ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМИРОВАННЫХ УЗЛОВ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В исследовании в качестве объекта оценки точности моделирования геометрических параметров поперечного сечения деформированных узлов судовых корпусных конструкций принят наиболее часто встречающийся случай деформации рамных тавровых балок. Выполнено сопоставление точных, определяющих прочностные характеристики, геометрических параметров поперечного сечения деформированной стенки рамной балки и балки с присоединённым пояском обшивки при деформированной стенке нескольких последовательно замещающих исходное сечение моделей. В качестве оцениваемых объектов приняты сканированные поперечные сечения моделей балок с деформированной стенкой. Эти модели имеют несколько вариантов соотношения высоты стенки к ее толщине и разную форму потери устойчивости стенки балки. По результатам моделирования дана сопоставительная оценка значений указанных параметров и сделано заключение о достаточной для практики точности результатов моделирования. Кроме того, показано, что точность моделирования позволяет удовлетворительно оценить геометрические параметры прочности поперечного сечения рамных балок судового набора с деформированной стенкой без непосредственного доступа к балке и оценки зоны и вида деформации стенки - по замерам деформации наружной стороны обшивки в месте крепления балки. В качестве основной рекомендована составная модель, представляющая совокупность недеформированной тавровой балки со стенкой той же толщины и высотой, равной высоте стенки деформированной балки и листового элемента в плоскости стенки балки, примыкающего к обшивке. Высота этого элемента составляет 2/3 высоты недеформированной балки с площадью поперечного сечения, равной разности площадей стенок недеформируемой моделируемой и имитационной балок. Дополнительно приведена оценка точности определения геометрических параметров прочности поперечного сечения тавровой балки с присоединенным пояском обшивки при деформированной стенке и ее подкреплении листовыми элементами в плоскости стенки. Сделан вывод о том, что использование указанного способа моделирования позволяет получить удобные для аналитического описания модели при их удовлетворительной точности.

моделирование, деформированный узел, рамная балка, присоединенный поясок, геометрический параметр, имитационная балка

1. Chistov V. B. Calculation Methods for Assessing the Reliability of Ship Hulls / V. B. Chistov, S. O. Baryshnicov, N. I. Gerasimov, V. A. Zhukov // 2018 IEEE International Conference “Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies” (IT&QM&IS). - IEEE, 2018. - Pp. 295-297.DOI: 10.1109/IT-MQIS.2018.8524937.

2. Барышников С. О. Способ расчета надежности корпусов судов и их элементов с учетом выполненных ремонтов и условий дальнейшей эксплуатации / С. О. Барышников, А. Б. Красюк, В. Б. Чистов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 1. - С. 85-95. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-1-85-95.

3. Барышников С. О. Надежность корпусов судов с общими остаточными деформациями / С. О. Барышников, Т. О. Карклина, В. Б. Чистов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 3. - С. 519-533. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-3-519-533.

4. Пат. 2411478 Российская Федерация, МПК G01M 5/00. Способ диагностики технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений / С. А. Бокарев [и др.]; заяв. и патентообл. Открытое акционерное общество «Российские железные дороги». - № 2009104967/28; заявл. 13.02.2009; опубл. 20.02.2011, Бюл. № 4.

5. Пат. 2382347 Российская Федерация, МПК G01M 17/06, B66C 13/16. Способ диагностики геометрических параметров ходовой части мостовых кранов / Ю. И. Пимшин, И. Ю. Пимшин, В. А. Наугольнов; заяв. и патентообл. Ю. И. Пимшин, И. Ю. Пимшин, В. А. Наугольнов. - № 2008145829/11; заявл. 19.11.2008; опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5.

6. Пат. 2689048 Российская Федерация, МПК B63B 43/00, B63B 9/00. Способ выявления повреждений в наружной обшивке корпуса судна / П. Е. Бураковский, Е. П. Бураковский, А. В. Мысник; заяв. и патентообл. Калининградский гос. техн. ун-т. - № 2018109313; заявл. 15.03.2018; опубл. 23.05.2019, Бюл. № 15.

7. Зяблов О. К. Концепция автоматизированной подготовки ремонтной документации / О. К. Зяблов, Ю. А. Кочнев, И. Б. Кочнева // Морские интеллектуальные технологии. -2020. - № 4-1 (50). - С. 69-74. DOI: 10.37220/MIT.2020.50.4.008.

8. Пат. 2094296 Российская Федерация, МПК B63B 9/00. Способ ремонта поврежденных связей / П. А. Бимбереков, В. Б. Чистов. - заяв. и патентообл. Новосибирская гос. акад. водн. трансп. - № 94042480/11; заявл. 28.11.1994; опубл. 27.10.1997.

9. Пат. 2376563 Российская Федерация, МПК G01M 5/00. Способ моделирования конструкций / П. А. Бимбереков; заяв. и патентообл. П. А. Бимбереков. - № 2007101405/28; заявл. 15.01.2007; опубл. 20.12.2009, Бюл. № 35.

10. Пат. 2674390 Российская Федерация, МПК B63B 9/00. Способ ремонта корпуса судна / М. В. Буйлова; заяв. и патентообл. Балтийский федеральный ун-т им. Иммануила Канта. - № 2018113575; заявл. 13.04.2018; опубл. 07.12.2018, Бюл. № 34.

11. Пат. 2228280 Российская Федерация, МПК B63B 9/04. Композитное подкрепление судового перекрытия / Л. К. Арабьян, А. Ю. Кононенко; заяв. и патентообл. Новосибирская гос. акад. водн. трансп. - № 2002119789/11; заявл. 22.07.2002; опубл. 10.05.2004, Бюл. № 13.

12. Пат. 2307043 Российская Федерация, МПК B63B 9/00, F16S 1/00. Способ укрепления существующей металлической конструкции / Стефен Дж. Кеннеди; заяв. и патентообл. Интеллиджент Инджиниринг (Бахамаз) Лимитед. - № 2003109748/11; заявл. 21.08.2001; опубл. 27.09.2007, Бюл. № 27.

13. Пат. 2486096 Российская Федерация, МПК B63B 3/14, B63B 3/26. Бортовое перекрытие / П. Е. Бураковский, Е. П. Бураковский; заяв. и патентообл. Калининградский гос. техн. ун-т. - № 2012109943/11; заявл. 14.03.2012; опубл. 27.06.2013, Бюл. № 18.

14. Пат. 2507103 Российская Федерация, МПК B63B 3/14, B63B 3/26. Бортовое перекрытие / П. Е. Бураковский, Е. П. Бураковский; заяв. и патентообл. Калининградский гос. техн. ун-т. - № 2012151746/11; заявл. 03.12.2012; опубл. 20.02.2014, Бюл. № 5.

15. Пат. 2716890 Российская Федерация, МПК B63B 3/14, B63B 3/26. Бортовое перекрытие / Е. П. Бураковский, П. Е. Бураковский, А. В. Мысник; заяв. и патентообл. Калининградский гос. техн. ун-т. - № 2018133750; заявл. 24.09.2018; опубл. 17.03.2020, Бюл. № 8.

16. Пат. 2530710 Республика Беларусь, МПК G06N 7/06, G06F 17/50, G01M 5/00. Способ математического и компьютерного моделирования / С. Н. Юркевич, И. А. Миклашевич, А. Ф. Смалюк, П. А. Случак; заяв. и патентообл. ОАО «558 АРЗ». - № 2012154245/08; заявл. 14.12.2012; опубл. 10.10.2014, Бюл. № 28.

17. Пат. 2731666 США, МПК G06F 30/23. Моделирование и анализ развития трещины по методу конечных элементов в многочисленных плоскостях конструкции / Джеральд И. Мэбсон, Мадхавадас Рамнатх, Мэрианн И. Уилкинсон; заяв. и патентообл. Зе Боинг Компани. - № 2017115199; заявл. 28.04.2017; опубл. 07.09.2020, Бюл. № 25.