<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2021-13-6-858-866</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-172</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Судостроение и судоремонт</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SHIPBUILDING AND SHIP REPAIR</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ОЦЕНКА УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И СРОКА СЛУЖБЫ НАРУЖНОЙ КОМПОЗИТНОЙ ОБШИВКИ КОРПУСА СУДНА</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>EVALUATION OF FATIGUE LIFE AND SERVICE LIFE OF THE BOAT BODY OUTER COMPOSITE SKIN</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Стрижиус</surname><given-names>В. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Strizhius</surname><given-names>V. E.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vitaly.strizhius@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский авиационный институт(национальный исследовательский университет)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Aviation Institute (National Research University)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>06</month><year>2022</year></pub-date><volume>13</volume><issue>6</issue><fpage>858</fpage><lpage>866</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Стрижиус В.Е., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Стрижиус В.Е.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Strizhius V.E.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/172">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/172</self-uri><abstract><p>Предметом исследования в работе являются широко применяемые в течение многих лет при проектировании и производстве элементов конструкции судов полимерные композиционные материалы. Отмечается, что расчетный срок службы современных судов составляет, как правило, не менее 20 лет, в течение которых должен быть обеспечен необходимый уровень усталостной прочности таких элементов. Подчеркивается, что проблема обеспечения расчетного срока службы композитных элементов в корпусах судов в настоящее время решается в основном обеспечением пониженного уровня расчетных напряжений и анализом опыта эксплуатации, при этом какие-либо расчетные оценки усталостной долговечности рассматриваемых элементов, как правило, не выполняются. Вместе с тем необходимость подобных оценок в настоящее время очевидна. С целью формирования метода, пригодного для подобных оценок, рассмотрены основные положения способов расчета на усталость элементов, изготовленных из слоистых композитов, используемых в авиационных конструкциях. На основе анализа этих положений предложен метод расчета усталостной долговечности и срока службы наружной композитной обшивки корпуса судна. С использованием предложенного метода выполнен тестовый расчет наружной композитной обшивки корпуса судна длиной около 60 м из неповрежденного стеклопластика типа rovimat с укладкой слоев 45° и из того же стеклопластика с ударными повреждениями. Полученные результаты показали, что срок службы обшивки с ударными повреждениями значительно меньше расчетного срока службы неповрежденного судна, которыйсоставляет 20 лет. Сделан вывод о том, что полученный результат показывает необходимость введения периодических осмотров и контроля наружной композитной обшивки в процессе эксплуатации судна.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>It is known that for many years various polymer composite materials have been widely used in the design and manufacture of boats structural elements. The estimated service life of modern boats is, as a rule, at least 20 years, during which the necessary level of fatigue strength of such elements must be provided. It is noted that the problem of ensuring the design life of composite elements in the body of boats is currently being solved mainly by providing a reduced level of design stresses and analyzing operational experience. As a rule, any calculated estimates of the fatigue life of these elements are not carried out. At the same time, the need for such assessments is now obvious. In order to form a method suitable for such assessments, the main provisions of methods for fatigue life evaluations of elements made of layered composites in aircraft structures are considered. Based on the analysis of these provisions, a method for fatigue life and service life evaluations of the outer composite skin of the boat body is proposed. Using the proposed method, a test calculation of the outer composite skin of the boat body about 60 meters long made of intact fiberglass of the “rovimat” type with the laying layers at an angle of 450 and the same fiberglass with impact damages is performed. The results obtained have shown that the service life of the skin with impact damages is significantly less than the estimated service life of a boat of 20 years. The obtained result has shown the need to introduce periodic inspections and control of the outer composite skin during the operation of the boat.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>полимерные композиционные материалы</kwd><kwd>усталостная долговечность</kwd><kwd>срок службы</kwd><kwd>гипотеза суммирования повреждений</kwd><kwd>коэффициент надежности</kwd><kwd>наружная композитная обшивка</kwd><kwd>ударные повреждения</kwd><kwd>корпус судна</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>polymer composite materials</kwd><kwd>fatigue life</kwd><kwd>service life</kwd><kwd>damage summation rule</kwd><kwd>reliability coefficient</kwd><kwd>outer composite skin</kwd><kwd>impact damage</kwd><kwd>boat body</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Davies P. Fatigue and durability of marine composites / P. Davies, D. Choqueuse // Fatigue in composites. Ed. by Harris B. - Woodhead Publishing Ltd and CRC Press LLC, 2003. - Pp. 709-729.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davies P. Fatigue and durability of marine composites / P. Davies, D. Choqueuse // Fatigue in composites. Ed. by Harris B. - Woodhead Publishing Ltd and CRC Press LLC, 2003. - Pp. 709-729.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Smith C. S. Design of Marine Structures in Composite Materials / C. S. Smith. - London: Elsevier, 1990. - 389 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smith C. S. Design of Marine Structures in Composite Materials / C. S. Smith. - London: Elsevier, 1990. - 389 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Reinforced Plastics Durability / G. Pritchard, ed. - Woodhead Publishing, 1998. - 384 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Reinforced Plastics Durability / G. Pritchard, ed. - Woodhead Publishing, 1998. - 384 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 25.101-83. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. - СССР, 1984. - 25 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ГОСТ 25.101-83. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. - СССР, 1984. - 25 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mandell J. F. Fatigue behaviour of fibre-resin composites / J. F. Mandell // Developments in Reinforced Plastics-2; edited by G. Pritchard. - Springer, 1982. - Pp. 67-108.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mandell J. F. Fatigue behaviour of fibre-resin composites / J. F. Mandell // Developments in Reinforced Plastics-2; edited by G. Pritchard. - Springer, 1982. - Pp. 67-108.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kawai M. Fatigue life prediction of composite materials under constant amplitude loading / M. Kawai // Fatigue life prediction of composites and composite structures; Edited by A. P. Vassilopoulos. - Woodhead Publishing, 2020. - Pp. 425-463. DOI: 10.1016/B978-0-08-102575-8.00012-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kawai M. Fatigue life prediction of composite materials under constant amplitude loading / M. Kawai // Fatigue life prediction of composites and composite structures; Edited by A. P. Vassilopoulos. - Woodhead Publishing, 2020. - Pp. 425-463. DOI: 10.1016/B978-0-08-102575-8.00012-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Buimovich Y. Examination of the KAWAI CLD method for fatigue life prediction of composites / Y. Buimovich, D. Elmalich // International Committee on Aeronautical Fatigue. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 399-409. DOI: 10.1007/978-3-030-21503-3_31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Buimovich Y. Examination of the KAWAI CLD method for fatigue life prediction of composites / Y. Buimovich, D. Elmalich // International Committee on Aeronautical Fatigue. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 399-409. DOI: 10.1007/978-3-030-21503-3_31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Стрижиус В. Е. Особенности диаграмм постоянной усталостной долговечности слоистых композитов / В. Е. Стрижиус // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2019. - Т. 25. - № 3. - С. 120-132. DOI: 10.18721/JEST.25309.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Стрижиус В. Е. Особенности диаграмм постоянной усталостной долговечности слоистых композитов / В. Е. Стрижиус // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2019. - Т. 25. - № 3. - С. 120-132. DOI: 10.18721/JEST.25309.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Phillips E. P. Effects of truncation of a predominantly compression load spectrum on the life of a notched graphite/epoxy laminate / E. P. Phillips // Fatigue of Fibrous Composite Materials; Edited by K. N. Lauraitis. - ASTM International, 1981. - Pp. 197-212. DOI: 10.1520/STP27621S.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Phillips E. P. Effects of truncation of a predominantly compression load spectrum on the life of a notched graphite/epoxy laminate / E. P. Phillips // Fatigue of Fibrous Composite Materials; Edited by K. N. Lauraitis. - ASTM International, 1981. - Pp. 197-212. DOI: 10.1520/STP27621S.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Strizhius V. Fatigue damage accumulation under quasi-random loading of composite airframe elements / V. Strizhius // Mechanics of Composite Materials. - 2016. - Vol. 52. - Is. 4. - Pp. 455-468. DOI: 10.1007/s11029-016-9597-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Strizhius V. Fatigue damage accumulation under quasi-random loading of composite airframe elements / V. Strizhius // Mechanics of Composite Materials. - 2016. - Vol. 52. - Is. 4. - Pp. 455-468. DOI: 10.1007/s11029-016-9597-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Strizhius V. E. Fatigue life prediction of CFRP laminate under quasi-random loading / V. E. Strizhius // International Committee on Aeronautical Fatigue. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 423-431. DOI: 10.1007/978-3-030-21503-3_33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Strizhius V. E. Fatigue life prediction of CFRP laminate under quasi-random loading / V. E. Strizhius // International Committee on Aeronautical Fatigue. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 423-431. DOI: 10.1007/978-3-030-21503-3_33.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рекомендательный циркуляр РЦ-АП25.571-1А. Оценка допустимости повреждений и усталостной прочности конструкции. - М.: ЦАГИ, 2015.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рекомендательный циркуляр РЦ-АП25.571-1А. Оценка допустимости повреждений и усталостной прочности конструкции. - М.: ЦАГИ, 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Advisory Circular AC 20-107B. Composite Aircraft Structure. - U. S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2009. - 37 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Advisory Circular AC 20-107B. Composite Aircraft Structure. - U. S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2009. - 37 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tomblin J. Determining the Fatigue Life of Composite Aircraft Structures Using Life and Load-Enhancement Factors. Final Report (DOT/FAA/AR-10/6) / J. Tomblin, W. Seneviratne. - U. S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2011. - 155 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tomblin J. Determining the Fatigue Life of Composite Aircraft Structures Using Life and Load-Enhancement Factors. Final Report (DOT/FAA/AR-10/6) / J. Tomblin, W. Seneviratne. - U. S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2011. - 155 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
