Судоремонт

  • 09 апр. 2012 г.
  • 1538 Слова
Проектирование узла с учетом усталости



Пример


Порядок расчета:

Общая схема расчета следующая:

• Определение маршрутов плавания судна и волновых условий в «квадратах Мардсена»; определение вероятности попадания в конкретные волновые условия
• Расчет спектральной плотности (энергетических спектров) для выбранных (представительных) волновых условий
• Расчетамплитудно-частотных характеристик для волновых нагрузок
• Расчет спектральной плотности волновых нагрузок и вызванных напряжений
• Расчет стандартов для компонентов напряжения для детали конструкции корпуса
• Расчет коэффициентов концентрации напряжений для области предполагаемого развития повреждения
• Композиция долговременного распределения местных напряжений для детали конструкции и определение параметров распределенияВейбулла
• Расчет необходимого сопротивления или оценка долговечности детали конструкции.


Для демонстрации расчета приводится упрощенный пример. Рассматривается деталь конструкции верхней палубы сухогрузного судна “Moormacscan”, характеристики которого:

Lbp = 139 m (458’), B = 20.7 m (68’); H = 13.0 m (41’6”); d = 9.6 m (31’5”), loaded;

момент сопротивления верхней палубы:W = 30 464 ft(inch2 = 59 945 m cm2

Материал – малоуглеродистая сталь класса 235, предел текучести которой (расчетное сопротивление) (т = 235 МПа.

Маршруты судна конкретно не выбираются; предполагается, что судно постоянно находится в Северной Атлантике. Из возможного ряда режимов волнения выбираются три (представительных) режима, которые приняты как эквивалентные всему спектрусостояний (см. рис. 1) и характеризуются высотой волны 3% - обеспеченности:
• H3 = 6 m; H3 = 8 m; H3 = 11 m.
• Предполагается, что стационарный режим длится 1 час, и тогда общая длительность представительных режимов, часов в год, соответственно:
• 840; 360 и 72

Расчеты амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) – довольно сложная задача. Для целей иллюстрации можновоспользоваться результатами систематических расчетов АЧХ для изгибающих моментов в вертикальной (диаметральной плоскости и относительных стандартов моментов, приведенных А.И.Максимаджи (Прочность морских транспортных судов. Судостроение, 1976). Относительные стандарты вертикального момента определены в форме

[pic]

























Значения относительных стандартов в зависимости отдлины судна и интенсивности волнения (h3) приведены в таблице 1.

Таблица 1. Относительные стандарты изгибающего момента, миделевое сечение
|L, m\H3, m |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |
|120 |.0168 |.0196 |.0220 |.0241 |.0252 |.0265 |.0275|.0288 |
|160 |.0151 |.0192 |.0226 |.0254 |.0274 |.0293 |.0307 |.0324 |
|200 |.0086 |.0122 |.0167 |.0230 |.0275 |.0305 |.0326 |.0350 |
|Moormacscan |.0159 |.0194 |.0223 |.0247 |.0263|.0274 |.0291 |.0306 |
|139 | | | | | | | | |


Значения относительных стандартов при разных условиях волнения указывают на их вклад в общую совокупность внешних нагрузок и напряжений. Их значения можно использовать в качестве весовых множителей при выборепредставительной композиции волновых режимов, “usage function” (N.Bishop. Vibration Fatigue Analysis in the Finite Element Environment. XVI Encuentro del Grupo Espanol de Fractura, Torremolinos, Spain, 14-16 April 1999). При этом также учитывается повреждающая роль волновых режимов в расчете усталости. Это требует дополнительных комментарий.

Расчет композиции...
tracking img