Визначення форми і напружено-деформованого стану гнучких огороджень суден на повітряній подушці

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ

ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА

УДК 629.5.01

Визначення форми і напружено-деформованого стану гнучких огороджень суден на повітряній подушці

спеціальність 05.08.03 - механіка та конструювання суден

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Зайцев Валерій Володимирович

Миколаїв 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова Міністерства освіти і науки України

Захист відбудеться " 04 " липня 2005 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 38.060.01 Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м. Миколаїв, проспект Героїв Сталінграда, 9, ауд. 360.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м. Миколаїв, проспект Героїв Сталінграда, 9

Автореферат розісланий "___" червня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук, професор С.С. Рижков

АНОТАЦІЯ

Зайцев Вал.В. Визначення форми і напружено-деформованого стану гнучких огороджень суден на повітряній подушці. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.03 - механіка та конструювання суден. - Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2005.

Дисертація присвячена розробці важливої прикладної задачі у вітчизняній суднобудівній науці - визначенню форми і напружено-деформованого стану (НДС) носових і кормових гнучких огороджень (ГО) амфібійних (СППА) і скегових суден на повітряній подушці (СППС), а також проектуванню носового і кормового ГО у складі підйомного комплексу СППС. При проектуванні враховується взаємний вплив всіх елементів системи, які беруть участь у забезпеченні підйому над водною поверхнею СППС, а також особливості конструкції та експлуатації судна.

Об'єктом дослідження є носові і кормові ГО у складі підйомного комплексу судна на повітряній подушці (СПП). Предметом дослідження є форма і НДС носових і кормових ГО СППА і СППС. Методи дослідження прийняти аналітичні і чисельні.

Досліджені питання визначення плоскої та просторової форми і НДС носових і кормових ГО СПП з врахуванням впливу на них антивібраційних діафрагм, повітряпроводних вирізів у ресивері та антивібраційній діафрагмі, вагомості та властивостей матеріалу ГО.

Ключові слова: судно на повітряній подушці, повітряна подушка, гнучке огородження, гнучкий ресивер, ресивер, діафрагма, знімний елемент, проектування, конструювання, міцність, напружено-деформований стан.

АННОТАЦИЯ

Зайцев Вал.В. Определение формы и напряженно-деформированного состояния гибких ограждений судов на воздушной подушке. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.08.03 - механика и конструирование судов. - Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, Николаев, 2005.

Диссертация посвящена решению важной прикладной задачи в отечественной судостроительной науке - определению формы и напряженно-деформированного состояния (НДС) носовых и кормовых гибких ограждений (ГО) амфибийных (СВПА) и скеговых судов на воздушной подушке (СВПС), а также проектированию носового и кормового ГО в составе подъемного комплекса СВПС. При проектировании учитывается взаимное влияния всех элементов системы, участвующих в обеспечении подъема над водной поверхностью СВПС, с одновременным определением параметров вентиляторной установки СВПС, а также с учетом влияния на них воздуховодных вырезов в оболочке ресивера носового ГО, трех скачков давления воздуха в районе воздуховодных вырезов в ресивере, определением давлений в ресиверах носового и кормового ГО в зависимости от параметров воздушной подушки и осадки судна на тихой воде. При этом учтены особенности конструкции и эксплуатации СВПС - потери напоров в воздуховодах вентиляторной системы судна, поршневой эффект набегающей волны, вытесняющий воздух из воздушной подушки судна. Разработана методика, алгоритм проектирования и расчета ГО в составе подъемного комплекса СВПС.

Объектом исследования являются носовые и кормовые ГО в составе подъемного комплекса СВП. Предметом исследования являются форма и НДС носовых и кормовых ГО СВПА и СВПС. Методы исследования приняты аналитические и численные.

Исследованы вопросы определения плоской и пространственной формы, а также НДС носового одноярусного ресивера ГО СВП без учета и с учетом параметров воздуховодных вырезов, с учетом влияния на них одновременно весомости материала ГО, наличия пространственных съемных элементов, антивибрационной диафрагмы, воздуховодных вырезов в ресивере и в антивибрационной диафрагме, а также трех скачков давления воздуха в их районе, с учетом свойств материала (нерастяжимый и растяжимый) ГО, с проверкой достоверности по МКЭ. Проведено исследование механики носового одноярусного ресивера ГО СВП при разных начальных условиях, с учетом местных напряжений, которые возникают в местах стыковки съемных элементов с ресивером, проведен анализ полученных результатов.

Рассмотрены и решены задачи нахождения параметров формы и НДС кормового многоярусного (трехъярусного) ресивера ГО СВП в режиме висения и движения на тихой воде с учетом влияния на его форму и НДС двух диафрагм, у которых может быть разная длина. Созданные математические модели позволили получить зависимости для определения формы кормовых ГО без использования дополнительных графоаналитических операций.

Приведены аналитические зависимости, определяющие НДС круглых и прямоугольных антивибрационных диафрагм с воздуховодными вырезами ГО СВП, сравнение результатов их решения с расчетами, выполненными по методу конечных элементов (МКЭ).

Приведены рекомендации к проектированию и расчету НГО и КГО.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждена совпадением расчетов проведенных с помощью аналитических зависимостей с результатами, полученными по МКЭ.

Практическое значение диссертационной работы состоит в разработанных математических моделях, методиках, алгоритмах определения формы и НДС ГО СВП при проектировании носового и кормового ГО в составе подъемного комплекса СВПС и внедрении их результатов в промышленность и учебный процесс. Результаты работы предоставляют возможность инженерам, конструкторам, проектировщикам СВП и студентам высших учебных заведений проводить анализ НДС ГО СВП, исследовать влияние размеров и формы отверстий гибких ресиверов СВП на производительность нагнетателей, на поддержание давления в оболочке и на создание подъемной силы СВП, а также выявлять и использовать их резервы прочности.

Ключевые слова: судно на воздушной подушке, воздушная подушка, гибкое ограждение, гибкий ресивер, ресивер, диафрагма, съемный элемент, проектирование, конструирование, прочность, напряженно-деформированное состояние.

SUMMARY

Zaytsev Val.V. The process of defining the form and the tight-strained state of the hovercraft flexible skirts. - Manuscript.

Dissertation for the Master of Science Degree in the specialty 05/08/03 - ship's mechanics and design. - National University of Shipbuilding named after adm. Makarov, Nikolaev, 2005.

This dissertation is devoted to the important applied problem in the national shipbuilding science - to defining of the form and the tight-strained state of the hovercraft bow and stern flexible skirts and to designing bow and stern flexible skirt as a part of the hovercraft elevating system. Interaction of all elements of the system which take part in designing of hovercraft elevation over water surface and special features of the hovercraft structure and its operation are taken into account.

The object of this research is a bow and stern flexible skirt (FS) as a part of hovercraft elevation system. The subject of the research is the form and tight-strained state of the hovercraft bow and stern flexible skirts. Analytical and numerical methods of research are applied.

Problems of defining of flat and spatial form with tight-strained state of the hovercraft flexible skirts are investigated here. The interaction of antivibration diaphragms, the airway cut-outs in a receiver and antivibration diaphragm, weight and material properties of the skirts are taking into account.

Key words: the hovercraft, an air pillow, flexible skirt, a flexible receiver, a receiver, a diaphragm, a demountable element, design, architecture, strength, tight-strained state.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У теперішній час у всіх морських державах Миру посилено розвивається флот суден з динамічними принципами підтримки (судна на підводних крилах, екраноплани, судна на повітряній подушці). Проектування і побудова суден на повітряній подушці (СПП) у минулому сторіччі пройшло становлення і розвиток як у СРСР, так і за кордоном.

Основним у СПП є підйомний комплекс, до складу якого входить гнучке огородження (ГО), вентилятори і повітряпроводи, які подають повітря під днище судна і утворюють підйомну силу. При цьому у скегових суден на повітряній подушці (СППС) значно зменшується осадка, а амфібійні судна на повітряній подушці (СППА) повністю виходять з води і парять над екраном. ГО є важливою конструкцією СПП, тому що саме воно забезпечує морехідні якості і дозволяє зменшити енергооснащеність судна.

Раніше проектування ГО в основному базувалося на досвіді експлуатації СПП. Дослідження проводилися на основі експериментальних даних і теоретичних розробках, які не враховували багато факторів, що впливають на надійну роботу ГО. І, як слідство, швидкий вихід з ладу в процесі експлуатації ГО. У теперішній час для значного підвищення швидкості доставки як вантажів, так і пасажирів українськими морськими і річковими перевізниками потрібне поліпшення морехідних якостей СПП, так як при погіршенні погодних умов швидкість їхнього руху різко зменшується. Однак в Україні практично в теперішній час відсутній досвід проектування як СПП, так і ГО СПП.

Ідея ГО проста але, не дивлячись на багаторічні вивчення, у механіці ГО дотепер залишається безліч наукових і практичних проблем, тому що об'єкт дослідження дуже складно представити у вигляді точної математичної моделі, а ті моделі, що існують сьогодні, вимагають доповнень і уточнень.

У зв'язку з вищевказаним актуальність теми складається: з потреби у СПП з кращими морехідними якостями; з потреби в більш довговічних і більш надійних ГО і їх елементів; у відсутності достатнього досвіду проектування ГО у складі підйомного комплексу СПП; у відсутності методів розрахунку ГО з урахуванням багатьох їх конструктивних особливостей; можливості створення рекомендацій з проектування ГО на основі нових і уточнених їх математичних моделей, методик проектування і розрахунку у складі підйомного комплексу СПП.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота узагальнює результати досліджень, виконаних автором у рамках загального плану наукових досліджень по розробці методів розрахунку міцності корпусних конструкцій при різних умовах навантаження з урахуванням деформацій суден нових типів Українського державного морського технічного університету імені адмірала Макарова (УДМТУ) і держбюджетної НДР № 9/1404 "Нові підходи до розрахунку міцності гнучких огороджень суден на повітряній подушці амфібійного типу" (№ держ. реєстрації 0100U001909).

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження - створення і аналіз математичних моделей носових гнучких огороджень (НГО) і кормових гнучких огороджень (КГО) СПП як теоретичної основи для проектування ГО у складі підйомного комплексу СПП, створення методики, алгоритму проектування і розрахунку ГО у складі підйомного комплексу СППС.

Досягнення мети базується на аналізі існуючих у теперішній час конструкцій СПП і їх ГО, аналізі існуючих раніше математичних моделей ГО і можливих умов навантаження ГО СПП.

Задачі дослідження.

Знаходження аналітичних залежностей, що визначають напружено-деформований стан (НДС) круглих і прямокутних антивібраційних діафрагм з повітряпроводними вирізами ГО СПП, порівняння результатів їх вирішення з розрахунками, виконаними методом кінцевих елементів (МКЕ), дослідження впливу конструктивних факторів антивібраційних діафрагм на їх НДС.

Визначення форми носового одноярусного ресиверу ГО СПП і дослідження його просторового НДС без урахування і з урахуванням параметрів повітряпроводних вирізів, а також трьох стрибків тиску повітря в їхньому районі; аналіз отриманих результатів.

Знаходження параметрів форми і НДС кормового багатоярусного (триярусного) ресиверу ГО СПП у режимі висіння і руху на тихій воді, дослідження його механіки при різних початкових умовах; аналіз отриманих результатів.

Визначення форми і НДС носового одноярусного ресиверу з антивібраційною діафрагмою ГО СПП з урахуванням властивостей матеріалу (нерозтяжний і розтяжний) ГО з перевіркою достовірності за МКЕ, дослідження його механіки при різних початкових умовах; аналіз отриманих результатів.

Визначення форми і НДС носового одноярусного ресиверу ГО СПП з урахуванням впливу розмірів повітряпроводних вирізів в антивібраційній діафрагмі і оболонці ресивера, трьох стрибків тиску повітря в районі повітряпроводних вирізів у ресивері, дослідження впливу параметрів вирізів на форму ресиверу і його НДС; аналіз отриманих результатів.

Дослідження форми і просторового НДС носового ГО СПП з урахуванням впливу на них просторового знімного елемента і місцевих напружень, які виникають у місцях стикування знімних елементів з ресивером, а також повітряпроводних вирізів у ресивері; аналіз отриманих результатів.

Дослідження форми і просторового НДС носової секції ГО СПП з урахуванням впливу на них одночасно вагомості матеріалу ГО, наявності знімних елементів, антивібраційної діафрагми, повітряпроводних вирізів у ресивері і в антивібраційній діафрагмі.

Розробка методики, алгоритму проектування і розрахунку ГО у складі підйомного комплексу СППС з урахуванням взаємного впливу всіх елементів системи, які беруть участь у забезпеченні підйому над водною поверхнею СППС, з одночасним визначенням параметрів вентиляторної установки СППС, а також з урахуванням впливу на них повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверу НГО, трьох стрибків тиску повітря в районі повітряпроводних вирізів у ресивері, з урахуванням втрат напорів у повітряпроводах вентиляторної системи судна, визначенням тисків у ресиверах носового і кормового ГО залежно від параметрів повітряної подушки (ПП) і осадки судна на тихій воді.

Об'єктом дослідження є носові і кормові ГО у складі підйомного комплексу СПП.

Предметом дослідження є форма і НДС носових і кормових ГО суден на повітряній подушці амфібійного і скегового типів.

Методи дослідження прийняті аналітичні і чисельні. Для досягнення поставленої в роботі мети використані наступні методи і теорії: теорія м'яких оболонок; метод кінцевих елементів - при дослідженні НДС ГО і їх елементів з урахуванням концентрацій напружень; теорія і методи розрахунку гнучких зв'язків.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Удосконалено і проаналізовані математичні моделі визначення форми і НДС носових одноярусних ГО СПП з урахуванням впливу на них повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверів, а також трьох стрибків тисків повітря в районі цих вирізів.

2. Удосконалено і проаналізовані математичні моделі визначення форми і НДС носових одноярусних ГО СПП з урахуванням вирізів в антивібраційних діафрагмах і з урахуванням впливу повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверів, а також трьох стрибків тисків повітря в районі цих вирізів.

3. Удосконалено і проаналізовані математичні моделі визначення форми і НДС кормових багатоярусних (триярусних) ГО СПП у режимі висіння і руху на тихій воді з урахуванням впливу на їх форму і НДС двох діафрагм, у яких може бути різна довжина.

4. Вперше чисельно вирішена задача визначення форми і НДС носового ГО, яка враховує одночасно вагомість матеріалу ГО і наявність у нього знімних елементів, антивібраційної діафрагми, повітряпроводних вирізів у ресивері і в антивібраційній діафрагмі.

5. Вперше визначений діапазон значень довжини знімного елемента, при якому напруження в зонах концентрації будуть найменшими, і при цьому значення максимальних напружень будуть знаходиться не в зоні кріплення знімного елемента до ресивера.

6. Вперше розроблені і реалізовані методика, алгоритм проектування і розрахунку носового і кормового ГО у складі підйомного комплексу СППС з урахуванням взаємного впливу всіх елементів системи, які беруть учать у забезпеченні підйому над водною поверхнею СППС, з одночасним визначенням параметрів вентиляторної установки СППС, а також з урахуванням впливу на них повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверу носового ГО, трьох стрибків тиску повітря в районі повітряпроводних вирізів у ресивері, з урахуванням втрат напорів у повітряпроводах вентиляторної системи судна, визначенням тисків у ресиверах носового і кормового ГО залежно від параметрів повітряної подушки і осадки судна на тихій воді.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені математичні моделі визначення форми і НДС НГО та КГО, методика, алгоритм проектування та розрахунку НГО та КГО у складі підйомного комплексу СППС, їх аналіз і рекомендації до проектування можуть бути використані в проектних і конструкторських організаціях, на суднобудівних заводах, у комерційних фірмах і студентами вищих навчальних закладів у навчальному процесі. Застосування розроблених програм аналітичного розрахунку форми і НДС носових і кормових ГО СПП і програм для аналізу НДС ГО СПП за МКЕ відкриває можливість для проектування ГО СПП на основі більш достовірних і сучасних методів.

Результати досліджень, які отримані в роботі, надають можливість інженерам, конструкторам, проектувальникам і студентам проводити аналіз НДС ГО СПП, а також виявляти і використати їх резерви міцності.

Практичне застосування результатів дисертаційної роботи відображено в актах впровадження таких підприємств і організацій: ВАТ "Феодосійська суднобудівна компанія "Море" у вигляді розрахункових методик "Урахування параметрів повітряпроводних вирізів при визначенні форми і напружено-деформованого стану гнучкого огородження", "Проектування гнучких огороджень з урахуванням впливу на їх параметри вентиляторної установки", а також програмних продуктів, що забезпечують їх реалізацію. Крім того, результати досліджень впроваджені у навчальний процес кафедри морських технологій, використані при виконанні дипломних проектів, при написанні навчального посібника з грифом "Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів" у Національному університеті кораблебудування (НУК) імені адмірала Макарова за спеціальністю 8.100.201 "Кораблі і океанотехника"; у навчальний процес кафедри "Океанотехники і кораблебудування" Севастопольського Національного технічного університету за спеціальністю 8.100.201 "Кораблі і океанотехника", у держбюджетну НДР № 9/1404 "Нові підходи до розрахунку міцності гнучких огороджень суден на повітряній подушці амфібійного типу" (№ держ. реєстрації 0100U001909).

Особистий внесок дисертанта. Всі положення і виводи, математичні моделі, методики і методи розрахунків, аналітичні залежності, програми розрахунків і їх результати, які виносяться на захист, розроблені і належать особисто авторові. З робіт, опублікованих у співавторстві, на захист виносяться тільки ті частини, які розроблені особисто автором: проектування і розрахунок ГО СППА [1 (глава 8), 11], математична модель проектування підйомного комплексу СППС [12, 13], урахування хвильового поршня при проектуванні підйомного комплексу СППС [13].

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації були апробовані на: Науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу УДМТУ (Україна, Миколаїв, 22 - 26 квітня 2002 р.), Міжнародній конференції, присвяченій 100-річчю кораблебудівній освіти в Україні "Кораблебудування: освіта, наука, виробництво" (Україна, Миколаїв, 24 - 25 вересня 2002 р.), Міжнародній науково-практичній конференції "Соціальні і економічні проблеми мотивації праці в умовах ринкової економіки" (Україна, Миколаїв, 30 вересня - 2 жовтня 2003 р.), Всеукраїнській науково-методичній конференції "Проблеми наскрізної комп'ютерної підготовки у вищій школі" (Україна, Миколаїв, 14 - 15 жовтня 2003 р.), Обласній науковій конференції, присвяченій пам'яті адмірала С.Й. Макарова і художника В.В. Верещагіна (до 100-річчю трагічної загибелі) (Україна, Миколаїв, 14 - 16 квітня 2004 р.), Міжнародній науково-технічній конференції "Безпека мореплавання і її забезпечення при проектуванні і побудові суден (БМС-2004)" (Україна, Миколаїв, 21 - 22 жовтня 2004 р.), на засіданнях кафедри морських технологій і НТР з кораблебудування НУК (Миколаїв).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 13 друкованих наукових праць: 1 навчальний посібник з грифом "Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів" (у співавторстві), 8 статей у збірниках наукових праць (з них 7 - без співавторів), в 4 тезах за матеріалами конференцій і у матеріалах Міжнародних науково-практичних конференцій (з них 2 - без співавторів).

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, шістьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 155 найменувань (15 сторінок) та 1 додатку. Обсяг дисертації складає 201 сторінку, включаючи 142 сторінки основного машинописного тексту, 89 рисунків (44 сторінки), 4 таблиці.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ містить обґрунтування актуальності теми дисертаційної роботи, її зв'язок з науковими програмами, планами, темам, вказується роль автора у виконанні науково-дослідних робіт. Формулюються мета і задачі дослідження. Описуються об'єкт, предмет і методи дослідження, наукова новизна і практичне значення отриманих результатів, які виносяться на захист. Наведено структурну схему СПП стосовно до проектування його підйомного комплексу. Вказується особистий внесок дисертанта. Наведено відомості про апробацію результатів роботи, публікаціях автора за її темою.

У першому розділі дисертації проведено аналіз роботи ГО СПП, аналіз і систематизація конструкцій і схем ГО СПП.

Конструкція ГО СППА 2, 3, 4, 5 (рис. 1.) складається з основного зовнішнього ГО, яке оперізує жорсткий корпус, і внутрішнього огородження, що розділяє повітряну подушку на окремі секції в плані. Зовнішнє ГО служить також для подачі в повітряну подушку (ПП) основної кількості повітря і на більшій його частині встановлені гнучкі знімні соплові елементи. Бажано, щоб оболонки ГО не просто відгиналися, а як би "стежили" за поверхнею основи, зберігаючи деякий повітряний зазор. Конструкція ГО СППС складається з носового і кормового ГО.

У конструкції ГО (рис. 2) полотнище 2 оболонки гнучкого ресиверу ГО з повітряпроводними вирізами 5 укріплено на жорсткому корпусі 1 СППА. Гнучкий ресивер, до якого прикріплені знімні елементи 4, додатково стягується антивібраційною діафрагмою 3, в якій також є повітряпроводні вирізи 6. Під тиском повітря, що надходить з жорсткого ресиверу по повітряпроводному каналу, оболонка приймає об'ємну форму та утворює гнучкий ресивер.

Розглянуто зовнішні навантаження, що діють на ГО. Розрізняють такі основні режими роботи секцій ГО: режим висіння без ходу; режим руху над тихою водою; режим руху над схвильованою поверхнею води. У режимі висіння СППА (рис. 3) і СППС на ресивери діють надлишкові нормальні тиски ( рис. 4,а). З боку ПП внутрішня ділянка ресиверу знаходиться під впливом надлишкового тиску pр, а з боку гнучкого ресиверу конструкція знаходиться під дією тиску pр.

Замінивши ці навантаження рівнодіючими (рис. 4,б) вважаємо, що оболонка ресиверу навантажена ступінчастим тиском повітря (зовнішня ділянка ресиверу навантажена тиском pр, внутрішня ділянка тиском pр - pп). У режимі руху на кормове ГО діють ще і сили опору води.

Розглянуто постановку завдання дослідження і її стан. Наведено огляд методів розрахунків і проектування ГО СПП. Зазначено, що у вітчизняній і закордонній літературі відсутні публікації, що всебічно відповідають на питання проектування ГО СПП. Дослідження з цього питання, які відомі авторові, розділені на дві основні групи: роботи про дослідження деформування м'яких оболонок з отворами і накладками, роботи з проектування і розрахунку м'яких оболонок і ГО СПП. Механікою ГО займалися багато дослідників. Це В.Е. Магула, Б.М. Мартинець, Ю.М. Коробанов, Г.Ф. Демешко, В.В. Кличко, Б.О. Колизаєв, О.С. Кудрявцев, О.В. Рубінов і Г.В. Клебанов, В.В Гончарук, Є.В Петін. Дослідженнями деформування м'яких оболонок з отворами і накладками присвячені роботи А.І. Лур'є, І.М. Пирогова, О.М. Гузя, І.С. Чернишенко, Вал. М. Чехова, Вік. М. Чехова, К.І. Шнеренко, В.Д. Кубенко, Г.Н. Савіна, А.А. Сяського, В.А. Сяського, А.Я Александрова, О.І Барана, І.М. Шубіной та інші. Але в їх публікаціях не розглядалися питання проектування ГО у складі підйомного комплексу, питання впливу повітряпроводних вирізів і знімних елементів (ЗЕ) на форму і НДС ГО. В той же час практичні рекомендації з розрахунку ГО приводяться в "Правилах классификации и постройки высокоскоростных судов" Російського морського регістру судноплавства, 2000 р. У Правилах для ГО розроблені вимоги до конструкцій деяких вузлів ГО і на основі дуже наближених формул розглянуто питання міцності ресиверу ГО.

За кордоном опубліковано багато робіт, які відносяться як до СПП, так і до ГО. Це книги, статті і публікації в Інтернеті. Але інформації, яка опублікована, недостатньо для проектування та розрахунків ГО СПП.

На основі матеріалів розділу розроблені напрями дослідження та технологічна карта дисертаційної роботи, прийнято рішення про дослідження форми і НДС носових і кормових ГО з врахуванням повітряпроводних вирізів в їх ресиверах та інших конструктивних особливостей ГО та властивостей його матеріалу, як найменш досліджених, і що послужить базою для розробки методики їх проектування і розрахунку у складі підйомного комплексу СПП.

У другому розділі досліджена механіка плоских елементів ГО СПП. З метою перевірки можливості використання МКЕ для з'ясування достовірності результатів теоретичних досліджень у дисертаційній роботі були розроблені і досліджені аналітичні залежності, які визначають НДС круглої ізотропної розтяжної антивібраційної діафрагми з повітряпроводним вирізом, матеріал якої підпорядковується закону Гука, навантаженої рівномірними радіальними зусиллями, яка входить до складу внутрішнього ГО (див. рис. 1). Аналіз показав, що розходження результатів розрахунків, отриманих за аналітичними залежностями і за МКЕ, становить не більше 0,5 %. Це підтверджує достовірність теоретичних розрахунків.

Досліджена за допомогою МКЕ механіка плоскої ізотропної прямокутної антивібраційної діафрагми з прямокутним повітряпроводним вирізом, матеріал якої підпорядковується закону Гука, і такою же діафрагмою з урахуванням стовщення в районі повітряпроводного вирізу. У задачах розглянуті ділянки діафрагм, вирізані двома паралельними перетинами посередині між повітряпроводними вирізами. Діафрагми навантажені уздовж однієї короткої кромки рівномірно-розподіленим навантаженням, переданим з боку гнучкого ресиверу ГО СПП. Ця кромка може переміщуватися в напрямку дії навантаження. Друга коротка кромка нерухомо закріплена, але може обертатися, що відповідає реальним умовам закріплення діафрагми в гнучкому ресивері ГО, тому що діафрагма одним кінцем кріпиться на петлях до жорсткого ресиверу корпусу СПП, а другим - до оболонки ГО в районі ЗЕ (див.рис. 2). Для вирішення зазначеної задачі були розроблені кінцево-елементні моделі антивібраційних діафрагм. У першому випадку досліджувався вплив товщини і довжини діафрагми, а також розмірів повітряпроводних вирізів у ній на її НДС.

Результати розрахунків (сумарні переміщення, напруження за Мізесом і за 1-ю теорією міцності) для антивібраційної діафрагми без стовщення і зі стовщенням у районі вирізу представлені в графічному вигляді. Аналіз результатів досліджень антивібраційної діафрагми без стовщення показав, що концентрації напружень виникають у районі скруглення вирізу, і ця частина діафрагми є небезпечним місцем даної конструкції, що зі зростанням довжини діафрагми Ld відбувається незначне зменшення максимальних напружень Дуmiz.max за Мізесом: для Ld (2,0…2,2) м Дуmiz.max < 1 %. Збільшення товщини діафрагми t чинить більш помітний вплив на зменшення максимальних напружень: для мм . Зміна відносної ширини вирізу

(для ,

де Bотв - ширина повітряпроводного вирізу; Bо - ширина розрахункової ділянки антивібраційної діафрагми) чинить більший вплив на НДС діафрагми, ніж зміна його відносної довжини

(для ,

де - довжина повітряпроводного вирізу; Ld - довжина антивібраційної діафрагми).

Аналіз результатів досліджень антивібраційної діафрагми зі стовщенням у районі вирізу показав, що збільшення ширини смуги стовщення з 20 до 40 мм (при товщинах смуги від 7 до 11 мм) зменшує максимальні напруження за Мізесом з 5 до 11 %, збільшення товщини смуги з 7 до 11 мм (при ширині від 20 до 40 мм) зменшує максимальні напруження за Мізесом з 12,8 до 18,4 %. Отже, введення смуги стовщення дозволяє зменшити максимальні напруження за Мізесом на 27,9 % (при t2 = 11 мм; b1 = 40 мм).

У третьому розділі досліджена механіка гнучких ресиверів ГО СПП. Розроблено математичну модель визначення просторової форми і НДС носового одноярусного гнучкого ресиверу без урахування повітряпроводних вирізів у його оболонці. Оболонка ресиверу навантажена ступінчастим тиском повітря. Матеріал оболонки вважається ізотропним, розтяжним і абсолютно гнучким. На відміну від жорстких конструкцій різні зовнішні навантаження впливають не тільки на НДС, але й, значною мірою, на форму м'яких оболонок. Великі переміщення створюють і великі складнощі при вирішенні таких задач. Тому дослідження НДС ресиверу проведено за допомогою МКЕ. Одержати достовірне вирішення таких задач за допомогою більшості програм МКЕ неможливо, тому що вони не враховують великі переміщення розглянутої конструкції.

Ця задача вирішена за допомогою ітераційного методу: конструкція навантажується поступово (протягом декількох етапів навантаження збільшується до розрахункового значення); після кожного етапу навантаження проводиться новий розрахунок за МКЕ, знаходиться нова форма конструкції, і наступний етап розрахунку провадиться вже з урахуванням форми, яка змінилась. Для досягнення достовірних результатів при вирішенні задач визначення форми і НДС ГО необхідно зробити не менш 100 ітерацій. На кількість ітерацій і на саму можливість одержати вирішення задачі великий вплив чинить форма оболонки ресиверу, задана як перше наближення. Для використання в розрахунках за МКЕ необхідно знайти такі параметри початкової форми ресиверу, які дозволять провести побудову форми ГО без використання додаткових графоаналітичних операцій. Раніше, як показав аналіз публікацій, автори математичних моделей визначення форми ГО для її побудови використовували графічні операції, що зовсім не підходе при розрахунках форми і НДС ГО за допомогою МКЕ.

Початкова форма носового ресиверу для першого наближення визначена вирішенням системи геометричних співвідношень і рівнянь рівноваги ізотропної, нерозтяжної і абсолютно гнучкої оболонки, навантаженої ступінчастим тиском повітря. При розрахунку за МКЕ в якості кінцевого елементу прийнятий 8-вузловий оболонковий елемент. У розрахунковій моделі розглянута тільки характерна частина носової секції ГО. Вплив відкинутої частини секції враховується накладенням на розглянуту твердотільну модель відповідних граничних умов. У результаті розрахунків, виконаних за МКЕ, визначені просторова форма і НДС всієї конструкції ГО під впливом зовнішніх навантажень. Максимальні переміщення конструкції в порівнянні з формою розрахованої за аналітичними залежностями - 3 мм, відмінність натягів у ресивері - не перевищують 0,1 %. Це підтверджує достовірність аналітичних залежностей, наведених у математичній моделі носового одноярусного гнучкого ресивера.

Розроблено і проаналізовано математичну модель визначення форми і НДС носового одноярусного гнучкого ресиверу з урахуванням параметрів повітряпроводних вирізів і трьох стрибків тиску повітря в їхньому районі (рис. 5). Конструкція розгортки має лінійну циклічність (рис. 5,б), тому розглядається її характерна частина - контур A''A'''D'''D'' або AA'E'M'S'D'DSME. Вихідні дані: pр - тиск повітря в ресивері, Па; pп - тиск повітря в подушці, Па; L - довжина поперечного перетину гнучкого ресиверу(ППГР), м; D - відстань між точками закріплення ресиверу, м; f = bотв/bп - відносна ширина вирізу; bотв - ширина вирізу, м; bп - найбільша ширина характерної частини розгортки ресиверу, м; c3 = L3/L = L4/L - відносна довжина вирізу; c = L1/L2 - співвідношення довжин внутрішньої і зовнішньої частин ППГР без урахування районів вирізу; д - кут між відрізками AD і ND (тут L1, L2, L3, L4 - довжини дуг частин ППГР, м).

Розглянута вище математична модель реалізована вирішенням системи двох трансцендентних рівнянь з двома невідомими ц2, б, отриманої після перетворення геометричних співвідношень для оболонки ресивера, рівнянь рівноваги і введення безрозмірних залежностей, позначених малими буквами:

де - коефіцієнт перепаду тисків; - безрозмірна відстань між точками закріплення ресиверу; - безрозмірні довжини хорд частин ППГР; - безрозмірні радіуси кривизни частин ППГР; - безрозмірні довжини дуг частин ППГР; , , , - безрозмірні кільцеві натяги.

Інші величини знаходяться з наступних залежностей.

Наведено залежності для визначення координат точок S, M, E, O1, O2, O3, O4, виконано аналіз отриманих результатів, зроблено перевірку достовірності математичної моделі за МКЕ. Результати досліджень форми і НДС носового гнучкого ресиверу з урахуванням параметрів повітряпроводних вирізів і трьох стрибків тиску повітря в їхньому районі показані на рис. 6 і 7.

Розроблено і проаналізовано математичну модель визначення форми і НДС кормового багатоярусного (триярусного) ресиверу ГО СПП у режимі висіння над водою з урахуванням впливу на його форму і НДС двох діафрагм, у яких може бути різна довжина (рис. 8). Кріплення КГО до корпусних конструкцій здійснюється по двох паралельних напрямних A і D на петлях, навколо яких ресивер може безперешкодно обертатися. Діафрагми DC і DF верхніми кінцями кріпляться до корпусу судна також на петлях на невеликій відстані від петель кріплення гнучкого ресивера. Нижні кінці діафрагм кріпляться до оболонки гнучкого ресиверу (утворюючі C і F). Знімні елементи в КГО не передбачаються.

Прийняті припущення: матеріал оболонки і діафрагм вважається ізотропним, невагомим, нерозтяжним і абсолютно гнучким; форма оболонки - циліндрична; стрибок тиску повітря відбувається по утворюючій M; петлі діафрагм збігаються з петлями гнучкого ресивера. Математична модель реалізована вирішенням системи шести трансцендентних рівнянь з шістьома невідомими , , , , , , отриманої після перетворення геометричних співвідношень для оболонки ресиверу і рівнянь рівноваги. Досліджено вплив безрозмірних довжин діафрагм d1, d2 на їхні безрозмірні натяги , , (вихідні дані: ). Графічні залежності (рис. 9) дозволяють визначити максимальні безрозмірні довжини діафрагм триярусного ресиверу виходячи з того, що натяги в діафрагмах повинні бути більше нуля. Пунктиром на графіках рис. 9 показано рішення, які не мають фізичного сенсу, тому що одна з діафрагм КГО втрачає стійкість

Виконаний аналіз отриманих графічних залежностей вказує на те, що при проектуванні триярусних ресиверів ГО СПП діафрагми бажано виготовляти однакової довжини. У цьому випадку натяги в діафрагмах будуть близькі один до одного, а максимально допустима безрозмірна їх довжина буде більше, ніж у випадках, коли d1 ? d2.

Розроблено і проаналізовано математичну модель визначення форми і НДС кормового багатоярусного (триярусного) ресиверу ГО СПП у режимі руху на тихій воді з урахуванням впливу на його форму і НДС двох діафрагм, у яких може бути різна довжина, а також сил опору води.

У четвертому розділі досліджено врахування особливостей конструкції ГО і різних факторів, що діють на ресивер НГО при визначенні його форми і НДС. З цією метою розроблені математичні моделі і вирішені задачі визначення форми і НДС носового одноярусного ресиверу з антивібраційною діафрагмою з урахуванням властивостей матеріалу (нерозтяжний і розтяжний) з перевіркою достовірності за МКЕ. Оболонка гнучкого ресиверу навантажена ступінчастим тиском повітря (див. рис. 4,б). При експлуатації СПП матеріали ГО піддаються низькочастотній вібрації, що приводить до їхнього розшарування і руйнування ГО. Запобіганню низькочастотної вібрації сприяє включення до складу конструкції ГО антивібраційних діафрагм (див. рис. 2), які не дають опускатися нижній кромці ГО відносно рівноважного положення, не перешкоджаючи при цьому піддатливості ГО при проходженні його над вершиною хвилі. Матеріал оболонки і діафрагми вважається ізотропним, невагомим, нерозтяжним або розтяжним (залежно від розв'язуваної задачі), абсолютно гнучким; форма оболонки - циліндрична; стрибок тиску повітря відбувається в районі кріплення нижнього кінця діафрагми.

Чисельна реалізація систем трансцендентних рівнянь, отриманих у результаті ряду перетворень зазначених математичних моделей, дозволила провести аналіз їх результатів, одержати залежності для визначення форми і НДС носового одноярусного ресиверу як з розтяжної, так і з нерозтяжною антивібраційною діафрагмою без виконання додаткових графічних побудов, досліджувати умови, при яких діафрагма працює на розтягнення або втрачає стійкість. Перехід до безрозмірних характеристик дозволив узагальнити отримані результати. Відмінність результатів порівняльного розрахунку за МКЕ не перевищує 0,1 %, що підтверджує достовірність створеної математичної моделі.

Досліджено механіку і визначено форму і НДС носового одноярусного ресиверу ГО СПП з урахуванням впливу розмірів повітряпроводних вирізів в антивібраційній діафрагмі і оболонці ресиверу, трьох стрибків тиску повітря в районі повітряпроводних вирізів у ресивері (див. рис. 5,в). Результати розрахунків показують, що зі збільшенням довжини діафрагми натяги в ній знижуються. Врахування вирізів в оболонці ресиверу викликає зменшення натягів в антивібраційній діафрагмі в порівнянні з математичною моделлю, яка їх не враховує. Нульове значення натягу в антивібраційній діафрагмі з урахуванням вирізів в оболонці ресиверу наступає при менших значеннях її довжини.

Досліджена за допомогою МКЕ форма і просторовий НДС носової секції ГО СПП з урахуванням впливу на них просторового знімного елементу і місцевих напружень, які виникають у місцях стикування знімних елементів з ресивером, а також повітряпроводних вирізів у ресивері. Отримано картину НДС всієї конструкції. Визначено місця концентрації напружень і їх характер. Результати розрахунків показані на рис. 10.

Аналіз отриманих результатів показав, що небезпечні місця концентрації напружень знаходяться у районі кріплення знімних елементів до гнучкого ресиверу і особливо сильно це проявляється на внутрішньому краї кріплення (рис. 10). З графіка еквівалентних напружень за Мізесом, побудованого на відрізку AB, видно (рис. 10,б), що в цьому районі напруження зростають приблизно в 10 разів і досягають значення 23,6 МПа при допустимих напруженнях для різних матеріалів ГО 10...70 МПа. Звідси зроблено висновок, що зношування і руйнування ГО починається в районі кріплення знімних елементів до ресиверу ГО, що підтверджує практика експлуатації СПП і що говорить про достовірність отриманих автором результатів.

У п'ятому розділі досліджена за допомогою МКЕ форма і просторовий НДС носового ГО СПП з урахуванням впливу на них одночасно вагомості матеріалу ГО, наявності знімних елементів, антивібраційної діафрагми, повітряпроводних вирізів у ресивері і в антивібраційній діафрагмі. В якості початкової форми ресиверу прийнята форма, розрахована відповідно до математичної моделі нерозтяжного ресиверу з антивібраційною діафрагмою без урахування повітряпроводних вирізів. Твердотільна модель, граничні умови і зовнішні навантаження створюються за допомогою програми, яка написана мовою APDL.

Вирішення задачі відшукувалося при наступних вихідних даних (рис. 11): довжина смуги (периметр поперечного перерізу ресиверу ГО СППА) м; ширина смуги (довжина розглянутої в математичній моделі ділянки ресиверу ГО СПП) м; товщина оболонки мм; ; Па; Па; модуль Юнга Па; коефіцієнт Пуассона ; м; м; м; м; м; м; м; м; довжина вирізу м; ширина вирізу м; ; ; ; кг/м3. Результати досліджень показані на рис. 12 і 13.

Аналіз отриманих результатів показав, що збільшення зони (рис. 12) у діапазоні м без урахування вагомості матеріалу ГО приводить до зменшення максимальних переміщень у ГО на 7,9 %. У діапазоні м переміщення стабілізуються. З ростом від 2,4 м до 2,7 м переміщення збільшуються на 1,3 %. З подальшим ростом до 3,5 м переміщення зменшуються на 14,2 %. Урахування у розрахунковій схемі вагомості матеріалу ГО (рис. 12) приводить до зниження максимальних переміщень у середньому на 20 %. Збільшення зони кріплення знімного елемента до гнучкого ресиверу в діапазоні м з урахуванням вагомості матеріалу ГО приводить до зменшення максимальних переміщень у ГО на 16,5 %. З подальшим ростом до 3,5 м переміщення зменшуються на 11,0 %.

При неврахуванні вагомості матеріалу ГО ріст з 1,0 м до 2,1 м приводить до зменшення максимальних напружень за Мізесом на 77 % ( рис. 13). У діапазоні м напруження стабілізуються на рівні 5,42 МПа. У діапазоні м виникає горб з максимумом у м и напруження зростають на 85 % відносно стабілізованої площадки. У діапазоні від 3,8 м і далі знову з'являється площадка стабільних напружень на рівні 5,41 МПа. З рис. 13 видно, що з урахуванням вагомості матеріалу ГО ріст з 1,0 м до 2,3 м приводить до зменшення максимальних напружень за Мізесом на 77,5 %. У діапазоні м ці напруження стабілізовані на рівні 5,42 МПа. У діапазоні м на графіку виникає горб з максимумом у м и напруження зростають на 37 % відносно стабілізованої площадки. У діапазоні від 3,7 м і далі знову з'являється площадка стабільних напружень на рівні 5,42 МПа. Обидва графіка (рис. 13) показують приблизно один рівень площадок стабілізованих напружень 5,41...5,42 МПа, довжини площадок відрізняються приблизно на 10 %, а їх положення зміщені на 0,2 м. Параметри горбів напружень сильно відрізняються один від одного: діапазони - на 30 %, а максимуми відносно стабілізованих площадок - на 48 %.

Виконані розрахунки показують, що врахування ваги матеріалу ГО незначно впливає на точність визначення форми ресиверу, але дозволяє уточнити напруження в місцях концентрації напружень (вирізи і вузол кріплення антивібраційної діафрагми до ресиверу). Порівняння результатів розрахунків ГО без урахування і з урахуванням знімного елемента показує, що врахування знімного елемента значно впливає на НДС ГО, але для наближеної оцінки форми ГО і кліренсу СПП можна користуватися розрахунковою схемою, що не враховує вагомість ГО і наявність знімного елементу.

У шостому розділі розроблено методику, алгоритм проектування і розрахунку ГО у складі підйомного комплексу СППС з урахуванням взаємного впливу всіх елементів системи, які беруть участь у забезпеченні підйому над водною поверхнею СППС, з одночасним визначенням параметрів вентиляторної установки СППС, а також з урахуванням впливу на них повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверу НГО, трьох стрибків тиску повітря в районі повітряпроводних вирізів у ресивері, з урахуванням втрат напорів у повітряпроводах вентиляторної системи судна, визначенням тисків у ресиверах НГО і КГО залежно від параметрів повітряної подушки і осадки судна на тихій воді (рис. 14 і 15).

Базою для розробки вказаних методики, алгоритму проектування і розрахунку ГО служать математичні моделі визначення форми і НДС НГО і КГО, які побудовані у 2 - 5 розділах дисертації. Методика проектування і розрахунку ГО СППС включає 8 груп рівнянь і залежностей (82 рівняння і 82 невідомі величини): рівняння рівноваги сил, що діють у поздовжній площині СППС (вертикальні складові); систему рівнянь для кормового триярусного ГО; систему рівнянь для носового одноярусного ГО; рівняння нерозривності і витрат повітря в повітряній подушці і ресиверах СППС; рівняння напорів для витікання повітря з повітряної подушки через носове і кормове ГО з урахуванням хвильового поршня; рівняння напорів для витікання повітря з ресиверів носового і кормового ГО в повітряну подушку; рівняння, що зв'язує осереднений зазор між нижньою кромкою носового ГО і діючою ватерлінією, і осереднений зазор між нижньою кромкою кормового ГО і діючою ватерлінією; рівняння, що зв'язують геометричні параметри носового і кормового ГО з геометричними параметрами повітряної подушки.

Після вирішення зазначених рівнянь визначені продуктивності, потужності і повні напори вентиляторів правого і лівого бортів СВПС, а також їхні сумарні параметри. Розроблено алгоритм проектування НГО і КГО у складі підйомного комплексу СППС, наведені результати його реалізації і рекомендації до проектування носових і кормових ГО. Відзначено, що використовуючи різні математичні моделі визначення форми і НДС НГО і КГО, які були побудовані у розділах 2 - 5 дисертації, можлива розробка різних варіантів методик проектування і розрахунків ГО у складі підйомного комплексу СППС.

Наведені рекомендації до проектування і розрахунків НГО і КГО.

Розроблені автором методика, алгоритм проектування НГО і КГО у складі підйомного комплексу СПП, впровадженні у ВАТ "Феодосійська суднобудівна компанія "Море" у вигляді розрахункових методик "Урахування параметрів повітряпроводних вирізів при визначенні форми і напружено-деформованого стану гнучкого огородження", "Проектування гнучких огороджень з урахуванням впливу на їхні параметри вентиляторної установки", а також програмних продуктів, що забезпечують їх реалізацію. Крім того, результати досліджень впроваджені у навчальний процес кафедри морських технологій Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова і Севастопольського Національного технічного університету за спеціальністю 8.100.201 "Кораблі і океанотехника", у держбюджетну НДР № 9/1404 "Нові підходи до розрахунку міцності гнучких огороджень суден на повітряній подушці амфібійного типу" (№ держ. реєстрації 0100U001909), використані при написанні навчального посібника з грифом "Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів".

У додатку наведені акти впровадження результатів дисертаційної роботи в промисловість, у навчальний процес вищих навчальних закладів України і науково-дослідну держбюджетну тему.

антивібраційний одноярусний ресивер

ВИСНОВКИ

У теперішній час у вітчизняній науці відсутні достатній досвід проектування ГО у складі підйомного комплексу СПП і методи розрахунку ГО з урахуванням багатьох їхніх конструктивних особливостей.

На основі аналізу вітчизняних і закордонних публікацій установлено актуальність роботи, зазначено зв'язок з загальними планами наукових досліджень і темами НУК (УДМТУ), розроблені мета і задачі досліджень. Методи дослідження прийняті аналітичні і чисельні з використанням ряду наукових теорій в області розрахунків міцності м'яких оболонок і проектування суден.

Складено розрахункові моделі і отримані чисельні результати розрахунків для антивібраційних діафрагм гнучкого ресиверу з отвором з урахуванням і без урахування смуги стовщення матеріалу по периметру отвору діафрагми.

Удосконалені і проаналізовані математичні моделі визначення форми і НДС кормових багатоярусних (триярусних) ГО СПП у режимі висіння і руху на тихій воді з урахуванням впливу на їх форму і НДС двох діафрагм, у яких може бути різна довжина.

Створені математичні моделі дозволили одержати залежності для визначення форми кормових ГО без використання додаткових графоаналітичних операцій, а також досліджувати вплив параметрів ГО на його НДС і форму, виробити рекомендації з проектування такого типу ГО.

Удосконалені і проаналізовані математичні моделі визначення просторової форми і просторового НДС носових одноярусних ГО СПП без урахування і з урахуванням впливу на них повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверів, а також трьох стрибків тисків повітря в районі цих вирізів.

Побудовані моделі дозволили для знаходження і дослідження просторових форми і НДС використовувати ітераційний метод разом з МКЕ, що неможливо було зробити раніше, так як неможливо було, використовуючи програми МКЕ, задати початкову форму оболонки ресиверу НГО без додаткових графічних побудов.

Удосконалені і проаналізовані математичні моделі визначення форми і НДС носових одноярусних ГО СПП з урахуванням вирізів в антивібраційних діафрагмах і з урахуванням впливу повітряпроводних вирізів в оболонці ресиверів, а також трьох стрибків тисків повітря в районі цих вирізів; моделі дозволяють точніше обмежити припустиму область довжин антивібраційної діафрагми гнучкого ресиверу.

Розроблені математичні моделі визначення форми і НДС гнучких ресиверів з антивібраційною діафрагмою (без урахування і з урахуванням розтяжності матеріалу гнучких ресиверів і діафрагм), які дозволили одержати залежності для визначення їхньої форми без виконання додаткових графічних побудов, досліджувати умови, при яких діафрагма працює на розтягнення або втрачає стійкість, а перехід до безрозмірних характеристик дозволив узагальнити отримані результати.

Вперше чисельно вирішена задача визначення просторової форми і НДС носового ГО, що враховує одночасно вагомість матеріалу і наявність у нього знімних елементів, антивібраційної діафрагми, повітряпроводних вирізів у ресивері і в антивібраційній діафрагмі.

Доведено, що врахування у розрахункових схемах вагомості матеріалу ГО дозволяє уточнити зону оптимальних довжин знімного елемента ГО і виробити рекомендації з проектування знімних елементів ГО. Урахування у математичних моделях вагомості матеріалу ГО мало впливає на точність визначення форми ресивера, але дозволяє уточнити напруження в місцях концентрації напружень (вирізи і вузол кріплення діафрагми до ресиверу).

Порівняння результатів розрахунків ГО без урахування і з урахуванням знімного елемента показує, що врахування знімного елемента значно впливає на картину напруженого стану ГО, але для приблизної оцінки форми ГО і кліренсу СПП можна користуватися розрахунковою схемою, що не враховує вагомість ГО і наявність знімного елемента.