Методика проектирования промысловых судов, соответствующих заданному вибрационному состоянию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика проектирования промысловых судов, соответствующих заданному вибрационному состоянию

С.В. Дятченко

Представлена методика проектирования промысловых судов, которая позволяет обеспечить заданные по санитарным нормам вибрации условия обитаемости экипажа в различных категориях судовых помещений.

Проектирование, промысловые суда, вибрация, санитарные нормы вибрации, обитаемость

STRATEGY OF DESIGNING OF TRADE SHIPS ON THE SET VIBRATING CONDITION

S.V. Dyatchenko

Presented strategy of designing the trade ships, allowing to provide given on sanitary rates of vibrations of condition crew stay in different categories of ship premiseses.

Создание конкурентоспособного российского промыслового флота предусматривает использование новых технологий, современного программного обеспечения для их реализации и принятия обоснованных технических решений по всем характеристикам качества судна. Одним из важных показателей качества судна является его вибрационное состояние, которое отражает условия вибрационной обитаемости экипажа и пассажиров в различных категориях судовых помещений. Результаты экспериментальных исследований, выполненных на промысловых судах, показали, что уровень вибрации в обитаемых помещениях существенно превышает принятые изначально санитарные нормы вибрации, а их последующая корректировка в сторону ослабления требований отрицательно влияет на здоровье людей. Практика мирового судостроения показывает, что создать судно с хорошими показателями его вибрационного состояния можно только в том случае, если вибрационные требования, регламентируемые санитарными нормами, учитываются при проектировании судна. Сложность решения проблемы, связанной с улучшением вибрационных условий обитаемости на судах, объясняется отсутствием необходимого методологического и теоретического обеспечения, известные методики проектирования промысловых судов [1] не учитывают требования вибрации. Отсутствие расчетных параметров вибрации корпусов промысловых судов и их конструкций в диапазоне частот, регламентируемых санитарными нормами, не позволяло систематизировать результаты экспериментальных исследований и использовать расчетные и экспериментальные данные при проектировании судов. Изучение существующих расчетных методик показало, что необходима методика для анализа вибрационного состояния промысловых судов. Разработанная методика [2] учитывает особенности проектирования и эксплуатации промысловых судов, позволяет анализировать различные факторы, влияющие на вибрацию корпуса судна в диапазоне частот, регламентируемых санитарными нормами, и эффективно использовать методический аппарат и результаты систематизированных расчетов при проектировании.

Целью выполненных исследований являлась разработка методики проектирования судов, удовлетворяющих заданному вибрационному состоянию. Разработанная методика базируется на известных методиках проектирования судов и отличается тем, что содержит существенные дополнения в части обеспечения заданных вибрационных условий обитаемости экипажа в различных категориях судовых помещений.

В основу разработанной методики проектирования судов положены результаты исследований частот собственных колебаний рыболовных судов: от малого рыболовного траулера типа “БАЛТИКА” пр.1328 до крупного - типа “СПРУТ” пр. В-400, полученные с использованием методики [2]. Получены общие закономерности, определяющие изменение частот собственных колебаний корпусов промысловых судов в вертикальном и горизонтальном направлениях от их расчетной длины, для всего спектра частот, регламентируемых санитарными нормами вибрации, и основных состояний загрузки судна. Это позволяет при проектировании судна осмысленно варьировать его расчетной длиной. На рис.1 представлены изменения частот собственных колебаний корпуса судна по первому тону в вертикальном и горизонтальном направлениях от его расчетной длины, для состояния загрузки, соответствующей снятию судна с промысла.

Рис.1. Изменения частот собственных колебаний корпуса судна по первому тону от его расчетной длины

вибрационный судно обитаемость

Для промысловых судов различных типов получены коэффициенты пересчета частот собственных колебаний корпуса при изменении состояния загрузки судна: от его состояния порожнем до состояния выхода на промысел с полными запасами и снятия с промысла с полным грузом. Это позволило при проектировании судна на заданное вибрационное состояние использовать один из вариантов его загрузки, а спектры частот собственных колебаний корпуса, соответствующие другим состояниям загрузки судна, получать пересчетом с использованием коэффициентов. Такой подход при проектировании судов существенно уменьшает объемы исследований и обеспечивает при этом достаточную точность расчетных результатов. При проектировании судов важно знать, как влияет изменение величины присоединенных масс воды на частоты собственных колебаний корпуса рассматриваемого проекта судна. Для этого выполнена оценка, определяющая изменения частот собственных колебаний корпуса судна от величины присоединенных масс воды. При расчетах вибрации промысловых судов необходимы распределения жесткости корпуса по длине судна в вертикальном и горизонтальном направлениях. Такие распределения были получены для основных проектов промысловых судов. Выполнена оценка их изменения при изменении расчетной длины судна. В целом, полученные результаты позволяют, при определении основных элементов судна, выборе главного двигателя и определении элементов движителя, провести вариационные расчеты и выполнить возможную отстройку частот собственных колебаний корпуса судна от частот возмущающих сил, индуцируемых главным двигателем и движителем. Алгоритм оптимизационного проектирования подсистем «корпус - энергетический комплекс - гидродинамический комплекс» с учетом требований прочности и вибрации показан на рис.2.

Второй этап предупреждения повышенной общей вибрации связан с разработкой конструкции корпуса судна. С целью определения эффективности этого этапа выполнена оценка, определившая возможности изменения частот собственных колебаний корпуса судна при вариациях толщины листовых элементов конструкции корпуса [3]. Для ряда проектов промысловых судов определены изменения частот собственных колебаний корпуса судна при вариациях толщины его листов. Как показали исследования, при проектировании конструкции корпуса можно обеспечить отстройку его частот собственных колебаний от проектных характеристик на 10-12%. На рис.3 представлен алгоритм расчетного проектирования конструкции корпуса промысловых судов с учетом требований прочности и вибрации. Дальнейшее улучшение вибрационного состояния на промысловых судах достигается за счет оптимизации конструкций палубных и днищевых перекрытий [4].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Алгоритм оптимизационного проектирования подсистем «корпус - энергетический комплекс - гидродинамический комплекс» с учетом требований прочности и вибрации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3. Алгоритм расчетного проектирования конструкции корпуса промысловых судов с учетом требований прочности и вибрации

Разработана общая структурно-логическая схема проектирования промысловых судов, соответствующих заданному вибрационному состоянию. Блок этой схемы проектирования, отвечающий за обеспечение заданного вибрационного состояния, включает: алгоритм оптимизационного проектирования подсистем «корпус - энергетический комплекс - гидродинамический комплекс» с учетом требований прочности и вибрации; алгоритм расчетного проектирования конструкции корпуса промысловых судов с учетом требований прочности и вибрации; алгоритм расчетного проектирования днищевых перекрытий с учетом требований прочности и вибрации; алгоритм расчетного проектирования палубных перекрытий с учетом требований прочности и вибрации.

ВЫВОДЫ

Разработана методика проектирования промысловых судов соответствующих заданному вибрационному состоянию. Достоинством разработанной методики являются: простота реализации, последовательность осуществления антивибрационных мероприятий и прогнозируемость результатов ожидаемого вибрационного состояния.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Раков А.И. Проектирование промысловых судов/ А.И. Раков, Н.Б. Севастьянов. - Л.: Судостроение, 1981.- 376с.

2. Дятченко С.В. Прогнозирование вибрационного состояния промысловых судов при их постройке и эксплуатации/ С.В.Дятченко, С.В.Тананыкин// Известия КГТУ.- № 13.- Калининград, 2008.- С. 94-104.

3. Дятченко С.В. Исследование влияния конструкции корпуса и загрузки промыслового судна на его вибрационные характеристики/ С.В.Дятченко, С.В.Тананыкин// Известия КГТУ.- № 12.- Калининград, 2007.- С. 36-41.

4. Дятченко С.В. Проектирование конструкций днищевых перекрытий промысловых судов с учетом требований снижения вибрации/ С.В.Дятченко// Известия КГТУ.- № 14.- Калининград, 2008.- С. 109-117.

Размещено на Allbest.ru