автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Вопросы проектирования корпусных конструкций судов-газовозов с мембранными и вкладными призматическими цистернами. Том 1

кандидата технических наук
Козляков, Виталий Витальевич
город
Николаев
год
1984
специальность ВАК РФ
05.08.03
цена
450 рублей
Диссертация по кораблестроению на тему «Вопросы проектирования корпусных конструкций судов-газовозов с мембранными и вкладными призматическими цистернами. Том 1»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Козляков, Виталий Витальевич

В в е д е н и е

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИИ И ЗАГРУЗКИ КОРПУСОВ ГАЗОВОЗОВ ДВУХ ТИПОВ, А ТАКЖЕ МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Особенности конструкции корпусов гэзовозое с призматическими цистернами и вопросы общей компоновки грузовых отсеков. II

1.2. Систематизация и обобщение параметров внепних и внутренних нагрузок на тихой воде и волнении

1.2.1. Анализ нагрузок при плавании на тихой воде' и при испытаниях.

1.2.2. Внешние волновые нагрузки.

1.2.3. Внутренние гидродинамические давления жидкого груза на ограждающие поверхности.;.

1.2.4. Расчетные комбинации общих и местных нагрузок

1.3. Обзор методов расчета и проектирования корпусных конструкций газовозов.

ГЛАВА 2. СТАНДАРТ ОБЩЕЙ ПРОЧНОСТИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ КОРПУСА.

2.1. Требования Правил классификационных обществ к стандарту общей прочности газовозов.

2.2. Проектирование продольных связей эквивалентного бруса.

2.3. Анализ относительной роли отдельных элементов эквивалентного бруса.

2.4. Назначение размеров связей внутренних оболочек и бортов из условий местной прочности и устойчивости.

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАМНЫХ СВЯЗЕЙ ГРУЗОВЫХ ТРЮМОВ

ПО МЕТОДУ ПРВДЕЛЪНЫХ НАГРУЗОК.

3.1. Определение и анализ предельных нагрузок для типовых пересытим газовозов.

3.2. Проектирование рамных связей газовозов по методу предельных нагрузок.

ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К РАМНЫМ СВЯЗЯМ С ПОЗИЦИЙ КРИТЕРИЕВ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ И МЕТОДА УСЛОВНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ.

4.1. Общая схема проектирования рамных связей на основе критериев усталостной прочности и метода условных измерителей.

4.2. Обоснование расчетной схемы грузовой части судна в виде системы кольцевых рам на упругом основании с учетом сдвига,крутильной жесткости

4.3. Основные зависимости для расчета балок и рам на упругом основании с учетом сдвига и яестких вставок в узлах.

4.4. Кольцевая шпангоутная рама на упругом основании с учетом сдвига и жестких узловых вставок.

4.5. Кольцевая продольная рама (см.Приложение 5).

4.6. Проверка точности представления объемных отсеков в виде кольцевых рам.

4.7. Дополнительные требования к жесткости рамных связей газовозов с позиций вибрации и устойчивости

4.7.1. Определение необходимой жесткости рамных бимсов газовозов с вкладными призматическими цистернами.

4.7.2. Обоснование требований к жесткости рамных связей метановозов с клетчатой конструкцией . ИЗ

ГЛАВА. 5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОРПУСОВ

ГАЗОВОЗОВ С МЕМБРАННЫМИ И ВКЛ/ЩНЫМИ ПРИЗМАТИЧЕСКИМИ ЦИСТЕРНАМИ.

5.1. Проектирование корпусных конструкций грузового трюма аммиаковоза с вкладными призматическими цистернами.

5.2. Проектирование варианта этого корпуса с мембранными грузовыми цистернами.

5.3. Сравнение металлоемкости 2-х вариантов корпусов

5.4. Проектирование корпусных конструкций грузового отсека метановоза с мембранными цистернами

5.5. Выводы по главе

3 а к л ю ч е н и е

Л и т е р а т у р а

Рисунки и таблицы к I тому.

Справки о внедрении работы.24

Введение 1984 год, диссертация по кораблестроению, Козляков, Виталий Витальевич

Актуальность цроблемы проектирования корпусных конструкций судов для перевозки сжиженных газов наливом (газовозов) определяется следующим.

Наша страна обладает самыми богатыми в мире зеласами природного газа и является крупным его экспортером. Так как многие газовые месторождения расположены в отдаленных районах,но Еблизи морских путей, то стоимость сжижения и морской.транспортировки газа с использованием специализированных газовозов оказывается значительно более низкой, чем трубопроводным транспортом. Поэтому, несмотря на интенсивную постройку гигантских газопроводов, судостроители должны быть готовы к решению технически сложной и экономически еэжной задачи создания отечественного флота газовозов.

Интенсивное развитие специализированных транспортных судое е последние годы потребовало коренного пересмотра традиционных эмпирических Правил Регистра СССР в направлении сближения их с физически и экономически обоснованными Нормами прочности и активного внедрения в практику расчетного метода проектирования конструкций с широким использованием ЭВМ. К 1986 году должны быть подготовлены и внедрены принципиально новые Правила и Нормы Регистра СССР.

Корпуса газовозов характеризуются наиболее регулярной конструкцией грузовых отсеков в средней части и яеляются идеальные примером судоеой пространственной конструкции с позиций теории проектирования. Практическая ценность создания физически обоснованной методики проектирования конструкций объемных отсеков га-зоеозов еыходит далеко за пределы этой частной задачи, т.к. на базе этой методики можно усовершенствовать и практику проектирования близких по типу объемного отсека обширных классов судов для массовых навалочных и нефтенавалочных грузов, а также современных экологически чистых нефтеналивных судов. В соответствии с этими соображениями коллективы многих кафедр НКИ по заданию Регистра СССР выполнили в 1976-1980 гг. под руководством М.Н.Александрова комплексное поисковое исследование всех вопросов проектирования и постройки газовозов, включая обоснование принципиально новой конструкции трехслойных композитных грузовых вдстерн и ряда других технических решений. Большое , народнохозяйственное значение проблемы внедрения научных достижений в практику было подчеркнуто в решениях ХХУ1 съезда КПСС и всех последующих Пленумов ЦК КПСС.

Коллективы кафедр конструкции корпуса и судовых устройств и строительной механики корабля основное внимание уделили обоснованию требований к конструкции грузовых цистерн призматического и сферического типов. Несколько менее подробно и, в более традиционной форме метода условных измерителей, были обоснованы требования к конструкциям корпусов газовозов.

Настоящая работа является продолжением и развитием части названных работ НКИ, касающихся обоснования требований к конструкциям корпусов газовозов с мембранными и призматическими цистернами на базе пространственной расчетной модели, позволяющий более точно учесть взаимодействие соседних перекрытий и отсеков. Возможность представления объемных отсеков в виде совокупности сложных пластин или балок на упругом основании прямо следует и:з известных работ П.ФЛапковича, Ю.А.Щиманского, А.А.^урдюмова, Д.М.Ростовцева и др.

В первой главе выполнен анализ особенностей корпусных конструкций и особенностей загрузки корпусов газовозов 2-х типое на тихой воде и волнении, а также методов их расчета и проектирования.

Вторая глава посЕящена анализу стандарта общей прочности газовозов и обоснованию нетрадиционной схемы проектирования продольных связей эквивалентного бруса с предварительнш назначением размеров пластин и ребер всех внутренних оболочек из услобий местной прочности и устойчивости и завершающим определением площадей крайних связей из условий общей прочности.

В третьей главе рассмотрены методы расчета и проектирования систем рамных связей газоЕозов в соответствии с критерием предельной пластической прочности и обоснования запасов надежности.

Четвертая глава является центральной и посвящеЕг.а разработке приближенного метода определения расчетных усилий в рамных связях объемных грузовых отсеков на базе их представления в виде кольцевых шпангоутных и продольных рам на упругом основании с учетом сдвига, жестких вставок и крутильной жесткости угловых трубчатых балок. Для типовых схем конструкции и загрузки стержней рам получены матрицы жесткости и все вспомогательные зависимости^ программы и графики для оперативного определения болзе 40 специальных функций. Для расчетных усилий в характерных сечениях поперечных и продольных кольцевых рам получены приближенные аналитические выражения, удобные и для первых стадий проектирования,когда известны только габаритные характеристики конструкции.

В пятой главе приведены примеры расчета и проектирования корпусов двух вариантов газоЕоза типа "Моссовет" и метановоза с з вместимостью 125000 м на основе разработанного метода, а также выполнено сравнение металлоёмкости корпусов с мембранными и вкладными призматическими цистернами.

В заключении сформулированы основные выводы работы и намечены перспективы ее продолжения.

Во 2-м томе приведено, несколько приложений, содержащих таблицы функций, аналитические выражения специальных функций, тексты Программ для мини-ЭВМ НР-97, детали построения специальных функций и другие практические материалы.

I. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ КОРПУСНЫХ КОНСТРЛЩИЙ И ЗАГРУЗКИ КОРПУСОВ ГАЗОВОЗОВ ДВУХ ТИПОВ, А ТАКЖЕ МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА. И ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

Двадцатипятилетняя история развития судов-газовозов сопровождалась интенсивным поиском как способа транспортировки сжиженных газов, так и конструкций грузовых цистерн. Несколько мо-нографий,[7^,|/^],[/^],[//^], обобщающих статей и, наконец, всестороннее исследование этого круга вопросов в комплексном исследоват нии, выполненном в НКИ в 1976-1980 гг. [/],[$[], [77],. содержат исчерпывающую эволюцию многочисленных конструктивных идей и патентов, а также развития флота судов-газовозов. ч

Эти работы свидетельствуют, что для крупных газовозов вместимостью более ЮОООм3 осноеным является способ транспортировки сжиженного газа при нормальном атмосферном давлении в призматических цистернах самонесущего или мембранного типа. Почти все газовозы для перевозки сжиженных нефтяных газоЕ и близкого к ним по физическим характеристикам аммиака имеют самонесущие призматические цистерны, а около 2/3 общей вместимости метановозов также обеспечивается призматическими цистернами в основном мембранного типа систем Gaz Transport, Technigaz и, частично, самонесущего типа " Conch Около одной трети вместимости метаноЕозов базируется на самонесущих сферических цистернах. о

Высказанные тезисы подтверждаются рис. 1 , заимствованном из [/451] , где показана динамика роста метановозов различных типов на базе данных о вместимости построенных и заказанных судов с 4-мя типами цистерн.

Характерно, что если каждому из видов грузовых цистерн свойстЕенны сбои специфические проблемы, нашедшие отражение в специально подготовленном и принятом Есеми странами Кодексе ИМКО , то проблема проектирования корпусов газоЕозов с призматическими цистернами всех типов кроме сферических является общей, поскольку конструкции объемных грузовых отсеков относятся к пространственной системе одного типа.

Важно заметить, что задачи у Есех газовозов одни и те же -перевозка сжиженного газа с минимальными затратами на единицу перевозимого груза. В такой стандартной транспортной задаче должно быть быстро найдено и единственное конструктивное решение.

Чем же объяснить достаточно длительное сосуществование таких принципиально различных архитектурно-конструктиЕных типов, как газовозы с мембранными, призматическими и самонесущими сферическими цистернами?

По-видимому тем, что, несмотря на различную реальную себестоимость судов различных типов, верфи-строители Еынуждены выравнивать цены разных судое таким образом, чтобы судовладельцы не заметили явной разницы и не отдали предпочтение одному из типов газ0Е0-зов. Это - один из видов конкурентной борьбы в капиталистическом обществе.

Выбор наилучшего варианта возможен при достаточно полной информации на основе сравнительно новой конструнторско-экономической науки функционально-стоимостного анализа (ФСА) l/7'], которая призывает сосредотачивать внимание не на фиксированных типах конструкций, а на полезных функциях, для выполнения которых создается сооружение. При использовании ФСА подвергается сомнению сама суть конструкторского решения с позиций не только традиционного пэдхода, основанного на минимизации приведенных затрат, но и полных народно-хозяйственных затрат, т.е. расходов ресурсов при проектировании объекта, подготовке и освоении его производства, процессов изготовления, доставки, эксплуатации и даже утилизации.

На основе анализа приведенных затрат б работе [i?/] признаются более выгодными газовозы с мембранными грузовыми цистернами,а в цикле работ , - при вместимости более 80000 м3 доказывается бесспорное преимущество газовозов со сферическими цистернами.

По-видимому, осноеной причиной расхождения в оценке является неточность исходных данных по металлоемкости и стоимости изготовления конструкций газовозов различных типое. Для эффективного использования идей ФСА необходимо существенно уточнить оценки зат~ рат на всех стадиях жизни судов-газовозоЕ и прежде Есего на стадии проектирования.

Важно отметить, что если проектированию грузовых цистерн и в Кодексе ИМКО, и в Правилах классификационных обществ \i6Z\-r-\fi7~\ и е научной литературе уделено значительное внимание, то специфические вопросы проектирования конструкций корпусов газовозов,особенно с призматическими цистернами, освещены значительно слабее и явно нуждаются в более пристальном внимании.

I.I. Особенности конструкции корпусов газовозов с призматическими цистернами и вопросы общей компоновки грузовых ртсекоЕ

Полное представление об особенностях конструкции современных газоЕозов дают продольное и поперечное сечения корпусов с самонесущими цистернами т/х "Моссовет", а также газовозоЕ с мембранными танками, изображенными на рис. /, 2 . Для сравнения на рис. 5,4 приведены продольные и поперечные сечения корпусов нефтенавалоч-ных судов типа'Б^тома" и "Маршал Буденный". Некоторые количест

Еенные характеристики конструкций этих и подобных судов даны в таблице / .

Анализ этих материалов выявляет определенное сходство корпусов газовозов с судами для перевозки навалочных и нефтенавалочных грузов.Однако отсутствие больших палубных вырезов, относительно большая высота борта при малой осадке, относительно большое расстояние между переборками свидетельствуют об индивидуальных особенностях конструкций газовозов, требующих явного учета при обосновании услоеий обеспечения их надежности.

Яркой особенностью газовозов для перевозки нефтшых газов и аммиака, является наличие свободно лежащих на большом числе оснсв-ных и дополнительных опор грузовых цистерн-супертяжеловесов с массой до 15000 т и жесткостью, достигающей трети жесткости основного корпуса. Однако столь существенное усложнение конструкции не требует выделения ее в особый класс, т.к. расчетным состоянием корпусов этих судов является положение на вершине волны с пустыми цистернами, масса которых не превышает 700*1200 т. Поэтому, при 9 столь незначительном противодавлении,контактное взаимодействие между корпусом и цистернами может быть оценено весьма приближенно без решения соответствующей контактной задачи которое необходимо в осноеном для обоснования расчета конструкций самой грузовой цистерны при ее полном заполнении. ж/ Например, для каждой цистерны газовоза "Моссовет" в соответствии с рис.i необходимо 24 основных опоры с профилированными деревянными подушками по пять пар протиЕокреновых и противодифферентных опор, а также шесть пар опор протиЕ есплытия. Все эти 32 опоры имеют зазоры - до 100 мм и клинья.

Из-за низкой температуры сжиженного газа (для нефтяных газов и аммиака - до-50°С, а для метана - до-163°С) грузовые цистерны должны быть хорошо теплоизолированы и надежно защищены от возможных внешних повреждений двумя непроницаемыми для жидкости барьерами.

Конструкции изоляции являются сложными,трудоемкими и дорогостоящими, особенно для метановозов. Наиболее простой является наружная изоляция для самонесущих цистерн для нефтяных газов и ам- • миака, т.к. она состоит только из одного слоя пенополиуретана,покрытого тонкой алюминиевой фольгой (рис.2,5). Наиболее сложной является внутренняя изоляция мембранных цистерн THnaGas Transport (Рис. S ) - с двумя тонкими мембранами из дорогого ИЕвара - спла-Еа 39$ никеля с железом или Technigaz (Рис.6 ) с одной мембраной из тонкой и дорогой нержавеющей стали и вторым неметаллическим барьером, или модифицированная система изоляции Gaz Transport-Mac Donnell Douglas (Рис. 7 ) с одной мембраной из инвара, а второй - из стеклопластика и с использованием пенополиуретана, армированного стекловолокном,и значительно, более простой технологией крепления изоляции к корпусу с помощью клея.

Существуют десятки других систем изоляции. Можно предположить, что быстрое развитие синтетических материалов обеспечит и удешевление изоляции и индустриализацию методов ее установки и ремонта даже в условиях криогенных температур. Поэтому можно утверждать, что традиционные тяжелые самонесущие цистерны со своими громоздкими и дорогостоящими опорами в скором времени потеряют все свои технологические преимущества, а прогрессивные мембранные интегрированные цистерны в свою очередь освободятся от свойственных им сегодняшних технологических недостатков и в полной мере проявят свои положительные качества.

Двухслойная конструкция бортоЕ и днища, по-видимому, останется как мера защиты Енешней среды, а палуба, как наименее уязвимая, может остаться однослойной с наружным набором, что уже бы

С позиций ФСА такая конструкция является, по-видимому, наиболее перспективной. Двухслойные конструкции содержат в себе дополнительное средство борьбы за живучесть конструкций при повреждении изоляции - возможность заполнения соответствующих балластных отсеков подогреваемой забортной еодой, способной защитить внутренние оболочки корпуса от переохлаждения и возможного хрупкого разрушения.

Отметим также необходимость заполнения пространства между самонесущими цистернами и корпусом инертным газом под давлением до ций, но затрудняет реализацию одного из преимуществ -- наружный контроль надежности изоляции, т.к. доступ в контрольное и достаточно тесное пространство становится ограниченным и довольно опасным. Большая длина и относительно малая осадка крупных газовозов вынуждает резервировать большие объемы для размещения балласта с массой почти равной массе груза из-за условий погружения винта и отсутствия слемминга.

В соответствии с Кодексом ИМКО корпусные конструкции при наличии двух надежных мембранных барьеров могут быть изготовлены из традиционных конструкционных материалов с контролируемой еязкостью. На газовозах с самонесущими цистернами корпус в ряде мест играет роль второго барьера и должен быть изготовлен из сталей, рабочая температура которых должна быть равной температуре сжиженного газа ( от -50°С до - 160°С ). ло реализовано на газовозе Decartes рис.5 ). мероприятие снижает коррозию внутренних конструк

Сложность этой задачи можно цроиллюстрироЕать тем, что даже стшь хладостойки©, корпусные стали, как 09Г2 и ЮХСНД имеют расчетную температуру только -40°С и непригодны для этой цели. Например, корпуса газовозов "Моссовет" и "Смольный" построены из специальной стали N4-4-4 с рабочей температурой - 50°С.

В нашей стране сейчас создана соответствующая марка стали. Несмотря на разнообразие рассмотренных конструкций, все они характеризуются регулярной конструкцией трубчатой формы,состоящей из нескольких систем кольцевых рам прямоугольной формы с усилениями в районе узлое пересечения в виде скуловых и подпалуб-ных цистерн, а иногда - домиков на переборках.

Характерные внешние и внутренние размеры и топология грузо-еых трюмов определяются рядом общепроектных требований - условиями размещения груза и балласта, защитой окружающей среды, возможностью контроля. Из таблицы / следует, что нет каких-либо устойчивых соотношений, которые можно было бы рекомендовать в качестве стандартных.

Заключение диссертация на тему "Вопросы проектирования корпусных конструкций судов-газовозов с мембранными и вкладными призматическими цистернами. Том 1"

5.5. Выводы по главе

Материалы, полученные в 5-й главе, дают основание для следующих выводов:

- практическая схема проектирования корпусов газовозов, раз* работанная в диссертации,/свляется вполне дееспособной и достаточ но удобной для расчетного проектирования сложных корпусных конструкций;

- обоснованные в работе схемы, таблицы и программы расчета кольцевых рам на упругом основании с учетом сдвига :и жестких вставок позволяют достаточно оперативно учитывать важнейшие фак торы пространственного взаимодействия элементов объемного отсека;

- сравнительный анализ выявил значительно большую металлоемкость традиционных корпусов LP& с призматическими вкладными •цистернами по сравнению с прогрессивными мембранными цистернами и перспективу существенного уменьшения трудоемкости и стоимости изготовления последних.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе рассмотрены вопросы расчета и проектирования рамных связей регулярных объемных отсеков газовозов с мембранными и вкладными призматическими цистернами на основе критериев предельной пластической и усталостной прочности,а также традиционного метода условных измерителей без жесткой фиксации нормативных параметров,учитывая продолжающийся процесс создания и утверждения нормативных материалов Регистра СССР.

Материалы работы ориентированы в основном на традиционный и^ационный метод проектирования судовых конструкций в диалоговом режиме с использованием современных мини-ЭВМ. Однако, эти же материалы могут быть в ближайшем будущем использованы для уменьшения размерности проектного вектора и формирования аналитических ограничений в современных поисковых методах оптимизации конструкций на ЕС ЭВМ.Материалы по оценке металлоемкости конструкций могут быть использованы при внедрении идей функционально-стоимостного анализа при проектировании конструкций.

Назовем основные результаты работы :

1. Систематизация статистических характеристик внешних и внутренних волновых нагрузок позволяет осуществить последовательный анализ и синтез судовых конструкций на основе критериев предельной пластической и усталостной прочности с явным контролем характеристик надежности, а также оценить физическую сущность традиционного метода условных измерителей.

2. В работе выявлены новые формы перехода систем перекрытий в предельное состояние со скручиванием длинных скулоЕЫХ цистерн и обоснованы требования к элементам конструкЕдй рамных связей на основе критерия предельной пластической прочности.

Подчеркнута важность учета отрицательного эффекта плоского напряженного состояния с различными знаками главных; напряжений и малой устойчивости пластин при сжатии их вдоль короткой стороны опорного, контура.

3. Получены исчерпывающие практические материалы для расчета балок и рам на упругом основании с учетом сдвига, жестких вставок и крутильной жесткости угловых трубчатых балок. Для определения многочисленных специальных функций составлены аналитические выражения, программы для мини-ЭВМ, таблицы и графики.

4. На основе этих вспомогательных материалов обоснована эффективная расчетная схема систем грузовых трюмов в Еиде поперечных и продольных кольцевых рам и получены приближенные аналитические выражения для усилий во всех характерных сечениях рам с учетом многочисленных, обычно не учитываемых, факторов. Достоверность результатов подтверждена сравнением с результатами расчета рам и отсеков по методу конечных элементов.

5. Наличие аналитических выражений для усилий дало возможность сформулировать требования к рамным связям на основе критерия усталостной прочности и метода условных измерителей.

Возможность оценки аргументов специальных функций на основе только габаритных соотношений перекрытий отсека, позволяет использовать расчетный метод на ранних стадиях проектирования, когда неизвестны Есе детали конструкции.

6. Полученные аналитические выражения для усилш являются более полными и точными, чем подобные зависимости в Правилах Французского Бюро Веритас и могут быть рекомендованы для практического использования в новых Правилах Регистра СССР.

7. Обоснованы требования к жесткости рамных бимсов палубных перекрытий с позиций устойчивости и вибрации.

8. Разработана новая практическая схема проектирования продольных связей эквивалентного бруса, объединяющая положительные качества методов А.А.КурдюмоЕа и классификационных обществ-'.

9. Получена структура выражений для оценки металлоемкости корпусов в средней части; выявлены основные критерии подобия и факторы, оказывающие основное влияние на эту важную характеристику качества корпусов.

10. Материалы работы могут быть использованы дал;: анализа и проектирования корпусов других типое, е первую очередь нефтенава-лочников и навалочников.

11. Примеры расчета и проектирования двух вариантов конструкций газовоза типа "Моссовет" с мембранными и Екладнкми цистернами, а также большого метановоза свидетельствуют о практической эффективности предлагаемой методики и существенно большей металлоемкости корпусов с Екладными призматическими цистернами.

12. Выявлены значительные резервы общей и местной прочности корпусов газовозов типа "Моссовет" и обоснованы предложения по совершенствованию их конструкций, а также возможности существенного увеличения межремонтных периодов по корпусной части и смягчение требований к техническому обслуживанию корпусов.

13, Материалы работы использованы для обоснования возможности эксплуатации 2-х газовозов типа "Моссовет" с частичным заполнением грузовых цистерн, а также при анализе причин повреждений колонны палубного крана при эксплуатации.

14. Материалы работы могут быть использованы в поисковых процедурах технико-экономической оптимизации конструкций при аналитической формулировке ограничений и уменьшении размерности проектного вектора. Эта перспектива является основной при развитии и продолжении настоящей работы.

Библиография Козляков, Виталий Витальевич, диссертация по теме Проектирование и конструкция судов

1. Александров М.Н. и др. Оудовые устройства. Л., Судостроение, 1982.

2. Александров М.Н., 6 аш е дч е н к о А.Н., Михайлов Б.Н. Технический отчет по комплексной теме 06.Ш.550 "Правила постройки и обоснование оптимального архитектурно-конструктивного типа судов-газовозов", № Г.С. 77060823, НКИ,1980.

3. А р х а нг о р о д с к и й А.Г., Беленький Л.М. Аналитический метод проектирования корпуса судна. Л., Судпром-гиз, 1959, с. 208.

4. А р ц и к о в а А. А. Алгоритмы м программа определения основных характеристик газовозов.Труды ЩИИШ,1980,вщ1.258,с.82^8$

5. Барабанов Н.В. Конструкция корпуса судна. Л, Судостроение, 1981.

6. Барабанова М.Н., Кошелева И.В. Модель выбора основных элементов и характеристик газовозов. Труды ЦНИИШ, 1977, в. 222, с. 47-55.

7. Б а с и н А.П., П е р о в Н.А. Конструктивные и технологические особенности судового корпуса.Судостроение,1981, № 9.

8. Беленький Л.М. Расчет судовых конструкций в пластической стадии. Л., Судостроение, 1983.

9. Березанский О.М. Исследование некоторых задач оптимального проектирования корпусных конструкций. Автореферат канд. дисс. ЛКИ, 1979.

10. Б о й ц о в Г.В., Палий О.М. Комплексный подход к обеспечению прочности судна. В сб. "Проблемы прочности судов". Л., Судостроение, 1975, с. 71-151.

11. Бойцов Г .В., Палий О.М. Прочность и конструкции транспортных судов новых типов. Л.,Судостроение, 1979.

12. Б о й ц о в Г.В., Алферов В.И., Л е п п Ю.Ф., Пав-динова Е.А. Обеспечение прочности конструкций корпуса. Л.,Судостроение, 1981, №9, с.17-19.

13. Бойцов Г.В., К н о р и н г С.Д. Прочность и работоспособность корпусных конструкций. Л., Судостроение, 1972.

14. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М., Стройиздат, 1982.

15. Бочков Б.Ф. Аналитический метод проектирования эквивалентного бруса. Горький, ГПИ, 1982.

16. Б р о е к Д. Основы механики разрушения. М.,Высшая школа, 1980.

17. Бронский А.И., Г л о з м а н М.К., Козляков В .В. Основы выбора конструкций корпуса судна. Л., Судостроение, 1974, с.192.

18. Б р о у д е Б.М. Предельные состояния стальных балок. М., Стройиздат, 1953.

19. Бубнов И.Г., Напряжения в обшивке судов от давления воды СПБ, 1902.

20. Вашедченко А.Н., Михайлов Б.Н. Определение основных элементов и характеристик газовозов на ранних стадиях проектирования "Судостроение11,1980, №2, с.6-9.

21. Вашедченко А.Н. Об одном модуле веса (массы) металлического корпуса проектируемого судна. Труды НКИ, вып.116,Николаев, 1976, 0.39-41.

22. Временные Нормы прочности морских судов. Общая прочность.Л., Регистр СССР, 1979.

23. Гвоздев А.А. Расчет несущей способности конструкции по методу предельного равновесия. М.,Стройиздат, 1949. \У

24. Данилова С. А. Основные проблемы проектирования и постройки судов-метановозов. Л., Судостроение, 1974, № 4.

25. Д а н и л о в а С. А. Особенности конструкции грузовых танков метановозов. Судостроение за рубежом, 1973, № 5 (74),с. 18-32.

26. Дикович И.Л. Статика уцруго-пластичеоких балок. Л., Судостроение, 1967.

27. Е р ш о в Н.Ф., Свечников О.И. Предельное состояние и надежность корпусов речных судов. Л.,Судостроение,1976.

28. Зарубежные газовозы. Научно-технические обзоры, ЦНИИ "Румб", 1974.

29. Зенкевич 0. Метод конечных элементов в технике. М., Мир, 1975.

30. Иваницкий И.К., Пузыренко В.В.,

31. Р я б ы й С.С. Исследование напряженного состояния днищевых перекрытий судов для перевозки массовых грузов. Л., Судостроение, 1978, № 7.

32. Иваницкий И.К., Р я б ы й С.С. Пояснительная записка к "Требованиям по проектированию конструкций судов-нефте-навалочников СОЮ") и нефтерудовозов ("00"). Тема-0014, 73, вып. 021-18. Регистр СССР,- 1976.

33. Кале н д е р ь я н Л.И. Изгиб стержней и стержневых систем с учетом деформаций сдвига.Учебное пособие.ОИИМФ,Одесса, 1976

34. К а м е н.е ц к и й Ю.Т., Исследование и разработка методики выбора и обоснования основных технических решений при авто-матиз1фованном проект1фовании транспортных судов. Автореферат кавд. дисс., НКИ, 1977.

35. ЗбЛ а м е н e q к и й Ю.Т., Ш о с т а к В.П., Тан цкь р а А.Г. К вопросу о выборе архитектурно-конструктивного типа и главных размерений судна-газовоза. Труды НКИ, вып.85, Николаев, 1974.

36. К а ц Г.Б., Ковалев А.П. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. М., Машиностроение,1981.

37. Ко в а л ь М.Г. Исследование пространственного деформирования и общего напряженного состояния корпусов судов беспереборного типа и крупнотоннажных танкеров. Разработка методов ипрограмм расчета. Диссертация, ЛКИ, 1983.

38. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.Машиностроение,1977, 231с.

39. Козляков В.В. Об использовании метода предельных нагрузок при оценке предельной прочности и проектирования судовых конструкций.В кн."Научно-технический сборник Регистра СССР. Л., Транспорт, вып.1, 1971.

40. Козляков В.В. Об анализе опыта постройки и эксплуатации судовых конструкций с позиций теории надежности. В сб. "Научные труды ОЙИМФ". М.,Рекламбюро М№, №5, 1972.

41. Козляков В.В. Вопросы технико-экономического обоснования конструкций транспортных судов. Судостроение,1979,с,12-15.

42. Козляков В.В. Об оценке прочности и долговечности конструкций долговременный спектр напряжений в которых определяется законом Вейбулла. Труды НТО Судцрома,вып.99,1967.

43. Козляков В.В. О расчета днищевых перекрытий в упругой стадии. Сб.Труды ЦНИИМФ.Д., вып.9, 1957

44. Козляков В.В. Об учете деформаций сдвига при расчете некоторых судовых конструкций.Труды ЛКИ,вып.ХХЕС, 1959,с.49.

45. Козляков В.В. Об оценке и обеспечении усталостной прочности корпусов морских транспортных судов. Труды НТО Судцрома, вып.130, 1969.

46. К оз л я к о в В.В., Ф и н ке л ь Г.Н., I а р х урим И.Я. Проектирование доковых опорных устройств. Л.,Судостроение, 1973.

47. Козляков В.В., Шар у-н Г.В. 0 проектировании конструкций шпангоутных рам накатных и многоцелевых судов. Сб. трудов НКИ "Проектирование и конструкция судов", Николаев,1982.

48. Козляков В.В. Точная матрица жесткости для балки на упругом основании с учетом сдвига. Труды НКИ "Строительная механика корабля", Николаев, 1983.

49. Козляков В.Вит. Об использовании метода предельных нагрузок цри проектировании конструкций корпусов газовозов. Труды НКИ "Строительная механика корабля", вып.'175,, 1981,с.49-61.

50. Козляков В .Вит. Обоснование требований к конструкциям корпусов газовозов с позиций усталостной прочности. Труды НКИ "Строительная механика корабля",вып.175,1981,с.49-61.

51. К о з л я к о в В.Вит. Анализ особенностей конструкций нагрузки и общей прочности корпусов газовозов с вкладными призматическими цистернами. Труды НКИ "Проектирование и конструкция корпуса", вып. 179, 1981, с.63-71.

52. Козляков В.Вит. Исследование особенностей конструкции и расчетного проектирования корпусов современных нефтеналивных судов. Сб.трудов НКИ "Проектирование и конструкции судов", Николаев, 1982, с.33-41.

53. Козлякое В .Вит. Об особенностях статического и динамического взаимодействия колонн палубных кранов и перекрытий газовозов с призматическими цистернами. Труды НКИ "Совершенствование судовых устройств и гибких конструкций". 1983, с.69-78.

54. Ко зляков В.Вит. Об учете жестких узлов при проектировании конструкций объемных отсеков транспортных судов. Труды НКИ "Проектирование и конструкции судов". 1983,с.67-75.

55. Коробанов Ю.Н. Анализ требований Кода ИМКО к конструкции судов-газовозов. Труды НКИ, вып.128, 1977, с.9-16.

56. Коробанов Ю.Н., Зайцев В.В., М а р т ы н ец Б.Н. Узлы и конструкции судов-газоЕозов. Учебное пособие, НКИ, 1982, с.38.

57. Короткие Я.И. Расчетное проектирование связей корпуса судна. Л., ЛКИ, 1979, с.76.

58. К о р о т ки н Я.И., И патовцев Ю.Н. Расчетное проектирование связей корпуса судна. Супертанкеры. Газовозы. Уч. пособие .Л., ЛКИ, 1978.

59. Короткин Я.И., П о с т н о в В.А., Сивере Н.Л. Строительная механика корабля и теория упругости. Том 1.Л., Судостроение, 1968.

60. Короткин Я.И., Л о к ш и н А.З.,С и в е р с Н.Л.

61. Изгиб и устойчивость пластин и круговых цилиндрических оболочек. Л., Судпромгиз, 1955.

62. Кохановский К.В., Л а р к и н Ю.М. Проектирование газовозов. Учебное пособие. ОИИМФ, М., ЦРИА, Морфлот, 1981.

63. Кочанов Ю.П. Контактная задача для двух ортотроп-ных прямоугольных пластин или пере1фытий, соединенные упругими связями. Труды НКИ, вып. 151, 1979, с. 4-12.

64. К о ч а н о в Ю.П. Напряженное состояние плоской переборки, подлепленной двумя стойками. Известия вузов, серия "Машиностроение", МВТУ им. Баумана, № 8, 1979.

65. Кочанов Ю.П., Стельна, ш. ук В.Н. Разработка методики расчета танков различного конструктивного типа с учетом температурных факторов и деформаций опорных конструкций. Отчет по теме НКИ, Николаев, 1978, с. 234.

66. Кочанов Ю.П. Температурные напряжения в обшивке вкладных танков и корпусов газовозов при возникновении местных дефектов в: теплоизоляции. Труды НКИ, вып. 175, 1981, с* 29-38.

67. Курдюмов А. А. Прочность корабля. Л., Судпромгиз, 1956.

68. Курдюмов А.А. Теория плоских судовых пере1фытий. Автореферат докт. дисс., ЛКИ, 1947.

69. Л и Б.Ч. и др. Проблемы материалоемкости в судостроении. Л., Судостроение, 1983.

70. Логачев С.И. Морские танкеры. Л., Судостроение, 1970.

71. Логачев С.И. Транспортные суда будущего. Л., Судостроение, 1976.

72. Л о г а ч е в С.И., Николаев М.М. Суда для перевозки сжиженных газов. Л., Судостроение, 1966.

73. Любушин Н.П. Экономическая эффективность проектных решений в судо-корпусостроении. Л., Судостроение, 1982.

74. М а ж и д К.И. Оптимальное проектирование конструкций. М.,Высшая школа, 1979.

75. Майданчик Б.И. Инженерно-стоимостной анализ конструкций. Вестник машиностроения, 169, 1974, с.77-80.

76. М а к с и м а д ж и А.И. Прочность морских транспортных судов. Л.Судостроение, 1976.

77. Максимаджи А.И., Новиков О.А.,С околов Л.Г. Низколегированная сталь в судостроении. Л.,Судостроение, 1964.

78. Мак симаджи А.И. Требования к структуре и содержанию новых Правил постройки судов Регистра СССР (Корпус).Труды ВДИИМФа, вып.246, 1979, с.3^10.

79. М а с я г и н А.В. Расчетный метод проектирования и конструирования судов. "Речной транспорт", 1955, с.136.

80. М а т т е с Н;В. Влияние общего изгиба на местную прочность и вибрацию речных судов. М.,Речиздат, 1950.

81. Мельник ов Н.П. Минеральное топливо. Ресурсы и расходы. "Наука и жизнь", 1&5, 1974, М.','Правда."

82. Мельников Н.П. Металлические конструкции. Современное состояние и перспективы развития. М.,Стройиздат,1983.

83. Мельник ов A.M. Труды ЦНИИМФа, вып./59, 1975.

84. Михайлов Б.Н. Выбор главных элементов крупнотоннажных метановозов со сферическими цистернами. Труды НКИ, вып.140, 1978.

85. Михайлов Б.Н. Анализ основных параметров и разработка математической модели морских метановозов со сферическими грузовыми цистернами. Автореферат дисс. к.т.н., НКИ, 1982.

86. Моисеев Н.Н. ,Румяццев В.В. Дшамика тела с полостями, содержащими жидкость. М., Наука, 196!5.

87. Морейнис Ф.А. ,Барабанова М.Н. и др. Исследование основных характеристик судов для перевозки сжиженных газов. Труды ЦНИИМФ, Л., Транспорт, вып. 209, 1976.

88. Нагрузка масс гражданских судов . ОСТ 5.02.06-76.

89. Наумова И. А. Особенности экономические обоснований системы морской транспортировки сжиженного природного газа. Труды ЦНИИШ, Л., вып. 220, 1977, с. 59-71.

90. Нарец Л.К. О распаде систем ^канонических: уравнений строительной механики. Труды ТПИ, серия А, № 121, Таллин, 1957, с. 48.

91. Н о г и д Л.М. Теория проектирования судов. Л., Судпромгиз, 1955.

92. Н о г и д Л.М. Теория подобия и размерностей. Л., руд-цромгиз, 1959.

93. Павлинова Е.А. Методика определения расчетных нагрузок на конструкции, ограждающие грузовые трюмы наливных судов. Регистр СССР, 1979.

94. Павлинова Е.А., Вагенгейм С. Определение динамических нагрузок на переборки крупнотоннагшых танкеров. Л., Судостроение, № 7, 1972, с. 18-22.

95. П а л и й О.М. О рациональных путях использования ЭВМ в расчетах прочности судовых конструкций. Сб. "Проблемы прочности судов" под ред. B.C. Чувиковского. Л., Судостроение, 1975.

96. Папкович П.Ф. Строительная механика корабля. Ч. I, Л., ЛПИ, 1929.

97. Папкович П.Ф. Строительная механика корабля. Ч. I, Л., Транспорт, 1947.

98. Петинов С.В. Определение коэффициентов интенсивности напряжений при расчетах роста трещин усталости: в судовых конструкциях. Труды ЦНИИМФ, вып. 246, с. 48-56.

99. Ц о с т н о в В.А. Численные методы расчете, судовых конструкций. Л., Судостроение, 1977.

100. П о с т н о в В.А., Калинин B.C. ростовцев Д.М. Вибрация корабля. Л., Судостроение, 1983.

101. П о с т н о в В.А. ,Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л., Судостроение, 1974.

102. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР. Л., Транспорт, 1981.

103. Бойцов Г.В. О критериях нормирования местной прочности. Л., Судостроение, № I, 1979, с. 5.

104. Нормы местной прочности корпусов морских судов. Регистр СССР, 1983.

105. Дутов Н.Е. Проектирование конструкций корпуса морских судов. М., Судостроение, ч. I, 1976; ч. П, 1977.

106. НО. Ростовцев Д.М. Приближенный расчет переирытий с несколькими переедестными связями. Л., Труды ЛКИ, вып. 38, 1962.

107. I. Регистр СССР. Правила по грузоподъемностным устройствам морских судов. Л., Транспорт, 1981.

108. Резницкий Л.Я. Перевозка руды на транспортных судах. М., Транспорт,1956.

109. Родионов Н.Н. Современные танкеры „Л., Судостроение, 1981.1.4« Р о з и н Л.А. Стержневые конструкции как системы ко-ненных элементов. Л.,ЛГУ, 1976.

110. Ржаницын А.Р. Расчет конструкций с учетом пластических свойств материалов. М., Стройиздат, 1954.

111. Рябов Л.И.(Ред.). Проектирование конструктивного мидель-шпангоута морских транспортных судов. Л.,ЛКИ, 1975,с.175.

112. Сегаль В.Ф. Проектирование эквивалентного бруса. Учебное пособие. Л„ Судостроение, 1962.

113. С и в е р це в И.Н. Расчет и проектирование судовых конструкций. М., Транспорт, 1968, с.336.

114. Справочник по строительной механгке корабля (Под ред.проф.Палия 0.M.KT.I, Л.,Судостроение, 1982.

115. Справочник по расчету прочности судов внутреннего плавания. (Давыдов В .В., Маттес Н.В., Сиверцев И.Н.,Трянин И.И.), М.,Транспорт,1979.

116. Справочник по динамике сооружений (Под ред.проф. Коренева Б.Г^, М.,Стройиздат, 1972.

117. Справочник по судовым устройствам,, Том 2. Л.,1. Судостроение, 1982.

118. Стрельбицкая А.И. Исследование срочности тонкостенных стержней за пределом упругости. АН УССР, Киев, 1958.

119. Суслов В .П., Кочанов Ю.П., Спихтарен-к о В.Н. Строительная механика корабля и теория упругости. Л., Судостроение, 1972.

120. Ткачева П.Е., Кожухарь И.А. Специализированние морские суда для перевозки сжиженных газов. Труды НКИ, Николаев, вып. 62, 1972.

121. Ткачева П.Е., Кожухарь И. А. О конструировании грузовых трюмов. Труды НКИ, вып. 71, 1973, с. 96-103.

122. Ховгард В. Проектирование конструкций корпуса военных кораблей. М., Оборонгиз, 1947.

123. У а й л д Д. Оптимальное проектщювание. М., Мир, 1981.

124. Хог Э.,Арора Я. Прикладное оптимальное проектирование (механические системы и конструкции). М., Ifop, 1983.

125. Хархурим И.Я., Вилипыльд D.K. Расчет упругих систем по методу конечных элементов. ГИПРОТИС, вып. I-I08, М., 1969.

126. Четыркин Н. В.,Эпштейн Ы.Н. Унификация требований к наружной обшивке транспортных судов. Труды ЦНИИШ, вып. 246, 1979, с. 3-10.

127. Четыркин Н.В. Исследование работы днищевых пере-1фытий при неравномерной загрузке судна тяжелым грузом. Труды ЦНИИШ, вып. 199, 1975.

128. Читакова А.В. О проектировании конструкций iqpyn-нотоннажных танкеров по методу предельных нагрузок. Сб. Трудов ОИИШ, М., Рекламбюро МШ, вып. УП, 1976, с. I0I-I06,

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

130. Ш а р о в Я.Ф. Упруго-пластический изгиб сварных конструкций корпуса судна. Сб. "Проектирование сварных конструкций", М., Машгиз, 1959.

131. Шапошников Н.Н. Расчет туннельных обделок по методу конечных элементов с применением ЭЦВМ. Изд. МИИГ, 1969.

132. Шиманский Ю.Л. Изгиб пластин. 0.,0НТИ, 1934.

133. Ш о с т а к В.П., Т а н ц ю р а А.Г. О сравнительной оценке конструкций грузовых танков судов-метановозов. Труды НКИ, вып.99, 1975, с.95-101.

134. Абрахамсен Е. Размеры танков и динамические нагрузки на переборки. "European Shipbuilding", 1962, vol.XI,1. N 1.

135. Alleaume J. et.al. LNG tanker technology according to the technigaz design.Paper N 1. Shipbuilding and Shipping Record, London, 1972, p.13>.

136. Bass R.L. et al. A study to obtain verification of Liquid Natural Gas (LUG) Tank Loading Criteria. V.S.Ooast Guard Headquarters Washington D.O., 1976.

137. Code for the construction and Equipment of ships Carring Liquefied Gases in Bulk .Resolution A 328 (1X) IMCO, 1975.

138. С u n e о J.J. et al Service Experience with 125000 jo? LNG Vessels of Spherical Tank Design.Trans. S.N.A.M.E. vol'.,1980, N.V. U.S.A., p.127-151.

139. Descartes the first LNG Carrier. Shipping World and Shipbuilder N 3868, 1972.

140. El Paso Paul Kayser. Motor Ship. vol.56, N 664, Nov.1975, p.101-102.

141. El Paso Paul Kayser. Shipbuilding and Marine Engineering International, vol.98, N 1197 out 1975, p.573-574.

142. F f о о к s R. Natural Gas by Sea. (The Development of a New Technology Gentry Books, London, 1979, p.234.

143. General Dynamics a Leader in LNG tanker Construction. The Motor Ship, out 1976, p.105-109.

144. Gas carrier "Gazane for LNG Motor Ship", Apr., 1972.

145. Grey R.C. Johnson L. The design and Construction of Liguefied Gas Carriers .Trans, of NECI of Eng. and Shipbuilders., vol.87, N 3, 1971.

146. H a s s i г Mell- Gas carrier for LNG "Shipping World and Shipbuider", 3869, 1972.

147. Howard J.L. LNG Marine Carrier Construction Marine Technology. Vol.9, N 3, July 1972.

148. L e "Cadinia" premier cinq methaniers de 75000 m^ a cuves integrees TECHNIGAZ. Navires, Ports et Chantiers. Dec.1972, p.2-8.

149. LPG AMMONIA 75000 m5 Carrier by Wartsila Schiff and Hafen, Heft II 1976, p.1138-1140.

150. Phillips Jr. Kelly R.L., Construction of the Techni-gaz Mark I L.N.G. Сontraiument System. Trans. S.N.A.M.E. vol.87, 1979; N.V. U.S.A. p.284-313.

151. Pioneer Louise First LPG carriers with internal polyurethane unsulation Nav.Archit", 1976.

152. Rules and Reyulations for the construction and classification of steel ships Bureau Veritas, Paris, 1977, 1982.

153. Rules for the construction and classification of steel ships.Det Norske Veritas, 1976, 1980.

154. Rules for the classification and construction of seagoing steel ships.vol.1. Germani scher Lloyd, Hamburg, 1980.

155. Rules and Regulations for the classification of ships. Lloyd Register of Shipping, London, 1980.

156. Rules for Building and Classing steel Vessels. American Bureau of shipping., N.V., 198О.

157. Rules and Regulations for the Construction of Ships. Nippon Kaiji Kyokai.

158. Ships Load and Strength Manual. Det Norsue Veritas. 1978, p.132.

159. Thomas W.B. Whither the LNG Ship; Trans, of the Royal Institution of Naval Architects, London, 1974.

160. Thomas W.B. Schwendther A.H. "LNG Carriers. The current state of the Art". Trans. S.N.A.M.E. 1971.

161. The Gas Transport. Invar membrane tank technique. "Polar Alaska" and "Arctic Tokyo" membrane carriers. Paris, 1972, p.16.

162. Veliotis P.T.A solution to the Series Production of Aluminum LNG spheress. Trans. S.N.A.M.E., vol.85, 1977, N.V., p.481-505.1. РИСУНКИ и к I- г л а в1. ТАБЛИЦЫ е

163. ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОНОВКИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ (см.рис./5д)