели ледового нагружения, то есть кривой ледовое давление - площадь пятна контакта. Статистически стабильной величиной оказался параметр Лкг для закона распределения отношения кг=1/Ь.

Большее чем 4 количество измерительных каналов позволяет провести качественный анализ сигналов датчиков в зависимости от характеристик ледовой обстановки. В работе описан метод качественной оценки сигналов датчиков, главным назначением которого является объективный выбор расчетного режима нагружения конструкций ледового пояса. Метод реализован для данных, полученных в высокоширотной экспедиции НЭС "Академик Федоров" в августе-сентябре 2000 года. Следующий метод восстановления нагрузки по значениям сигналов датчиков ориентирован на большее количество измерительных каналов и, следовательно, на описание нагрузки большим числом параметров. Предлагаемая форма описания локальной нагрузки как параметрического семейства семи независимых характеристик

1 I

с 1 - 2 •(*-*<,) ( 1 - 2'(У-Уо) т \ ш

1

\ 1 J v. Ъ у

(т, п - параметры формы) позволяет не только учесть все существующие формы представления ледовой нагрузки, но и значительно расширить возможности последующего численного анализа. Таким образом, ледовая нагрузка может быть описана семью параметрами: р0,1, Ь, т, п, х0, Уо■ Восстановление нагрузки при таком представлении возможно с помощью решения задачи нелинейного программирования относительно экстремума некоторого функционала с набором ограничений в виде равенств: Ф(р0,1,Ь,х0,у0,т,п)->тю Р0 ■ Ч>1 (Л Ь,х0,у0, т>») = Щ • Ц ¡=1 к

где р» - расчетная функция влияния параметров нагрузки на величину деформации в точке установки / - го датчика (рис. 11), V/ - значение записанного сигнала / - го датчика пересчитанного с помощью тарировочного коэффициента а,- в деформации, Ф -оптимизируемый функционал, в качестве которого может использоваться потенциальная энергия упругой деформации конструкции или суммарная сила взаимодействия. Задача оптимизации решается с помощью разработанного программного обеспечения, которое в режиме итераций подбирает последовательно координаты центра пятна нагрузки, размеры контактной области, контактное давление и параметры формы функции распределения давления по области контакта. Результат применения рассмотренного метода восстановления локальной нагрузки для фиксированного момента времени показан на рис. 12.

2.00е-05-

Рис. 11. Функция влияния датчика, установленного на пояске основного набора

Последний раздел рассматриваемой главы посвящен описанию подходов к определению расположения датчиков на элементах тестируемой конструкции. Проанализированы различные варианты установки датчиков, применяемые в отечественной и зарубежной практике, и предложен метод оптимизации расположения и ориентации датчиков. Критерием оптимальности является максимальная чувствительность измерительного канала к нагрузке, приложенной в любом районе тестируемой области.

Рис. 12. Результат восстановления нагрузки для фиксированного момента времени В качестве исходных данных задается набор точек-претендентов на установку датчиков. Количество таких точек-претендентов не ограничено. Основные этапы процедуры следующие. Тестируемая область, к которой ожидается приложение внешней нагрузки, разбивается на тхп элементарных подобластей. Внутри каждой подобласти прикладывается единичное давление и производится расчет напряжено - деформированного состояния конструкции. В результате расчетов строятся показатели чувствительности по компонентам тензора напряжений ехх, Суу, с2г, еху, еуг, ех1 относительно тестируемой области приложения нагрузки для каждой точки-претендента. Определяются общие показатели чувствительности точек-претендентов с помощью функций преобразования деформаций в сигнал датчика V, =\/{(а,р,у,ехх,Суу,£-«,£-ху,Еуг,сх1), V) - сигнал измерительного канала для сенсора, установленного в точке-претенденте / при заданной ориентации датчика углами а, р, у. Функции V, вычисляются исходя из элементарных зависимостей теории упругости для преобразования деформации при повороте и зависимостей для

выходного сигнала измерительного моста при соответствующих изменениях сопротивления каждого из датчиков. Поскольку датчики устанавливаются на поверхности конструкции, то из трех углов а, Д у вариациям подлежит только один угол. Автором предлагаются для использования следующие показатели

Интегральная чувствительность Относительная интегральная чувствительность

Б; = п » т/шах Т/-Ш1П V ^ V1

£2 - область приложения нагрузки. Показатель 5, представляет собой объем под поверхностью У,(а,р, у, с^, е^, еху, ехг) заданной на области возможного приложения нагрузки. V/ ах и V!"'" максимальное и минимальное значение Ц. Показатель зГ

отражает полноту поверхности V/, т. е. чувствительность сенсора к нагрузке, приложенной в отдаленных от него подобластях. Вариациями одного из углов а, 0, у и перебором функций V/а,р, у, схх, Суу, £1г, еху, Суг, схг) для различных схем соединения тензодатчиков можно добиться максимизации значений Б; и .

Совокупность метода оптимизации расположения и ориентации датчиков, различных методов восстановления нагрузки по сигналам датчиков, методов статистической обработки восстановленной локальной нагрузки как случайного многомерного процесса для дальнейшего использования результатов в процедурах прогнозирования надежности конструкций позволяет говорить о разработке методологии натурной тензометрии конструкции.

Пятая глава работы посвящена рассмотрению критериев отказа для конструкций ледового пояса. Проблема формирования критерия отказа тесно связана с возможностями исследователя по анализу напряженно-деформированного состояния конструкции в рассматриваемом случае в пластической области. Любой критерий отказа, используемый для прогнозирования надежности конструкции, должен удовлетворять двум условиям: 1)реально отражать и интерпретировать полученную инструментальным способом информацию по повреждаемости конструкции; 2) иметь разработанный теоретический (аналитический или численный) аппарат для расчета напряженно - деформированного состояния конструкции при заданной внешней нагрузке. В рамках главы 5 рассмотрены теоретические

модели прогнозирования поведения конструктивных элементов в области пластического деформирования.

Одним из основных результатов главы 5 является формирование деформационного критерия отказа, который не противоречит действующей нормативной базе по дефекгации конструкций ледового пояса и удовлетворяет упомянутым выше требованиям. Критерий отказа предполагает, что конструктивный элемент поврежден, если остаточные пластические деформации достигли предельных значений еР[> [брЛ. Переход от измеряемых значений остаточных стрелок прогиба к косвенно получаемым при расчете остаточным пластическим деформациям объясняется тем, что зависимость нагрузка-остаточные пластические деформации можно получить в результате однократного расчета, последовательно увеличивая нагрузку, в отличии от остаточных стрелок прогиба, где требуется последовательно применять процедуру нагрузки-разгрузки. Лимитирующие значения [еР|] получались как результат обратного анализа нормативной базы по дефектации конструкции для трех типов конструктивных элементов: пластины наружной обшивки, балки основного набора и листового элемента. Для расчета [еР|] использовалась следующая процедура:

- для некоторых размеров пятна контакта определялась безразмерная остаточная стрелка прогиба;

назначались варьируемые конструктивные параметры и характеристики стали, определенные по предварительно проведенному анализу чувствительности;

- проводились расчеты конструкции с заданной формой и величиной остаточных стрелок прогиба, соответствующих нормам дефектации. На этом этапе остаточные пластические деформации получались как результат расчета напряженно-деформированного состояния конструкции при заданных перемещениях (жесткое нагружение) с учетом геометрической и физической нелинейности;

- строились интерполяционные зависимости для 1еР|] как функции варьируемых параметров. Эти функции в дальнейшем используются для расчета предельно допустимых [еР|] в критерии отказа конструкции.

На рис. 13 и 14 показаны расчетная схема для пластины наружной обшивки и соответствующие зависимости [еР|] от варьируемых параметров.

-' : " 400 500 500 700 600 800

а(гпт)

Рис. 13. Безразмерная форма Рис. 14. Зависимость [ер0 от толщины остаточного прогиба для листа и шпации основного набора листа наружной обшивки Применение процедуры обратного анализа нормативной базы по дефектации позволило получить следующие зависимости для лимитирующих остаточных пластических деформаций, -пластина наружной [8Р|1=0,05632+0,002141-0.00007а обшивки

-балка основного [ер,]=0.0532+0.0008-1+(1.045+0.00081)х

набора ж(Ь/1)+(-5.2636+0.00441)(ЬУ1)2

-листовой элемент [еР|]=0.00249+0.00708 1+0.00731-1-

-0.0027-14

Большое внимание в главе 5 диссертации уделяется рассмотрению особенностей применения нелинейного МКЭ для анализа напряженно-деформированного состояния конструкций ледового пояса. Проанализированы отечественные и зарубежные работы в этом направлении, представлены результаты как собственных работ автора, так и совместных исследований с сотрудниками ЦНИИ им. акад. Крылова А.Н., которые были предприняты в рамках международных работ по гармонизации правил проектирования ледовых усилений. Результаты численного анализа с помощью МКЭ и их сравнение с экспериментальными исследованиями и результатами, получаемыми другими методами, позволили сформулировать ряд практически важных рекомендаций по выбору типа и размера конечного элемента, по учету факторов, существенно влияющих на моделирование поведения конструкции в пластической области. К таким факторам относятся: положение пятна контакта по площади перекрытия и граничные условия на горизонтальной кромке перекрытия. Действительные граничные условия определяются жесткостью опорных конструкций (палуб,

платформ, переборок) и их характеристики находятся в диапазоне между свободным опиранием и жесткой заделкой. Опыт конечно - элементного анализа судовых корпусных конструкций в пластической области позволил сформировать многоуровневую процедуру прямых расчетов конструкции, обеспечивающих местную прочность корпуса. В соответствии с критериями отказа предполагается многоуровневая процедура прямых расчетов прочности конструкции:

1. На первом уровне проводится анализ прочности бортового перекрытия в целом и определяется ледовое давление р, в зависимости от размера пятна контакта, которое вызывает отказ перекрытия в целом. Этот этап позволяет выделить зоны развития пластических деформаций и определить места установки подкреплений, если возникает такая необходимость;

2. На втором уровне моделируется совместная работа обшивки и набора между рамными связями и определяется ледовое давление р2 в зависимости от размеров пятна контакта, которое приводит к повреждениям типа «бухтина» и «вмятина» или «выпучина стенки балки набора». На этом этапе необходим расчет в области пластических деформаций с учетом возникающей геометрической нелинейности и использование деформационного критерия отказа для прогнозирования состояния повреждения;

3. Третий уровень посвящен анализу прочности отдельных конструктивных элементов конструктивного узла: оценки деформаций поясков балок, выпучин в стенках диафрагмы, листов переборок, палуб, платформ, примыкающих к наружной обшивке. Результат расчета - ледовое давление р3, соответствующее отказу отдельного конструктивного элемента. Процедура прямых расчетов проводится для сетки значений /,, Ьу /=1,...,л, У=1 ,...,/77, что позволяет построить поверхности состояния конструкции рк(1,ь) для каждого к-го уровня прямых

расчетов. Результирующей поверхностью состояния является огибающая снизу всех построенных поверхностей ра(/,= ш|п^ (/,■ При определении сетки по / и Ь важно, чтобы

значения размеров пятна контакта перекрывали предполагаемый диапазон параметров расчетных нагрузок. Многоуровневая процедура прямых расчетов неоднократно применялась для разработки ледового паспорта. Определение значений безопасных параметров движения судна и характеристик ледовой обстановки проводится на основе известных поверхностей

состояния конструкции и табулированных функций параметров ледовой нагрузки.

Шестая глава посвящена предлагаемым автором подходам к теоретическому прогнозированию показателей надежности конструкций ледового пояса, которые используют результаты прогнозирования локальных ледовых нагрузок и формализацию разброса свойств судокорпусной стали, а также рассмотренные в главе 5 критерии отказа и способы их определения на базе нелинейного МКЭ.

Прогнозирование показателей надежности проводится с использованием двух концепций: концепции однократного максимального воздействия и концепции, учитывающей возможность накопления остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах ледового пояса. Концепция однократного максимального воздействия предполагает, что отказ (или повреждение - конструкции) происходит под действием однократного воздействия значительной интенсивности. Воздействие меньшей интенсивности вызывают меньшие, чем лимитирующие, величины остаточных стрелок прогиба, деформаций и т.д. Суть метода заключается в вычислении вероятности безотказной эксплуатации конструкции при заданных законах распределения параметров локальной ледовой нагрузки:

так как способность конструкции выдерживать или не выдерживать ледовые нагрузки, то есть достигать состояния отказа при определенном сочетании параметров нагрузки и заданных нормативных свойствах материала описывается гиперповерхностью в координатной системе кт р, Ь, /, х, у 0.(ка.,р,Ь,1,х,у) = 0, где р, Ь, /, х, у - параметры ледовой нагрузки, ка - параметр, учитывающий разброс свойств судокорпусного материала. Условие £1(ка,р,Ь,1,х,у)< О

определяет область, в которой не происходит отказ конструкции. Область отказа при однократном воздействии описывается неравенством П(ксг,р,Ь>!,х,у) > 0- Надежность конструкции может быть вычислена как

* = ШШ/(ка > Р> ь> 1> х,у)ак<уаРаьак1х(1у

П(ка,р,Ь,1,х,у)<0

Цка,р,Ь,1,х,у) - совместная функция распределения параметров нагрузки и параметра учета разброса свойств судокорпусного

материала. Вычисление шестимерного интеграла при известных функциях распределения параметров нагрузки и свойств материала не представляет трудностей. Основная трудоемкость прогнозного расчета надежности ложится на построение поверхности состояния конструкции, требующего многократного применения процедуры многоуровневого анализа прочности пластически деформируемой конструкции. Метод проиллюстрирован на ряде последовательно усложняющихся примеров: от расчета надежности конструкций ледового пояса под действием ледового сжатия до оценки надежности типичного перекрытия ледового пояса под действием ударных ледовых нагрузок с учетом стохастических свойств судокорпусной стали. Поверхность состояния типичного перекрытия ледового пояса строилась следующим образом. Модели уровней 1-3 полностью удовлетворяют рекомендациям главы 5 для перекрытия. Условием отказа является условие выполнения неравенства:

к* ДО^О-

где £р/,но - максимальные остаточные пластические деформации в наружной обшивке; ер1,нае - максимальные остаточные пластические деформации в элементах набора; [е^] -допускаемые остаточные пластические деформации в пластинах обшивки; [еНаб] - допускаемые остаточные деформации в элементах набора. На первом уровне варьировались параметры нагрузки Ь, /, х, у для ряда коэффициентов к^ В результате серийных расчетов определялось давление отказа первого уровня р/Ь,/,х,у.Ад). На рис. 15 приведены поверхности состояния для моделей уровня 1-3. Расчеты напряженного состояния перекрытия на втором и третьем уровне проводятся с учетом геометрической нелинейности, что позволяет выявить давления Рьк(Ь, I, ко, х, у), при котором происходит потеря устойчивости конструктивных элементов. Окончательное давление отказа р/ для уровня / при прочих фиксированных параметрах нагрузки

вычисляется следующим образом р1 =шт(рм,рр/), где рр/ -

давление, при котором выполняется условие отказа по пластическим деформациям набора и обшивки. Результирующая поверхность состояния Рп*0, Ь, х, у, к0) получается как огибающая поверхностей состояния всех трех уровней

РКЛ1>Ъ,х,у,ка) = т т [р, (1>Ь,х,у,к<!)]-

Рис. 15. Совокупность поверхностей состояния для фиксированной точки перекрытия: 1, 2, 3 - номер уровня Численный расчет интеграла надежности разбит на ряд этапов, которые позволяют подготовить соответствующее программное обеспечение и получить результат.

Коррозионный и абразивный износ конструкций ледового пояса - один из основных факторов снижающих их ресурс при длительной многолетней эксплуатации. По этой причине предлагаемые методы проектной оценки показателей надежности корпусных конструкций должны учитывать коррозионный и абразивных износ конструктивных элементов. Рассматриваемый метод модифицирован для прогнозирования вероятности безотказной работы с учетом износа. Если И0,1 вероятность безотказной работы конструкции в течении / - го года эксплуатации, то показатель надежности должен быть рассчитан при исходном векторе прочных размеров конструкции {Ь}, элементы которого можно вычислить двумя способами:

1. Приняв предположение, что износ равномерен и приблизительно соответствует нормам износа, заложенным в документах классификационного общества (*0-строительные размеры конструктивных элементов);

2. Вычисляя элементы вектора {¡у, используя более сложные среднестатистические законы износа с учетом, например, неравномерности износа пластин наружной обшивки в середине шпации и в районе набора, что подтверждается практикой

эксплуатации конструкции. Конечно-элементная процедура расчета напряженного состояния конструкции позволяет вводить элементы переменной толщины для учета таких особенностей судовых конструкций.

Вероятность отказа конструкции в течении / - го года

эксплуатации д. = к0.) (1 *а • Значения О, будут

365

последовательно возрастать с течением времени. Вероятность безотказной работы рассматриваемой конструкции за / лет будет равна

у=1

Специалисты, занимающиеся прогнозированием поведения металлических конструкций в области пластического деформирования, до сих пор не пришли к единому мнению по поводу накопления остаточных пластических деформаций. Рассматриваемые корпусные конструкции многократно за время эксплуатации подвергаются нагрузкам, вызывающим напряжения выше предела текучести. Накопление - процесс постепенного увеличения остаточных стрелок прогиба при многократном нагружении, параметры которого ниже, чем параметры нагрузки, вызывающей близкие значения остаточных стрелок прогиба при однократном воздействии. Второй раздел главы 6 посвящен разработке аппарата прогнозирования конструкций ледового пояса с учетом процесса накопления остаточной пластики. Современные численные методы расчета НДС конструкции, исследования и практика в смежных областях (машиностроения, технология судокорпусостроения) позволяют проанализировать ряд факторов, способствующих росту остаточных пластических деформаций при повторных нагружениях, а именно:

1. Учет эффекта Баушингера (малое приращение пластических деформаций) за счет введения кинематического упрочнения материала;

2. Перераспределение полей остаточных напряжений за счет повторного нагружения близкой интенсивности с измененным положением пятна контакта;

3. Принудительная релаксация локальных полей остаточных напряжений в конструкциях за счет таких факторов как вибрация конструктивных элементов и приложение нагрузки в плоскости перпендикулярной остаточной стрелки прогиба.

Исследование влияния учета кинематического упрочнения материала проведено на примере пластины наружной обшивки, По результатам численного моделирования можно сделать следующие выводы:

1. Возможны два состояния пластины при достаточно большом количестве циклов нагружения: отсутствие накопления остаточных деформаций и накопление пластических деформаций с ростом количества циклов;

2. Исследования показали наличие зависимости между накопительной способностью комбинации параметров нагрузки и величиной остаточных напряжений после первого цикла нагружения. Максимум скорости накопления (приращения деформации за цикл нагружения) соответствует зоне максимальных остаточных напряжений на функции;

3. По результатам этих расчетов построена зависимость скорости накопления от давления в цикле нагружения, из которой следует, что теоретически есть давление соответствующее максимуму скорости накопления.

В целом, по результатам численных экспериментов можно сделать вывод о несущественности вклада эффекта Баушингера в процесс накопления остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах ледового пояса.

Перераспределение полей остаточных напряжений - причина роста пластических зон при повторных нагружениях. Основные результаты численных экспериментов по учету этого фактора накопления остаточных стрелок прогиба на примере пластины наружной обшивки показаны на рис. 16 и 17.

<1 0.4 ■ (см)

0.3

0.2

0.1

0.0

О 10 20 30 40 50

П

Рис. 16. Рост остаточного прогиба с увеличением номера шага нагружения 1 - последовательное нагружение; 2 - область приложения случайна по длине пластины.

■ , 1 р—1 1 -

=—-—

- : ¿у^ -

■У -

-

• ' 1 ■ (

Рис. 17. Рост и насыщение максимального значения эквивалентного напряжения в поле остаточных напряжений с ростом номера цикла

нагружения.

Проводилось также численное моделирование накопления остаточных деформаций балок набора и перекрытий ледового пояса ледокола в рамках перераспределительного механизма. На основании численных экспериментов и стохастического моделирования можно сделать вывод о целесообразности учета перераспределения остаточных напряжений для моделирования процесса накопления остаточных деформаций. Вибрация корпусных конструкций - один из наиболее существенных факторов релаксации полей остаточных напряжений, образовавшихся после деформирования за пределом упругости. Виброобработка как способ релаксации полей остаточных напряжений после применения гибки, появления локальных полей остаточных сварочных напряжений хорошо известен и применим в машиностроении и технологии судокорпусостроения. Причинами возникновения вибрации корпусных конструкций в условиях эксплуатации является:

1.Вибрация конструкций, генерируемая двигателями и гребным винтом;

2.Послеударная затухающая осцилляция конструкции вследствие локальных волновых и ледовых нагрузок. Пример записи послеударной вибрации, полученной при измерениях ледовой нагрузки в эксплуатационных условиях, показан на рис. 18.

Для моделирования процессов расходования и накопления ресурсов в прикладных задачах традиционно используется аппарат цепей Маркова и марковских процессов. В диссертации

приведены основные положения теории марковских процессов в минимальном объеме, необходимом для понимания математического аппарата, применяемого для прогнозирования накопления остаточных пластических деформаций в элементах конструкции ледового пояса.

обшивки ледового пояса НЭС «Академик Федоров».

Прогнозирование показателей надежности элементов конструкции ледового пояса ведется на примере пластины наружной. обшивки. Пластина под воздействием многократно действующего равномерно распределенного давления переходит в область пластического деформирования. После снятия нагрузки в пластической области остаточные напряжения о> за время до следующего взаимодействия релаксируются с коэффициентом релаксации аг. Интенсивность потока событий нагрузки -разгрузки с давлением р есть среднее в единицу времени количество воздействий (событий) с давлением р. Такая величина получена в главе 4 в результате обработки данных тензометрических испытаний как решение задачи определения среднего количества выбросов в единицу времени ледового давления за заданный уровень. В общем виде интенсивность

воздействия может быть записана в виде: Х = кх -е~к°'р, где кх и

к0 -параметры интенсивности воздействия, зависящие от ледовой обстановки, скорости движения судна, формы корпуса и т.д. В соответствии с нормами дефектации пластина наружной обшивки считается отказавшей, если максимальная остаточная стрелка прогиба /ос™ становится больше лимитирующего значения Й. Как показано в главе 5, это условие эквивалентно другому физическому условию для остаточных пластических деформаций Ер^СерЛ, [еР|] - . лимитирующее значение пластических деформаций, которое зависит от шпации и толщины наружной

обшивки. Конечный результат, который необходимо получить -вероятностная функция рпр) р„ (0 = > [*>/]}' где р„(Ц -

вероятность достижение поглощающего состояния (отказ конструктивного элемента по критерию остаточной пластичности) за время ? (л - количество дискретных состояний конструктивного элемента, определяемое априори из условия необходимой точности расчета). Анализ поведения пластины под действием цикла нагрузки - разгрузки с произвольным значением р позволил установить зависимость остаточных напряжений о>, появляющихся после воздействия с давлением р. Можно выделить три характерные области:

1. Отсутствие остаточных напряжений аг-0 при давлениях ниже давления текучести ру, до которых пластина деформируется в упругой области.

2. Постепенный рост остаточных напряжений при давлениях выше ру, но меньше некоторой величины рн.

3. После давлений р„, которые назовем давлением насыщения, максимальные остаточные напряжения можно считать стабилизировавшимися около значения предела текучести о>. Такой характер зависимости обоснован результатами численных исследований в диапазоне до интересующих значений пластических деформаций.

Опишем состояние пластины в виде ряда дискретных состояний Б/, каждому из которых соответствуют остаточные пластические деформации Вр1 е [е^^е^] (деформации ер, находятся в

диапазоне [ери_ьер/>1]), где е = И"'1.(/_!). ' - номер состояния.

Учет только значения сри недостаточен для обеспечения марковского свойства системы, поскольку переход в другое состояние зависит также от величины остаточных напряжений. По этой причине марковизация процесса состоит в ведении в рассмотрение еще одного параметра - величины остаточных напряжений <тГ(- в состоянии 5,-. Система может переходить из состояния 5, в только если _/>/. Это означает, что остаточные деформации могут только увеличиваться. Граф состояний системы в этом случае представлен на рис. 19. Для того, чтобы пластина перешла из состояния Э/ с остаточной деформацией сри в состояние 5; с остаточной деформацией ¿-рц необходимо, чтобы приращение пластической деформации Аец

составило Асу

м

я-1

■ (у-У), для чего на пластину необходимо

воздействовать давлением, зависящим от величины остаточных напряжений и необходимого приращения остаточной деформации. Интенсивность потока событий в этом случае

Ч ^К-е

Релаксированные

напряжения

а,.. = а.

■(1

). Давление р{Аву

вычисляется по результатам предварительного анализа НДС пластины, который, кроме упомянутых аппроксимаций, позволяет построить функцию Лер1(р,<7г) , представленной в виде поверхности на рис. 20. р(Л£рЬетг) вычисляется как функция обратная к Лер1(р,стг).

Рис. 19. Граф состояний пластины судового корпуса, многократно нагружаемой равномерно распределенным давлением: Э,- - состояния системы, Лу - интенсивности потока событий, переводящего систему

из в Sj

Уравнения Колмогорова для рассматриваемого конструктивного элемента с учетом Ли =0 при />/ (рис. 19) преобразуются к виду

Ш ¡^| + !

Уравнения решаются при начальных условиях /?,(0)=1, р2(о) = 0,...,/?„(0)=0, которые означают отсутствие

начальной погиби перед воздействием нагрузки в виде описанного потока событий. Задавая произвольный набор р,(0)=71; при известном распределении начальный

(строительных) стрелок прогиба, полученный статистической обработкой натурных данных, можно учесть влияние технологического фактора на ресурс конструкции.

Рис. 20. Вид функции Лер1(р,сг,). ау- предел текучести материала, ру -давление текучести, р» - давление насыщения. 1 - область, где А£Р1=0,

2 область, где Аер1>0.

Результаты прогнозирования вероятностей состояния пластины при п=8 показаны на рис. 21.

от времени (1-8 — номер состояния)

Вероятность поглощающего состояния является прогнозом

вероятности отказа в зависимости от времени, т.е. ресурсной кривой. Ресурсная кривая по критерию остаточной пластичности позволяет получить ресурс (время от начала эксплуатации до отказа) любой обеспеченности О. На рис. 22 приведены кривые ресурса обеспеченности 0=0.85 с учетом релаксации напряжений а, <1 и без учета релаксации напряжений аг =1 в зависимости

от «жесткости» внешних условий, выраженных коэффициентом к0.

500

То.»

400

300

200 100

0 0.2 0.4 0.8 0.8 аг 1.0

Рис. 22. Зависимость ресурса обеспеченностью Q=0.85 от коэффициента релаксации а, и коэффициента к0 кй, > к0, > к0 3 > fc0 4

Износ конструкции учитывается в рамках описанного аппарата последовательным уменьшением толщины конструктивных элементов в процессе длительной эксплуатации. В диссертации рассматриваются способы учета равномерного и неравномерного абразивного износа пластины с максимальной скоростью износа в районе крепления к набору.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Principles for the development and prospective use of the ice passports. Тезисы докладов международной конференции РОАС-93 июль 1993, Гамбург (соавторы Лихоманов В.А., Степанов И.В., Фаддеев О.В.)

2. Решение проблем ледовой прочности судов и ледостойких сооружений. Тезисы докладов Международной конференции по судостроению (ISC) октябрь 1994, С.Петербург, (соавторы Апполонов Е.М..Нестеров А.Б.)

3. Особенности страхования средств океанотехники для Арктических регионов. Тезисы докладов Международной конференции "Морские

месторождения нефти и газа России" С.Петербург, ноябрь 1994 (соавторы Лихоманов В.А., Степанов И.В.)

4. Прогнозирование повреждений корпусных конструкций судов, плавающих во льдах. Тезисы докладов Международной конференции "Морские месторождения нефти и газа России" С.Петербург, ноябрь 1994

5. Ice Passport of New Generation. Тезисы докладов международной конференции РОАС-95 августа 1995, Мурманск, Том 1

6. The Way of Reglamentation for Allowable Ice Condition for Navigating in Ice in the Frame of Demands to the Arctic Class of Arctic Ships. Тезисы докладов международной конференции РОАС-95 август 1995, Мурманск, Том ТЛСоавторы Апполонов Е.М.,Нестеров А.Б., Степанов И.В.)

7. Reliability Estimate of Ice Belt Construction of Ice Class Ship and Ice-Resisting Structures. Тезисы докладов международной конференции РОАС-95 августа 1995, М^эмаПск, Том 1 ' ................

8. RN "Akademik Fedorov" Expedition along NSR during Summer 1994: Ice Condition, Ship Performance in Ice, Ice Loads on the Ship Hull. Тезисы докладов международной ^конференции РОАС-95 августа 1995, МурманскГТом 1 (соавторьГЛихоманов В.А., Степанов И.В., Фролов С.В.)

9. Assessment of Reliability and Safety of Shipping along NSR (Eastern Region) under Different Types of Ice Conditions. Тезись^ докладов международной конференции РОАС-95 августа 1995, Мурманск, Том 1 (соавторы Бузуев А.Я.ТБородачев В.Е., Лихоманов В.А.)

V/10. Базы данных дня исследования взаимодействия инженерных объектов со льдом. Сб. Формирование азы даных по морским льдам и гидрометеорологии. УТЛЙетербург. Гидрометеоиздат , 1995 (соавторы Суханов С.В., Крупина Н.А.) V/ 11. Вычислительная процедура дпя опредепения ледовых нагрузок на корпус судна по данным тензометрии и ее применение дпя тарировки измерительной станции НЭС «Академик Федоров». Сб. НТО им А.Н. Крылова., вып. 25 «Постройка и проектирование морских судов», С.Петербург 1996, (соавторы Степанов И.В., Крупина Н.А.)

12. Reliability Estimation of Offshore Ice Belt structure on the Fibre Yeld Criteria. Proc. of inter. POLARTECH'96 Workshop A. S-Petersburg, September 1996, (соавтор Кленов А.Г.)

13. The Analysis of the Remind Deformation cummulation for Outside Plating under Ice Loads Action. Proc. of inter, fflgf. POLARTECH'96 Workshop B. S.Petersburg, September 1996.

14. Оценка надежности конструкции ледового пояса ледостойкой ппатформы. Труды междунар. конференции _RAO 95, сентябрь 1995, С.Петербург, (сбавторьГЛихоманов В. А., Фаддеев О.В.)

\/ 15. Верификация расчетных моделей теории предельного равновесия для судового набора. Сб. НТО им. А.Н. Крылова, вып. 26 Постройка и проектирование морских судов С.Петербург 1996, (соавторы Апполонов Е.М., Нестеров А.Б.)

16. О проекте новой редакции требований Правил Российского Морского Регистра судоходства к ледовым усилениям судов и ледоколов. Научно-

технический сборник Российского морского регистра судоходства, вып. 19, С.Петербург 1996, (соавторы Апполонов Е.М., Нестеров А.Б., Евдосеев А.Н.)

17. Определение оптимального уровня надежности конструкций шельфовой техники. Тезисы докладов международной конференции RAO'97, сентябрь 1997, ¿ГПетёрбуpr(cô"àвтор Кленов А.Г.)

18. Ледовые качества подводных танкеров и оценка риска эксплуатации подводной танкерной системы. Материалы научно-практической конференции "Перспективы создания и использования атомных подводных" судов для перевозки грузов в Арктическом бассейне" Северодвинск, 25-27 июня 1996, (соавторы Ильчук А.Н. Каштелян В.И. Лихоманов В.А Свистунов Б.Н.)

19. Методика численной оценки риска повреждения корпусных конструкций судна от воздействия льда. Труды международной конференции "Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судоТ, Владивосток, 1996, с 108-113 (соавторы Лихоманов В.А., Степанов И.В.)

20. Project 1.5.5. Specialized Information for Planning of Shipping. INSROP Symposium Tokyo 95, 1 - 6 Oktober 1995, (соавторы Бузуев А.Я., Ьровин А.И., Фролов C.B.)

21. Оценка риска эксплуатации судов и шельфовых сооружений в ледовых условиях. Воздействие льда на инженерные объекты. Под ред.

B.А. Лихоманова Экспресс-Информация, вып. 6, С.Петербург, Гидрометеоиздат 1997

И/ 22. Определение параметров ледовой нагрузки посредством анализа реакции конструкции ледового пояса. Воздействие льда на инженерные объекты. Под ред. В.А. Лихоманова Экспресс-Информация, вып. 6,

C.Петербург, Гидрометеоиздат 1997 (соавторы Степанов И.В., Крупина H.A.)

vV 23. Оценка надежности конструкции ледового пояса шельфовых сооружений. Воздействие льда на инженерные объекты. Под ред.

B.А. Лихоманова Экспресс-Информация, вып. 6, С.Петербург, Гидрометеоиздат 1997

\Ху 24. Накопление остаточных деформаций в металлических конструкциях под воздействием ледовых нагрузок. Воздействие льда на инженерные объекты. Под ред. В.А. Лихоманова Экспресс-Информация, вып. 6,

C.Петербург, Гидрометеоиздат 1997 (соавтор Николаев П.М.)

25. Ice Passport for Icebreaker "Pierre Radisson" and Passport's Concept: Further Development. Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, Montreal, Canada, May 24-29,1998, Vol. II, стр. 566-571 1997 (соавторы Лихоманов B.A., Каштелян В.И., Степанов И.В.)

26. Measurement of Ice Loads onboard Icebreaker «Kapitan Dranitsyn» during ARCDEV - expedition. Proc. of intern, conf. POAC 99, August 1999, Helsinki. 1997 (соавторы Егоров Б.П., Кленов А.Г., Крупина H.A.)

27. Design Estimation of the Reliability Parameters for Ice Belt Structures. Proc. of intern, conf. POAC 99, August 1999, Helsinki. 1997

\>V 28. Критерии отказа для пластически и упруго деформируемых конструкций и их использование для проектирования по заданному уровню надежности. Сборни к _НТО_и м.. а к а д. А.Н.Крылова. Вып. 28, том 2, С.Петербург, 1998 (соавтор Кленов А.Г.)

29. The Measurement of Ice Loads onboard Icebreaker "Kapitan Dranitzin": the Method of the Primitive Data Processing and Results Description. Proc. of intern .rconf. ICETECH2000, September 2000, St. Petersburg

30. Prediction of the Reliability Indicators for the Steel Ice Belt Structures Taking into Account the Process of Cumulating of Permanent Deformation. Proc. of intern, conf, ICETECH2000. September 2000, St. Petersburg

31. Анапиз риска эксплуатации инженерных объектов на арктическом

шельфе России. Труды международной,_конференции. РА001,

С.Петербург, 11-12 Сентября 2001 (соавторы Данилов А.И., Лихоманов В.А., Нагурный А.П., Большеянов Д.Ю., Макеев В.М.)

32. Peculiarities of ice condition, motion regimes and ice belt structures during voyage of RN "Akademik Fedorov" near North Pole, Summer 2000. Proc. of intem^cQoi. POACOI, Stavanger, Norway, August 2001 (соавторы Фролов C.B., Крупина H.A.)

33. Прогнозирование ресурса пластически деформируемых конструкций.

Тезисы_докладов 4-й Международной^ конференции по морским

интеллектуальным технологиям, С.Петербург, 20-22 Сентября 2001

34. Восстановление локальных ледовых нагрузок по данным

тензометрии конструкции ледового пояса. Тезисы_докладов. 4-й

Международной___конференции по морским'4 интеллектуальным технологиям, С-Петербург, 20-22 Сентября 2001 (соавтор Крупина Н.А.)

35. Система мониторинга ледовой обстановки и ледовых нагрузок стационарной морской ледостойкой платформы. Доклады 2-го межотраслевого^семинара. "Прочность и надежность нефтегазового оборудования", Москва, 19-22 ноября 2001 г. (соавторы Голосовский А.П., Самсонов Г.Б., Фролов С.В., Чижов К.Л.)

36. Методология натурной тензометрии судовых конструкций. Тезисы^ конференции-ло строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманскогб, С.Петербург, 19-20 декабря 2001г.

37. Calculation of Parameters of Local Ice Loads on Data of Full Scale Tests of Ice Belt Structures. Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, Montreal, Canada, May 26-31,2002 (соавтор Крупина H.A.J '

ИЦСПбГМТУ. Зак. 2200. Тир. 150.

Введение

1. Надежность и риск эксплуатации корпусных конструкций

1.1 Показатели надежности судовых корпусных 16 конструкций

1.2 Риск эксплуатации судовых корпусных конструкций

2. Эксплуатационная надежность конструкций ледового пояса

2.1 Повреждаемость конструкций в области пластического 34 деформирования

2.2 Методы и алгоритмы расчета эксплуатационной 41 надежности

2.3 Выводы

3. Подходы к прогнозированию надежности проектируемых 57 конструкций

3.1 Основные факторы, влияющие на случайность отклика 57 конструкции

3.2 Разброс свойств судокорпусного материала

3.3 Выводы

4. Методы определения вероятностных параметров нагрузки

4.1 Имитационно-статистическое моделирование процесса 67 нагружения

4.2 Восстановление нагрузок по параметрам повреждений

4.3 Экспериментальные методы определения локальных 85 нагрузок

4.3.1 Восстановление нагрузки при малом количестве 110 датчиков

4.3.2 Восстановление нагрузки при большом 125 количестве датчиков

4.3.3 Оптимизация расположения и ориентации датчиков на конструкции 4.4 Выводы

5. Критерии отказа конструкций, работающих в области 172 пластического деформирования

5.1 Развитие критериев отказа при пластическом . 172 деформировании материала

5.2 Деформационный критерий отказа конструкций, 182 работающих в области пластического деформирования и методы определения деформаций

5.3 Многоуровневая процедура численного моделирования 212 поведения конструкции в пластической области

5.4 Выводы

6. Прогнозирование показателей надежности пластически 223 деформируемых конструкций

6.1 Расчет показателей надежности в рамках концепции 223 однократного максимального воздействия.

6.2 Расчет показателей надежности с учетом накопления 246 остаточных пластических деформаций

6.2.1. Факторы, способствующие накоплению остаточных пластических деформаций. 6.2.2 Расчет показателей надежности с использованием 272 аппарата марковских процессов

6.2.3. Учет износа конструкции при прогнозировании 289 её ресурса

6.3 Выводы 299 Заключение 301 Список литературы

Отечественный транспортный флот накопил огромный опыт эксплуатации судов в суровых условиях Арктики. Максимальный объем перевозки грузов по Северному Морскому Пути (СМП) был достигнут в 1983 году и составил 15 млн. т в год. Начавшиеся в стране реформы и структурные преобразования экономики привели к значительному снижению потока грузов по СМП и его стабилизации начиная с 1995 года на уровне 1.1-1.5 млн. т год.

Одновременно с падением транспортной активности возрос интерес иностранных компаний к полезным ископаемым шельфа российских арктических морей и возможным использованием СМП как магистрали между Европой, Северной Америкой и быстро развивающимися странами Восточной Азии. Постепенный отход от военной конфронтации в Арктике [Белкин Ю.В., 2000] и заинтересованность Советского Союза, а затем Российской Федерации в западных инвестициях и западных технологиях освоения шельфовых месторождений была сформулирована в так называемой «Мурманской инициативе» 1987 года [Белкин Ю.В.,

2000]. Ближайшие годы начала XXI века должны стать для морей Российской Арктики новым этапом в их освоении - разработке прежде всего шельфа Баренцева и Карского морей. Добыча и хранение нефти и газа, дальнейшая транспортировка нефтеуглеводородов и газа в условиях арктического шельфа требуют принципиально новых инженерных решений. Ряд публикаций последних лет свидетельствуют о серьезном внимании правительственных органов и российских исследовательских центров к проблемам освоения арктических месторождений: [Мурзин P.P.,

2001], [Остистый Б.К., 2001], [Никитин П.Б. и др., 2001], [Долгунов К.А., Мартиросян В.Н., 2001]. Отечественные компании активно включились в деятельность по освоению морских месторождений Баренцева и Карского морей, что подтверждается строительством морских арктических буровых платформ на заводах Северодвинска, спуском танкеров ледового плавания на верфях Санкт Петербурга. Предстоящая эксплуатация технических средств в арктических морях в новых экономических условиях требуют детальной и всесторонней оценки проектных решений в первую очередь с экономической точки зрения. Такую оценку можно сделать с помощью быстро развивающегося аппарата оценки риска, где под термином «риск» понимается вероятностная функция распределения финансовых потерь при эксплуатации технического объекта или его подсистемы в течение заданного срока. Таким образом, риск в количественном выражении эквивалентен «финансовой надежности» технического объекта или его подсистемы.

Неотъемлемой частью аппарата оценки риска являются процедуры прогнозирования вероятности отказа подсистем технического объекта в течение заданного времени эксплуатации или, другими словами, прогнозирование показателей надежности.

Металлические конструкции судов и сооружений, эксплуатирующихся в ледовых условиях арктических морей, подвержены повреждениям в виде остаточных пластических деформаций. Ремонт таких конструкций - значительная доля расходов судовладельца. В случае ледостойких стационарных сооружений такой ремонт невозможен или связан с особенно высокими расходами. Разрушение металлических конструкций под действием экстремальных эксплуатационных нагрузок в арктических морях может вызвать серьезные негативные экологические последствия, ликвидация которых в Арктике многократно сложнее и дороже из-за низких температур, больших расстояний, высокой изменчивости ледовой и метеорологической обстановки.

Целью настоящей работы является разработка теоретического аппарата прогнозирования показателей надежности металлических конструкций ледового пояса судов и шельфовых сооружений как части более общего аппарата оценки риска эксплуатации металлического корпуса.

Работа носит комплексный характер, так как прогнозирование параметров надежности требует рассмотрения совокупности проблем, которые могут быть сформулированы как задачи исследования:

1. Провести анализ условий эксплуатации судов и сопутствующей повреждаемости корпусных конструкций с целью получения численных показателей характера эксплуатации, которые могут быть использованы для построения прогнозных оценок показателей надежности ледового пояса;

2. Изучить влияние разброса свойств судокорпусного материала на расчетные характеристики напряженно-деформированного состояния конструкции в области пластического деформирования и найти способ описания этого разброса при ограниченной доступности исходной информации по характеристикам материалов. Способ должен позволять учитывать разброс свойств материала в рамках процедуры прогнозирования надежности;

3. Сформулировать способы получения вероятностных характеристик эксплуатационных нагрузок. Разработать алгоритмы и методы получения вероятностных характеристик локальных ледовых нагрузок, оценить эффективность методов при различных возможностях исследователя.

4. Проанализировать методы адекватного прогнозирования напряженно - деформированного пластического состояния. Сформировать критерии отказа конструкции непротиворечащие действующей нормативной базе по дефектации конструкций ледового пояса;

5. Разработать методы расчета показателей надежности конструкций ледового пояса, учитывающие случайный характер нагружения, различную интенсивность нагружения в зависимости от времени эксплуатации и возможное накопление остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах ледового пояса.

Кроме введения и заключения работа состоит из шести глав, каждая из которых посвящена определенному аспекту прогнозирования надежности.

С учетом развивающегося освоения шельфа Российской Арктики такая работа представляется вполне актуальной, направленной на повышение эффективности проектных решений отечественных судостроительных предприятий, повышение рентабельности эксплуатации отечественных судов и добывающей шельфовой техники, использование результатов при формировании нормативной базы по проектированию судовых конструкций. Процедура прогнозирования показателей надежности рассматриваемых конструкций базируется на ряде положений и предварительных результатах, которые более подробно описываются в различных главах работы. Структурная схема работы приведена на рис. В.1.

Предлагаемая работа посвящена вопросам надежности особого вида судовых конструкций, для которых переход за упругое деформирование является естественным рабочим состоянием. К таким конструкциям относятся не только металлический ледовый пояс судов и шельфовых сооружений, но бортовые перекрытия судов, швартующихся в открытом море (прежде всего промысловый флот), настил грузовых палуб накатных судов. Переход на пластически деформируемые конструкции, то есть когда работа за областью упругости предполагается при проектировании, обусловлен следующими причинами:

- значительным объемом повреждений таких конструкций несмотря на усилия проектантов обеспечить их упругое деформирование во время эксплуатации;

- стремлением проектантов использовать пластические резервы материала конструкции, что уменьшает массу корпуса по сравнению с массой конструкции, которая должна деформироваться только упруго. Допущение априори локальных пластических зон оказалось более выгодным экономически и для судовладельцев, поскольку оказалось дешевле регулярно ремонтировать наиболее нагруженные районы корпуса нежели эксплуатировать судно с завышенной массой корпуса.

6.3. Выводы

Глава 6 является финальной главой представляемой работы и собирает результаты исследований и анализа предыдущих глав, в которых рассматриваются общие аспекты эксплуатации пластически деформируемых конструкций, методы регистрации и анализа повреждений, методы получения вероятностных характеристик нагрузок, критерии отказа элементов конструкций, работающих в пластической области, и способов корректного расчета напряженно-деформированного состояния таких конструкций. Основными результатами главы 6 являются:

1. Разработанный метод расчета вероятности безотказной работы конструкций, учитывающий максимально число случайных факторов нагружения и свойств материала. Метод довольно трудоемок в применении и требует большого объема нетривиальной исходной информации, но позволяет получить достоверные результаты. Метод может быть использован как при оценке общего риска эксплуатации в совокупности с экономической компонентой анализа риска, а также для сравнительного вариантного анализа конструкций, предназначенных для эксплуатации в близких условиях.

2. Предложен подход к оценке ресурса пластически деформируемой конструкции, учитывающий накопление остаточных пластических деформаций и использующий математический аппарат теории марковских процессов. Работоспособность метода продемонстрирована на примере. Метод после дальнейшей модификации может быть применен для разработки согласованной нормативной базы по назначению прочных размеров конструктивных элементов и дефектации конструкции с учетом экономических интересов классификационного общества и судовладельца. Другой путь применения метода - оптимальное планирование доковых осмотров корпуса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представляемая работа относится к разряду теоретических со значительной долей экспериментального материала. Во введении осуществлена постановка задачи - разработка основ прогнозирования показателей надежности конструкций ледового пояса.

Процедура оценки показателей надежности рассматривается как часть более общей проблемы - оценки риска эксплуатации конструкции. Введение содержит структурную схему работы, которую условно можно разделить на четыре блока: анализ эксплуатационных данных по судам ледового плавания, исследование вероятностных характеристик локальных нагрузок, вызывающих пластические деформации, формирование непротиворечивых критериев отказа (критериев прочности) конструкции, разработка прогнозных процедур расчета надежности судовых конструкций, обеспечивающих местную прочность корпуса.

Первая глава работы содержит анализ понятия «надежности». В этой связи выделяются три группы работ:

- основополагающие работы по проблемам надежности в смежных областях техники - машиностроении и строительстве;

- система государственных стандартов по надежности;

- основополагающие работы по проблемам надежности в судокорпусостроении.

Надежность - как качественная характеристика любого технического объекта универсальна и обладает рядом свойств: долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, безопасность и т.д. В работе содержится анализ различных терминов, относящихся к области надежности в упомянутых группах работ, проводятся параллели между различными определениями близких терминов.

Такое рассмотрение позволяет сделать вывод о том, что анализ надежности судовых корпусных конструкций не имеет принципиальных отличий от общетехнического. Однако алгоритмы и процедуры расчета показателей надежности корпусных конструкций имеют свои особенности, связанные прежде всего с меньшей определенность внешнего нагружения по сравнению с другими видами технических объектов. Корпус- судна, как одна из подсистем транспортного средства, за время эксплуатации находится в разнообразных эксплуатационных условиях, которые значительно отличаются для однотипных судов. В рамках представляемой работы расчет показателей надежности (вероятность отказа за определенный срок эксплуатации) рассматривается как неотъемлемая часть более общей задачи - оценки риска эксплуатации корпусных конструкций.

Анализ поведения исследуемых конструкций под действием нагрузок, вызывающих пластическое деформирование, предшествуют исследования реальных эксплуатационных параметров судов, который проводится методами математической статистики. Исследования включают в себя два направления: разработка подходов и процедур по анализу повреждаемости конструкций (в данном случае, конструкций ледового пояса) и разработка методов статистического анализа данных по эксплуатации судов в условиях ледового плавания.

В рамках первого направления предложен способ формализации информации о повреждениях корпусных конструкций судов ледового плавания и ледоколов. Применение в качестве источника информации базового документа - растяжки наружной обшивки после докового или водолазного осмотра - делает способ универсальным, значительно расширяет возможности заполнения базы данных. Работа содержит примеры заполнения базы данных имеющейся у автора информацией и примеры обработки этой информации. Подход может найти применение при назначении расчетных нагрузок в зависимости от района ледового пояса, при расчете показателей надежности и оценке риска, если информация дополняется данными по экономическим последствиям повреждений.

Вместе с тем, только данных о повреждаемости недостаточно для дальнейшего прогнозирования показателей надежности проектируемых судов. Необходимо обобщение более комплексного массива информации. Таким информационным массивом является база данных по эксплуатации судов ледового плавания, включающая в себя: информацию о рейсах судов (географические координаты и время прохождения основных точек маршрута), информация о природных условиях на основных участках маршрута во время прохождения судна, данные о повреждениях и аварийных ситуациях во время рейса. Первая группа информации позволят получить статистические характеристики средних скоростей движения в зависимости от типа судна или ледовой категории. Вторая группа информации предназначена для получения эксплуатационных параметров судов ледового плавания. Такие параметры (среднегодовое время плавания в ледовой обстановке- и коэффициент ледокольного сопровождения) вводятся и анализируются в работе для основных ледовых категорий судов Л1, УЛ, УЛА. Эксплуатационные параметры, которые вводятся и анализируются впервые, позволяют в дальнейшем от кратковременных (несколько десятков часов) характеристик ледового нагружения перейти к вероятностным характеристикам нагрузки относительно года эксплуатации.

Априорные (прогнозные) методы оценки показателей надежности базируются на анализе факторов, определяющих разброс реакции конструкции во время эксплуатации. Выделено три группы таких факторов: технологические, разброс свойств судокорпусного материала и случайность параметров нагружения.

Технологические факторы не рассматриваются в рамках этой работы. Основное внимание уделяется случайности параметров внешней локальной нагрузки и разбросу свойств судокорпусных сталей. Выработана рабочая гипотеза по учету' вероятностной природы упругопластических свойств корпусной стали, предназначенная для включения в общую процедуру априорной оценки показателей надежности. Описание вероятностных свойств материала базируется в представленной работе на предположении о пропорциональности точки билинейной аппроксимации диаграммы а-£, соответствующей временному сопротивлению, основной характеристике судокорпусной стали - пределу текучести. При этом деформационные характеристики диаграммы о-е ввиду меньшего разброса и влияния на напряженно-деформированное состояние конструкции считаются постоянными. Учет разброса упругих и пластических свойств материала осуществляется с помощью случайной величины - отношения реального предела текучести к его нормативному значению.

Вероятностная природа локального внешнего нагружения, которое вызывает появление остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах судового корпуса на стадии прогнозирования показателей надежности конструкции может быть описана с помощью трех подходов:

- имитационно - стохастическое моделирование взаимодействия судна с внешней средой;

- восстановление параметров нагрузки по параметрам эксплуатационных повреждений;

- натурные измерения локальной нагрузки с помощью измерения реакции конструкции на внешнее воздействие.

Одна из глав работы посвящена анализу всех трех подходов.

Стохастическое моделирование ледовых нагрузок разработано и проведено для ледостойкой стационарной платформы. В качестве детерминированных моделей использованы модифицированная автором гидродинамическая модель удара твердого тела о лед и модель нагрузок при сжатии на наклонный борт с учетом смятия кромок трещины. Результаты моделирования использованы при оценке надежности пластин ледового пояса и нашли применение в промышленности.

При реализации второго подхода к вероятностному описанию местных нагрузок рассмотрены работы по способам восстановления локального ледового давления по величинам остаточных деформации пластин наружной обшивки, предложена простая расчетная схема на базе МКЭ, позволяющая получать зависимости остаточная стрелка -давление для любых конструктивно однородных районов.

Большое внимание и значение в работе уделяется методам подготовки, проведения и обработки результатов измерения локальных нагрузок во время эксплуатации судов ледового плавания и ледоколов (натурная тензометрия конструкции). Цель тензометрических исследований конструкции - восстановить локальную нагрузку на конструкцию по значениям сигналов датчиков, установленных в ограниченном количестве точек конструкции. Рассмотрены методы измерений и автором предложено несколько методов восстановления нагрузки, которые отличаются априорной формой предоставления локальной нагрузки и количеством используемых информационных каналов (датчиков). Первый из разработанных методов предполагает разбиение тестируемой области конструкции на конечное число подобластей. Контактное давление в пределах каждой подобласти считается равномерно распределенным и неизвестным. Таким образом, нагрузка представляется столбчатой эпюрой. Второй метод восстановления нагрузки основан на представлении локальной нагрузки в виде давлений равномерно распределенного по прямоугольному пятну контакта, произвольно расположенному в тестируемой области. В этом случае нагрузка описывается пятью параметрами: контактным давлением, двумя размерами пятна контакта и двумя координатами . центра пятна контакта в координатной системе перекрытия. Восстановление перечисленных параметров нагрузки производится методами оптимизации. Такой способ восстановления нагрузки имеет ряд преимуществ:

- представление нагрузки в дальнейшем может быть использовано для назначения расчетного нагружения заданной обеспеченности при прямом расчете надежности и разработке нормативной базы по проектированию конструкций;

- значительно уменьшается количество параметров нагрузки (в случае столбчатой эпюры количество параметров нагрузки равно количеству подобластей);

- метод восстановления нагрузки в виде равномерно распределенного давления применим при малом количестве датчиков, что и использовано автором при обработке данных, полученных в одной из экспедиций;

- метод позволяет упростить решение задачи оптимизации при восстановлении нагрузки заменив функции влияния их интегральным аналогом и свести оптимизацию к минимизации квадратичной функции невязки сигналов датчиков.

Метод восстановления нагрузки применён для получения параметров нагружения в виде случайного процесса по каждому параметру нагрузки с последующей обработкой параллельных случайных процессов. В качестве аппарата обработки данных выбраны статистические алгоритмы анализа многомерных случайных процессов с поиском корреляционных зависимостей между параметрами локальной ледовой нагрузки.

Большое влияние в работе уделено статистическому анализу ледового давления. Применен новый метод обработки случайного процесса для ледового давления, основанный на теории выбросов. Метод позволяет получать кривые повторяемости ледового давления в единицу времени как для заданного режима движения, так и для плавания во льдах в целом. Получена общая зависимость на основе экспоненциальной функции для повторяемости давления, которая в дальнейшем используется для прогнозирования накопления остаточных пластических деформаций в пластинах наружной обшивки.

Восстановление нагрузки при большом количестве информационных каналов, как показано в работе, проводится с привлечением большего количества параметров, которое, в отличие от равномерно распределенного по прямоугольному пятну контакта давлению, позволяет учесть любое из известных представлений ледовой нагрузки. Метод восстановления локальной нагрузки при большом количестве датчиков разработан как метод многомерной оптимизации с ограничениями в виде равенств и произвольной физически обоснованной функцией цели. Метод проиллюстрирован результатами программной обработки первичных записей, полученных в экспедиции 2000 года. Результаты обработки предположения и выводы других отечественных авторов о существенной неравномерности распределения ледового давления по пятну контакта и «пиковости» характера такого распределения.

Важную роль при подготовке тензометрии в условиях ограниченных ресурсов играет выбор на конструкции точек установки датчиков. Для создания формальной процедуры выбора точек монтажа датчиков и их ориентации разработаны критерии оптимальности: интегральная чувствительность датчика и относительная интегральная чувствительность. Применение упомянутых критериев позволяет предварительно выбирать наилучшие точки и ориентацию сенсоров различных схем из заданного набора точек-претендентов при финансовых ограничениях на проведение натурной тензометрии.

Представленная в работе методология (подготовка, восстановление, статистический анализ) получения и обработки данных тензометрии можно считать самостоятельным новым направлением исследований корпусных конструкций судов в условиях реальной эксплуатации. В дальнейшем основные результаты разделов диссертации, касающиеся нагрузки, используются, прежде всего, для прогнозирования показателей надежности судовых конструкций, обеспечивающих местную прочность корпуса.

Как было отмечено выше, одной из важнейших составляющих процесса прогнозирования показателей надежности является обоснование критерия отказа (прочности) конструкции. Анализ применяемых критериев отказа судовых конструкций, формирование требований к критериям прочности в рамках процедуры расчета надежности позволяет сформулировать непротиворечащий надзорной практике критерий отказа по остаточным пластическим деформациям в поврежденных конструктивных элементах. Обратным анализом нормативной базы по дефектации конструкции получены расчетные значения для лимитирующих остаточных пластических деформаций пластин и балок набора. Лимитирующие значения остаточных пластических деформаций в дальнейшем используются как основной критерий в расчетах надежности исследуемых конструкций. Практическое применение критерий нашел при разработке ледовых паспортов судов без ледовой категории или с низкой ледовой категорией периодически эксплуатирующихся в ледовой обстановке средней тяжести.

Одним из основных условий использования предлагаемой системы критериев прочности является возможность численного моделирования поведения конструкций в области пластического деформирования. Такое моделирование возможно только с использованием современных программных реализаций нелинейного метода конечных элементов. В работе рассматриваются основы и возможности нелинейного МКЭ, приведены сравнения расчетных значений пластического деформирования включая потерю устойчивости судовых конструкций с экспериментальными данными, определены оптимальные по условию сходимости параметры сетки разбиения и типы конечных элементов для типовых судовых конструкций, сопоставлены традиционные аналитические подходы теории предельного равновесия и результаты применения МКЭ.

Комплексный анализ применимости МКЭ и опыт его практического использования позволил • сформировать многоуровневую процедуру анализа конструкции в области пластического деформирования, которая использует разработанный раннее деформационный критерий прочности. Многоуровневая процедура анализа конструкции использует конечно-элементные модели различной детализации, что в совокупности с раннее вычисленными лимитирующими пластическими деформациями для пластин, балок и листовых элементов позволяет определять несущую способность конструкции.

Завершающим этапом работы является часть, посвященная методам вычисления показателей надежности конструкций. Рассмотрение начинается с метода, предполагающего, что повреждение (отказ) конструкции происходит в результате однократного внешнего воздействия максимальной интенсивности. Метод базируется на численном интегрировании функции полной вероятности отказа, учитывающей как разброс свойств судокорпусного материала, так и вероятностную природу внешних сил. Процедура метода иллюстрируется на нескольких последовательно усложняющихся практических примерах и может быть разбита на следующие этапы:

- построение результирующей поверхности состояния конструкции с помощью многоуровневой процедуры анализа прочности. Поверхность состояния в общем случае -многомерное поле точек в пространстве измерителя прочности материала и параметров нагруженйя;

- выявление законов распределения параметров нагрузки и параметров прочностных свойств материала, чему посвящаются предыдущие части работы;

- численное интегрирование общей функции распределения параметров нагрузки и измерителя свойств материала под поверхностью состояния конструкции и получение отказа вероятности отказа конструкции.

Многократное применение метода для разного возрастного состояния конструкции позволяет прогнозировать ресурс конструкции (вероятность отказа в течении заданного срока) с учетом износа элементов корпуса.

Одной из особенностей представляемой работы является разработка метода прогнозирования надежности конструкции, учитывающего процесс накопления остаточных пластических деформаций в конструктивных элементах. На первых стадиях исследований этого направления представлены возможные теоретические подходы, учитывающие эволюцию пластических деформаций в процессе эксплуатации (теоремы приспособляемости, эффект Баушингера, пределы накопления, естественная релаксация остаточных напряжений и т.д.). Затем проведена численная оценка отмеченных механизмов для типичных элементов судовых корпусных конструкций. Подробно численно исследован перераспределительный механизм накопления остаточной пластики -последовательное увеличение остаточной пластики при воздействии близкой интенсивности в пластической области в различные районы конструкции.

Метод расчета показателей надежности с учетом процесса накопления остаточной пластики основан на предположении о частичной релаксации полей остаточных напряжений под воздействием ряда факторов в периоды времени между приложениями нагрузки. Специальный раздел посвящен описанию и анализу факторов, вызывающих релаксацию остаточных напряжений. Основным фактором, способствующим релаксации остаточных напряжений, как показано автором, является вибрация корпусных конструкций после нагружения в пластической области.

Метод прогнозирования показателей надежности, учитывающий процесс накопления остаточных пластических деформаций, базируется на математическом аппарате марковских процессов, краткое описание которого в необходимом объеме приведено в работе. Основные этапы использования метода можно определить следующим образом:

- предварительной построение внутренних зависимостей для параметров, описывающих состояние конструкции. Для пластины наружной обшивки в качестве основной функции рассчитывается зависимость приращений остаточной пластической деформации -остаточные напряжения - действующее давление;

- анализ повторяемости внешнего нагружения и описание внешнего воздействия в терминологии потока событий. В настоящей работе поток внешнего нагружения формируется на основе результатов обработки данных тензометрии; - применение аппарата марковских процессов и решение системы уравнений Колмогорова для построения эволюции вероятности отказа элемента конструкции. Одной из основных причин увеличения вероятности повреждения конструкции во время эксплуатации является прогрессирующий износ конструктивных элементов. Предлагаемый метод позволяет учесть равномерный и неравномерный износ конструктивных элементов рядом последовательных шагов. В работе приведены сравнительные оценки влияния интенсивности внешнего нагружения и скорости износа на прогнозируемый ресурс конструкции.

В целом разрабатываемые в работе основы прогнозирования показателей надежности конструкций ледового пояса, использующие новые методы обработки данных, физические предположения и новый для исследований корпусных конструкций математический аппарат, можно считать новым направлением в проектировании корпусных конструкций, позволяющем практически приступить такой важной народнохозяйственной задаче как оценка риска эксплуатации судовых корпусных конструкций.

1. Абчук В.А. Теория риска в морской практике. Л. Судостроение, 1983.

2. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики. М. ЮНИТИ, 1998.

3. Алексеев В.И. Анализ повреждений корпусов судов от ледовых нагрузок. ДВИМУ им. адм. Г.И. Невельского. Владивосток 1987.

4. Апполонов Е.М. Оптимизация размеров балочных конструкций ледовых усилений, спроектированных по критерию предельной прочности. Сб. ВНТО им. акад. А.Н. Крылова, вып. 514, с. 16-25, 1991.

5. Апполонов Е.М. Проектирование конструкций ледовых усилений по критерию предельной прочности. «Судостроение» №2, 1992.

6. Апполонов Е.М., Нестеров А.Б. Уточненный метод определения расчетных скоростей движения судов во льдах. Сб. ВНТО им. акад. А.Н. Крылова, вып. 514, с. 4-15, 1991.

7. Апполонов Е.М., Нестеров А.Б., Копилец Н.Ф., Дидковский A.B. О проекте новой редакции Правил Российского морского регистра судоходства к ледовой прочности судов и ледоколов. «Судостроение», №5 1997

8. Архангородский А.Г., Розендент Б.Я., Семенов Л.Н. Прочность и ремонт промысловых судов. Л. Судостроение, 1982.

9. Ю.Барабанов Н.В., Захаров A.M., Иванов H.A., Худяков С.А. Натурные исследования пульсирующих давлений, индуцируемых гребным винтом. "Судостроение", №3, 1980.

10. Барабанов Н.В., Иванов H.A., Новиков В.В., Шемендюк Г.П. Повреждения и пути совершенствования судовых конструкций. JI. Судостроение, 1989.

11. Беленький JIM. Большие деформации судовых конструкций. JI. Судостроение, 1973.

12. Беленький JIM. К определению критических напряжений сжатых элементов судовых конструкций. «Судостроение» №11, 1988.

13. Беленький JIM. О некоторых возможностях метода дискретных деформаций. Сб. Повреждаемость и предельная прочность судовых конструкций. НТО им. акад. А.Н. Крылова, с. 4-22, Калининград 1987.

14. Беленький JIM. Расчет судовых конструкций в пластической стадии J1. Судостроение, 1983.

15. Белкин Ю.В. Мурманская инициатива СССР и проблема изменения международного правового режима в Арктике. Сб. НТО судостроения им. акад. Крылова А.Н. Вып. 30, СПб, 2000.

16. Белкин Ю.В. Освоение Арктики (Политические и юридические аспекты развития сотрудничества после Второй Мировой войны). Сб. НТО судостроения им. акад. Крылова А.Н. Вып. 30, СПб, 2000.

17. Бененсон A.M., Курдюмов В.А. Предельная прочность бортовых перекрытий судов ледового плавания «Судостроение» №6, 1984.

18. Березанский О.М. Использование обучающей программы для решения линейных оптимизационных задач. Методические указания. Издательство ЛКИ, Л. 1987.

19. Богданофф Дж., Козин Ф. Вероятностные модели накопления повреждений. М. Мир, 1989.

20. Бойцов Г.В. Вероятностно-экономический анализ нормирования прочности и дефектации изнашиваемых конструкций судового корпуса. С. 12-15, «Судостроение» №8-9, 1992.

21. Бойцов Г.В. О критерии нормирования местной прочности. «Судостроение» №1, 1979

22. Бойцов Г.В. Обоснование запасов прочности на основе вероятностно-экономических факторов. Тезисы конференции по строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманского, СПб, 19-20 декабря 2001г.

23. Бойцов Г.В. Оптимизация судового корпуса с учетом требований снижения его металлоемкости и трудоемкости сборки. С. 7-10, «Судостроение» №3, 1984.

24. Бойцов Г.В. Применение основных представлений теории рисков для оптимизации требований к поликритериальной экстремальной прочности судна. Тезисы конференции по строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманского, СПб, 19-20 декабря 2001г.

25. Бойцов Г.В. Проблемы оптимизации судового корпуса. «Судостроение» №2, 1983.

26. Бойцов Г.В., Палий О.М. Прочность и конструкция корпуса судов новых типов. JI. Судостроение, 1979.

27. Бойцов Г.В., Палий О.М., Постнов В.А., Чувиковский B.C. Справочник по строительной механике корабля. Том 1.Общие понятия. Стержни. Стержневые системы и перекрытия. JI. Судостроение, 1982.

28. Бойцов Г.В., Палий О.М., Постнов В.А., Чувиковский B.C. Справочник по строительной механике корабля. Том 2. Пластины. Теория упругости, пластичности и ползучести. Численные методы. JI. Судостроение, 1982.

29. Бойцов Г.В., Палий О.М., Постнов В.А., Чувиковский B.C. Справочник по строительной механике корабля. Том 3. Динамика и устойчивость корпусных конструкций. JI. Судостроение, 1982.

30. Бойцов Г.В., Притыкин И.А., Бураковский Е.П., Опыт накопления остаточных деформаций в пластинах судовых перекрытий. Сб. НТО им акад. Крылова А.Н., вып. 369, стр. 12-23, 1981.

31. Бойцов Г.В., Бураковский Е.П., Анализ распора обшивки судовых перекрытий при её больших прогибах при действии локально распределенных нагрузок. «Судостроение», №9, 1982, стр. 7-11.

32. Бураковский Е.П., Исследование развития больших упруго-пластичеких прогибов пластин при цилиндрическом изгибе. Сб. НТО им акад. Крылова А.Н., вып. 375, стр. 12-23, 1983.

33. Бураковский Е.П., Опыт исслендования развития прогибов пластин при непрерывном повторно-статическом нагружени. Тезисы докладов Всесоюз. научн.-техн. конф. КОРПУС-83 «проектирование судовых корпусных конструкций», стр. 301-302, Николаев, 1983.

34. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М. Машиностроение, 1982.

35. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М. Машиностроение, 1984.

36. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М. Машиностроение, 1990.

37. Большаков И.А., Ракошиц B.C. Прикладная теория случайных потоков. М., Советское радио, 1978.

38. Бомас В.В. Элементы теории марковских процессов и ее технические приложения. М., Учебное пособие, Московский Авиационный институт, 1980.

39. Бородачев В.Е., Таврило В.П., Казанский М.М. Словарь морских ледовых терминов. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1994.

40. Бородин И.М. Предельная прочность судовых конструкций с эксплуатационными повреждениями. Автореферат диссертации на соискание уч. ст. к.т.н., Владивосток, 1993.

41. Бородицкий JI.C. Звуковая вибрация наружной обшивки ледоколов. «Судостроение» №5, 1986.

42. Бояновский B.C., Белов И.М. Экспериментальные исследования вибрации современных транспортных судов. «Судостроение» №4, 1990.

43. Бреслав Л.Б., Гинсбург А.И., Кушнеренко О.Г. Основы страхового дела. СПбГМТУ, Уч. пособие, Санкт-Петербург, 1997.

44. Бронштейн И.Н. , Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М., Наука, 1986.

45. Бугаков В.Н. Обоснование нормативной вероятности разрушения судовых конструкций. С. 5-9, «Судостроение» №7, 1984.

46. Бузуев А.Я., Ледовый покров арктических морей и его влияние на судоходство. Л. Гидрометеоиздат, 1981.

47. Быков В.А. Пластичность и разрушение металлических судостроительных маиериалов. Л. Судостроение, 1985.

48. Васильев М.Ю., Кустов A.B. Экспериментальные вибрационные исследования корпуса лихтеровоза контейнеровоза «Севморпуть». «Судостроение» №4, 1990

49. Вентцель А.Д. Курс теории случайных процессов. М., Наука, 1996.

50. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., Наука, 1991.

51. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента. Справочник под ред. С.О. Охапкина. М. Машиностроение, 1970.

52. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А., .Матрицы и вычисления. М., Наука, 1984.

53. Волков В.М. Нормирование прочности судового корпуса с дефектами типа трещин. «Судостроение» №4, 1990.

54. Волков В.М., Голубин C.B., Ташлыков А.Б. Оценка остаточного ресурса судовых конструкций . в условиях нормирования надежности. Труды международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов», с. 232-239, Владивосток 1996.

55. Волков В.М., Михеев H.H. Усталостная трещиностойкость судовых конструкций при двухчастотном нагружении. «Судостроение» №?, 1985.

56. Гаврилов М.Н., Брикер A.C., Эпштейн М.Н. Повреждения и надежность корпусов судов. JL Судостроение, 1978.

57. Головешкин Ю.В., Тузлукова Н.И. Третья проблема строительной механики корабля. Нормирование прочности. СПб, Судостроение, 1999.

58. Горбачев К.П. Метод конечных элементов в расчетах прочности. Л., Судостроение, 1985

59. ГОСТ 27.001-95 Система стандартов «Надежность в технике». Основные положения. Межгосударственный Совет стандартизации, метрологии и сертификации. Минск.

60. ГОСТ 27.004-85 Системы технологические. Термины и определения. Государственный комитет СССР по стандартам. Москва.

61. ГОСТ 27.202-83 Системы технологические. Методы оценки надежности по параметрам качества изготавливаемой продукции. Государственный комитет СССР по стандартам. Москва.

62. ГОСТ 27.203-83 Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности. Государственный комитет СССР по стандартам. Москва.

63. ГОСТ 27.204-83 Технологические системы. Технические требования к методам оценки надежности по параметрам производительности. Государственный комитет СССР по стандартам. Москва.

64. ГОСТ 27.301-95 Расчет надежности. Основные положения. Межгосударственный Совет стандартизации, метрологии и сертификации. Минск.

65. ГОСТ 27.310-95 Анализ видов, последствий и критичности отказов. Межгосударственный Совет стандартизации, метрологии и сертификации. Минск.

66. Гохфельд Д.А., Садаков О.С. Пластичность и ползучесть элементов при повторных нагружениях. М. Машиностроение, 1984.

67. Гохфельд Д.А., Чернявский О.Ф. Несущая способность конструкций при повторных нагружениях. М. Машиностроение, 1979.

68. Гусев A.C., Светлицкий В.А. Расчет конструкций при случайных воздействиях. М. Машиностроение, 1984.

69. Долгунов К.А., Мартиросян В Д. Состояние и перспективы нефтегазового потенциала шельфа Российской Арктики. Труды пятой Международной конференции Освоение Арктических Морей Росси (RA001), 11-12 Сентября 2001, Санкт-Петербург.

70. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Гидрометеоиздат 1975.

71. Дрыга А.И. Вибростабилизирующая обработка крупногабаритных деталей электрических машин и гидрогенераторов. "Тяжелое машиностроение", №8, 1992.

72. Дрыга А.И. Вибростабилизирующая обработка крупных сварных узлов гидрогенераторов. "Сварочное производство", №7, 1993.

73. Егоров Г.В. Исследование риска повреждения корпусных конструкций при смене судами балласта в море. Тезисы конференции по строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманского, СПб, 19-20 декабря 2001г.

74. Егоров Г.В. Риск переломов и надежность корпусов судов внутреннего плавания. Тезисы конференции по строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманского, СПб, 1920 декабря 2001г.

75. Егоров Г.В., Евенко В.И. Снижение риска нарушения прочности корпусов судов внутреннего плавания. Тезисы 4-й международной конференции по интеллектуальным технологиям. СПб, сентябрь, 2001, том 1.

76. Екимов В.В. Вероятностные методы в строительной механике корабля. Л. Судостроение, 1966.

77. Ершов Н.Ф. Модельное исследование ударных процессов. «Повреждения и эксплуатационная надежность судовых конструкций» Тезисы докладов 10-й Дальневосточной научно-технической конференции 9-12 сентября 1987, с. 82-83, Владивосток, 1987.

78. Ершов Н.Ф. Прогрессирующее разрушение и приспособляемость судовых конструкций. С. 8-11, «Судостроение» №3, 1977.

79. Ершов Н.Ф., Попов А.Н. Прочность судовых конструкций при локальных динамических нагружениях. JT. Судостроение, 1989.

80. Ершов Н.Ф., Свечников О.И. Предельное состояние и надежность конструкций речных судов. JI. Судостроение, 1970.

81. Ершов Н.Ф., Шахверди Г.Г. Метод конечных элементов в задачах гидроупругости и гидродинамики. Л., Судостроение, 1984

82. Ефремов J1.B. Практика инженерного анализа надежности судовой техники. . J1. Судостроение, 1980.

83. Журбин О.В., Тарануха Н.А. Исследование гидроупругих колебаний сложных судовых перекрытий. Труды международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов», с. 132-139, Владивосток 1996.

84. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимации. М. Мир, 1986

85. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. М., Недра, 1974

86. Караванов С.Б. Анализ ледовых повреждений корпусов наливных судов ледового плавания. Сборник докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

87. Каштелян В.И., Рывлин А.Я., Фаддеев О.В., • Ягодкин В.Я. Ледоколы. Л. Судостроение, 1972.

88. Кивимаа С., Куяла П. Измерение ледовых нагрузок на борту теплохода «Кашира». Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

89. Койтер В.Е. Общие теоремы упругопластических сред. М., Гослитиздат, 1961.

90. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. М. Высшая школа, 1976.

91. Королюк B.C., Турбин А.Ф. Полумарковские процессы и их приложение. Киев, Наукова думка, 1976.

92. Крыжевич Г.Б. Основы расчетов надежности судовых конструкций. Учебное пособие СПбГМТУ, СПб, 1995.

93. Кулеш В.А., Попова Н.Ю. Закономерности износа наружной обшивки судов и его нормирования. Труды международнойконференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов», с. 286-292, Владивосток 1996.

94. Курдюмов В.А. Использование метода предельных нагрузок при проектировании ледовых усилений. Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. JI. Судостроение, 1987.

95. Курдюмов В.А. О нагрузках при сжатии судов во льдах. В сб. Проблемы проектирования корпусных конструкций. Труды ЛКИ. Л.1987.

96. Курдюмов В.А. Определение коэффициентов прйведения массы при работе сцепленных судов во льдах. Сборник научных трудов ЦНИИМФа: Архитектурно-конструктивный тип, мореходные и ледовые качества транспортных судов, с. 147-154, СПб, 1992.

97. Курдюмов В.А., Рябов Л.И., Тряскин В.Н. Анализ работы бортовых перекрытий транспортных судов под действием ледовой нагрузки. В сб. Ледопроходимость и ледовые качества судов. Труды ЛКИ. Л. 1976.

98. Курдюмов В.А., Тряскин В.Н. Упругопластический изгиб обшивки ледового пояса. В сб. Ледопроходимость и ледовые качества судов. Труды ЛКИ. Л. 1976.

99. Курдюмов В.А., Тряскин В.Н., Хейсин Д.Е. Определение ледовой нагрузки и оценка ледовой прочности корпусов транспортных судов. В сб. Ледопроходимость и ледовые качества судов. Труды ЛКИ. Л. 1976.

100. Курдюмов В.А., Хейсин Д.Е. Гидродинамическая модель удара твердого тела о лед. «Прикладная механика», Т. 12, №10, с. 106.109, 1976.

101. Лебедев А.Н., Куприянов М.С., Недосекин Д.'Д., Чернявский Е.А. Вероятностные методы в инженерных задачах. Справочник. СПб, Энергоатомиздат, 2000.

102. Лихоманов В.А. Обработка результатов тензометрических испытаний судов во льдах с помощью вероятностных методов. Труды ААНИИ, вып. 391, Л. Гидрометеоиздат, 1985.

103. Лихоманов В.А. Отечественные и зарубежные тензометрические испытания корпуса судов во льдах. Труды ААНИИ, вып. 376, Л. Гидрометеоиздат, 1981.

104. Лихоманов В.А., Максутов Д.Д., Фаддеев О.В. Испытания судов во льдах и оценка их ледовой прочности. Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

105. Лихоманов В.А., Тимофеев О.Я., Фаддеев О.В. Оценка надежности конструкции ледового пояса ледостойкой платформы. Труды междунар. конференции RAO 95, сентябрь 1995, СПб

106. Лихоманов В.А., Хейсин Д.Е. К выводу функций напряжений в балках набора корпуса при действии случайных ледовых нагрузок. . В сб. Ледопроходимость и ледовая прочность морских судов. Труды ЛКИ. Л. 1979.

107. Лихоманов В.А., Хейсин Д.Е. Экспериментальное исследование удара твердого тела о лед. Проблемы Арктики и Антарктики. Вып. 38, Л. Гидрометеоиздат, 1971.

108. Луценко В.Т. Доковый ремонт ледоколов типа «Москва» С. 4850, «Судостроение» №8, 1973.

109. Луценко В.Т. Количественные показатели эксплуатационной надежности подводной части китобойцев типа «Мирный» Труды международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов», с. 277-281, Владивосток 1996.

110. Луценко В.Т. Эксплуатационные повреждения и ремонт корпусных конструкций судов Дальневосточного бассейна. «Судостроение» №7, 1981.

111. Любушин Н.П. Экономическая эффективность проектных решений в судокорпусостроении. Л. Судостроение, 1982.

112. Македон Ю.А. Организация проектирования в судостроении. Л., Судостроение, 1980

113. Максимаджи А.И. Капитану о прочности судна. Л. Судостроение, 1988.

114. Максимаджи А.И. Продолжительность эксплуатации и нормирование прочности судового корпуса с. 7-9, «Судостроение» №4, 1985.

115. Максимаджи А.И., Беленький Л.М., Брикер A.C., Неугодов А.Ю. Оценка технического состояния корпусов морских судов. Л., Судостроение, 1982.

116. Максутов Д.Д., Попов Ю.Н. Опыт разработки и внедрения ледовых паспортов. Труды ААНИИ, вып. 376, Л. Гидрометеоиздат 1981.

117. Малинин H.H. Ползучесть в обработке металлов. М. Машиностроение, 1986.

118. Малинин H.H. прикладная теория пластичности и ползучести. М. Машиностроение, 1985.

119. Малков В.П, Угодчиков А.Г. Оптимизация упругих систем. М, Наука, 1981

120. Математический энциклопедический словарь. Главный редактор Прохоров Ю.В, М, Советская энциклопедия, 1988.

121. Машин A.B., Портной A.C. Роль информационных технологий в оценке уровня риска морской техники. Тезисы 4-й международной конференции по интеллектуальным технологиям. СПб, сентябрь, 2001, том 1.

122. Международная символика для морских ледовых карт и номенклатура морских льдов. Под общей редакцией д. г. н. Крутских Б.A. JI. Гидрометеоиздат 1984.

123. Методика оценки технического состояния корпусов морских судов, Российский морской Регистр судоходства, 1998.

124. Надежность технических систем. Справочник по редакцией Ушакова H.A., М. Радио и связь, 1985.

125. Никитин П.Б, Зюзина H.A., Тарасов Ю.В. Современная методология и результаты геолого-экономической оценки ресурсов нефти и газа западно-арктического шельфа России.

126. Труды пятой Международной конференции Освоение Арктических Морей Росси (RAOOl), 11-12 Сентября 2001, Санкт-Петербург.

127. Николаенко Н.А. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций. М. Машиностроение, 1967.

128. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механики сплошных сред. М. Мир, 1976

129. Остистый Б.К. Приоритетные проекты освоения углеводородных ресурсов западно-арктических шельфовых акваторий. Труды пятой Международной конференции Освоение Арктических Морей Росси (RAOOl), 11-12 Сентября 2001, Санкт-Петербург.

130. Палий О.М. Влияние деформационного упрочнения материала на развитие локальных пластических деформаций. С. 9-12, «Судостроение» №10, 1987.

131. Пашин В.М. Критерии для согласованной оптимизации подсистем судна. Л. Судостроение 1976.

132. Петинов C.B. Механика усталостного разрушения судокорпусных конструкций. Учебное пособие, Л. ЛКИ 1985.

133. Петинов C.B. Основы инженерных расчетов усталости судовых конструкций. Л. Судостроение, 1990.

134. Петинов C.B. Экспериментальные методы сопротивления материалов. Учебное пособие, Л. ЛКИ 1984.

135. Петинов C.B., Репин С.И. Прочность и разрушение судокорпусных материалов при переменном нагружении. Учебное пособие, Л. ЛКИ 1981.

136. Попов А.Н. Упругопластические деформации подкрепленной обшивки при локальном поперечном нагружении. Труды международной конференции .«Проблемы прочности иэксплуатационной надежности судов», с. 159-164, Владивосток 1996.

137. Попов Ю.Н., Фаддеев О.В., Хейсин Д.Е., Яковлев A.A. Прочность судов, плавающих во льдах. J1. Судостроение 1967.

138. Постан М.Я. Полумарковские процессы накопления и расходования запасов и их применение. Киев, Институт Кибернетики, 1989.

139. Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций. Л., Судостроение, 1977

140. Постнов В.А., Кашин B.C., Ростовцев Д.М. Вибрация корабля. Л. Судостроение 1983.

141. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л., Судостроение, 1979

142. Разуваев В.Н. Ресурсы мирового океана. Учебное пособие СПбГМТУ, СПб, 1996.

143. Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надежность машин. М. Высшая школа, 1988.

144. Решетов H.A. Формальная оценка безопасности судна. Научно-технический сборник Российского Морского Регистра Судоходства, СПб, 1997, Вып. 20, часть 1.

145. Рогинский Б.Я., Седов С.Н., Юткин А.Л. Основы экономики морского классификационного общества. СПб. Судостроение 1993.

146. Родионов A.A. Математические методы .проектирования оптимальных конструкций судового корпуса. Л., Судостроение, 1986

147. Розанов Ю.А. Марковские случайные поля. М., Наука, 1981.

148. Рывлин А.Я., Хейсин Д.Е. Испытание судов во льдах. Л. Судостроение 1980.

149. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М., Мир, 1979

150. Семенов Ю.Н., Пенчев В., Портной A.C. Аварийность и оценка риска судоходства. СПб, СПбГМТУ, 1998.

151. Симаков Г.В., Шхинек К.Н., Смелов В.А., Марченко Д.В., Храпатый Н.Г. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. Л., Судостроение, 1989.

152. Снижение уровня остаточных напряжений и деформаций деталей и корпусных конструкций методом низкочастотной вибрационной обработки. Основные положения по технологии проведения. РД5Р.ГКЛИ.0104-216-95.

153. Тимофеев О.Я. Методология натурной тензометрии судовых корпусных конструкций. Тезисы конференции по строительной механики корабля памяти академика Ю.А.Шиманского, СПб, 1920 декабря 2001г.

154. Тимофеев О.Я., Крупина H.A. Восстановление локальных ледовых нагрузок по данным тензометрии конструкции ледового пояса. Тезисы докладов 4-й Международной конференции по морским интеллектуальным технологиям, С-Петербург, 20-22 Сентября 2001

155. Тимофеев О.Я., Николаев П.М. Накопление остаточных деформаций в металлических конструкциях под воздействием ледовых нагрузок. Воздействие льда на инженерные объекты. Под ред. В.А.Лихоманова Экспресс-Информация,, вып. 6, СПб, Гидрометеоиздат 1997

156. Тимофеев О.Я., Синичкин Р.Б. Прогнозирование нагрузок на бортовые перекрытия судов, швартующихся в море. Сб. НТО судостроения им. акад. Крылова А.Н. Вып. 30, СПб, 2000.

157. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М., Советское радио, 1977.

158. Финк К., Рорбах X., Измерение напряжений и деформаций. М. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961

159. Фостий Г.П. Судокорпусник-ремонтник. Л., Судостроение, 1986

160. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. М. Машиностроение, 1986.

161. Хейсин Д.Е. Влияние сопротивления воды на величину ледовых нагрузок. Труды ААНИИ, вып. 376, Л. Гидрометеоиздат 1981.

162. Хейсин Д.Е. К вопросу алгоритмов численной оценки распределения размеров льдин и их сплоченности. . Проблемы Арктики и Антарктики, вып. 45, Л. Гидрометеоиздат 1974.

163. Хейсин Д.Е., Черепанов В.А. Экспериментальное определение удельной энергии механического дробления льда при ударе. . Проблемы Арктики и Антарктики, вып. 41, Л. Гидрометеоиздат 1973.

164. Хейсин Д.Е., Черепанов Н.В. Изменение структуры льда в зоне удара твердого тела о поверхность ледяного покрова. Проблемы Арктики и Антарктики, вып. 34, Л. Гидрометеоиздат 1970.

165. Хруцкий O.B. Введение в надежность и техническую диагностику судовых систем. . Учебное пособие СПбГМТУ, СПб, 1996.

166. Хьюз О.Ф. Проектирование судовых корпусных конструкций. JI. Судостроение 1988.

167. Цой Л.Г. О рациональной области применения ядерных энергетических установок на ледоколах. Сборник научных трудов ЦНИИМФа: Архитектурно-конструктивный тип, мореходные и ледовые качества транспортных судов, с. 96-102, СПб, 1992.

168. Цой Л.Г. Состояние и перспективы развития морских ледоколов. Сборник научных трудов ЦНИИМФа: Архитектурно-конструктивный тип, мореходные и ледовые качества транспортных судов, с. 11-38, СПб, 1992.

169. Цой Л.Г., Богданов A.A. Математическая модель движения судна во льдах под проводкой ледокола. Сборник научных трудов

170. ЦНИИМФа, вып. 285: , Перспективные типы судов и ихмореходные качества, Л. 1985".

171. Цой Л.Г., Глебко Ю.В. Влияние формы носовых обводов ледоколов на ходкость на тихой воде и на волнении. Сборник научных трудов ЦНИИМФа: Архитектурно-конструктивный тип, мореходные и ледовые качества транспортных судов, с. 116-124, СПб, 1992.

172. Цой Л.Г., Караванов С.Б., Фаддеев О.В. Оценка влияния наклона борта в средней части ледокольно-транспортных судов на их ледовые качества. Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

173. Цуркан М.Ф. Снятие остаточных напряжений в сварных конструкциях методом вибрационной обработки. "Морской транспорт", 1986.

174. Чернигин Ю.П., Жиров В.М., Гаиин А.И. Распределение надежности судна между его функциональными системами на стадии проектирования. С. 5-6, «Судостроение» №2, 1977.

175. Чувиковский B.C., Мелконян A.JI. Совместная вынужденная вибрация судового корпуса и его перекрытий. С. 5-6 «Судостроение» №8 1986.

176. Чувиковский B.C., Палий О.М. Основы теории надежности судовых корпусных конструкций. Л. Судостроение 1965.

177. Шалыгин А.С., Палагин Ю.И. Прикладные методы статистического моделирования. JI. Машиностроение, Ленинградское отделение 1986.

178. Шухостопов В.К., Галяш А.А., Ильичев А.А. Виброобработка крупногабаритных конструкций из титановых сплавов. "Автоматическая сварка", №12, 1993.

179. Яванайнен М. О частотном анализе ледовых ударов. Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

180. Яванайнен М. Остаточные деформации наружной обшивки судна. Сб. докладов Советско-финского семинара по ледовой прочности судов. Л. Судостроение, 1987.

181. Aboulazm A.F. Repeated Ice Impact and Shop Resistance in Fragmented Ice. pp. 149-157 POAC-93.

182. Appolonov E.M., Nesterov A.B. The Investigation of Ice Damages and Increasing of Demands of the Ice Strength of Arctic Vessels. Proceeding ofPOAC-95, volume 1, august 15-18, 1995, Murmansk

183. Backlund A., Juurmaa K., Mattson T. Arctic Cargo Transportation Economic Evaluation, pp. 158-167 POAC-93.

184. Bond J., Kennedy S. Physical Testing and Finite Element Analysis of Icebreaking Ship Structures in the Post Yield Region. Proceeding of the Eighth (1998) International Offshore and Polar Engineering

185. Conference, Montreal, Canada, May 24-29, 1998, Vol. II, pp. 577 -.585.

186. Buzuev A., Brovin A., Timofeev 0., Frolov S. Project 1.5.5. Specialized Information for Planning of Shipping. INSROP Symposium Tokyo 95, 1 6 Oktober 1995

187. Buzuev A., Likhomanov V. Division Into Zones of the Northern Sea Route by Difficulty and Safety of Navigation, pp. 393-402 POAC-93.

188. Chari T.R. Geotechnical aspects of iceberg scours on ocean floors. Pp. 379-390, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 16(2), 1979.

189. Claxton R.A., Saunders G.G. Vibratory stress relief. The Metallurgist and Material Technologist. December 1976.

190. Egorov B., Klenov A., Krupina N., Timofeev 0. Measurement of Ice Loads onboard Icebreaker «Kapitan Dranitsyn» during ARCDEV -expedition. Proc. of intern, conf. POAC 99, August 1999, Helsinki.

191. Florentino S., Valle 0. Optimal Inspection and Maintenance Planing Based on Reliability Analysis. Proceeding of thé Eighth (1998) International Offshore and Polar Engineering Conference, Montreal, Canada, May 24-29, 1998, Vol. IV.

192. Frolov S. Ice Condition of Navigation in the Central Arctic Ocean. Proceedings of the 16lh International Conference on OMAE, ASME. -Vol. 4, New York, 1997, pp 401-406.

193. Frolov S., Timofeev 0., Krupina N. Peculiarities of ice condition, motion regimes and ice belt structures during voyage of R/V "Akademik Fedorov" near North Pole, Summer 2000. Proc. of intern, conf. POACOl, Stavanger, Norway, August 2001

194. Hieronymi E. Ice Impact on Ship Hulls, pp. 307-317 POAC-93.

195. Interim guidelines for the application of formal safety assessment (FSA) to the IMO rule-making process. International Maritime Organization, MSC/Circ.829&MEPC/Circ.335,November 17, 1997.

196. International Towing Tank Conference Proceeding San-Francisco, California, September 19-25 1993. The performance in Ice-Covered Waters Committee. Final Report and Recommendations to the 20th ITTC. Part III. Calculation Methods for Ice Loads.

197. Kan Ni, Shengkun Zhang Reliability Analysis of Fatigue Damage Accumulation Under Variable Amplitude Loading. Proceeding of Eighth (1998) International Offshore and Polar Conference, Montreal, Canada, May 24-29, 1998

198. Karavanov S.B. Analysis of Particular Features of Ice Damages to the Structures of Icebreaking Ships and the Recommendations on the Increase of the Reliability, pp. 319-327 POAC-93.

199. Kujala P. Safety of Ice Strengthened Ships in the Baltic Sea. Maritime Research News, № 2, 1992, VTT, Maritime Institute of Finland pp. 7-8.

200. Kujala P., Varsta P., Goldstein R., Osipenko N., Danilenko V. A Ship in Compressive Ice. pp. 810-823 POAC-93.

201. Larssen T. Damage Tolerance Assessment of Welded Joits Subjected to Fatigue Crack Growth. Proceeding of the Eighth (1998) International Offshore and Polar Engineering Conference, Montreal, Canada, May 24-29, 1998, Vol. IV, pp. 27 32.

202. Lassen T. Damage Tolerance Assessment of' Welded Joints Subjected to Fatigue Crack Growth. Proceeding of Eighth (1998) International Offshore and Polar Conference, Montreal, Canada, May 24-29,1998

203. Likhomanov V., Polferov S., Stepanov I., Timofeyev 0., Faddeyev O. Principles for the Development and Prospective Use of the Ice Passport. pp. 219-226 POAC-93.

204. LikhomanovV., Timofeev O., Stepanov I., Frolov S., Masanov A R/V "Akademik Fedorov" Expedition along NSR during Summer 1994: Ice Condition, Ship Performance in Ice, Ice Loads on the Ship Hull. Proc. of inter. Conf POAC95, Murmansk, August 1995, Vol. 1

205. Psaraftis H.N., G. Panagakos, N. Desypris, N. Ventikos An Analysis of Maritime Transportation Factors. Proceeding of the Eighth (1998) International Offshore and Polar Engineering Conference, Montreal, Canada, May 24-29, 1998, Vol. IV, pp. 477 483.

206. Thayamballi A.K., Chen Y-K., Chen H-H. Detrmenistic and Reliability Based Retrospective Strength Assessments of Oceangoing Ships. The Society of Naval Architects and Marine Engineers. Transactions, Vol. 95, 1987/88, pp. 159-187.

207. Timofeev 0, Klenov A., Krupina N. The Measurement of Ice Loads onboard Icebreaker "Kapitan Dranitzin": the Method of the Primitive Data Processing and Results Description. Proc. of intern, conf. ICETECH2000, September 2000, St. Petersburg.

208. Timofeev O.Ya., Klenov A.G. Reliability Estimation of Offshore Ice Belt structure on the Yield Criteria. Proc. of inter, conf. POLARTECH'96 Workshop A. S-Petersburg, September 1996

209. Tunik A. Strength Standard for Arctic Ships. VTT Symposium 28. The Seventh International Conference. 1983.

210. Tunik A.L. Traficability in the Arctic Ocean in Summer Experience Gained from North Pole Voyage. Neva-93. Seminar on Arctic Transportation. St. Petersburg, Russia, September 14-18, 1993.

211. Tunik A.L., Wright B.D. Probabilistic Analysis of Summer Impacts Loads on Arctic Offshore Structures.

212. Volanto P. A Numerical Model of the Icebreaking Process of the Bow of a Ship Advancing in Level Ice. . pp. 835-847 POAC-93.

213. White G.J., Ayyub B.M. Reliability Method for Ship Structures. Naval Engineers Journal. 1985, vol. 97-, #4, pp. 86-96.

214. White G.J., Ayyub B.M. Reliability-Based Design Format for Marine Structures. Journal of Ship Research, 1987, vol. 31, #1, pp. 6069.

215. Zakrzewski W.P., Losowsli E.P., Thomas W.L., Bonrassa M., Blackmore R.Z., Szlider K., Kobos A. A three-dimensional time-dependent Ship Icing Model. pp. 857-873 POAC-93