Способ приближенного определения остаточных толщин

Способ относится к судоремонту и касается технологии определения остаточных толщин, преимущественно судов, в процессе их эксплуатации. Способ приближенного определения остаточных толщин, преимущественно настилов палубы и/или днища корпусов судов, состоит в том, что определяют деформации элементов корпуса судна, например палубы и днища, с помощью обмера прогибомерами или посредством определения разницы между общими деформациями, а именно: между гибкими линиями корпуса судна при разных загрузках, например в полном грузу и порожнем. С этой целью определяют при этих условиях осадки носом, кормой и на миделе, находят положение нейтральной линии эквивалентного бруса с помощью измерений тензометрами в крайних связях корпуса, определяют коэффициенты долевого влияния площадей поперечного сечения всех связей корпуса судна, кроме перекрытий палубы и днища, в долях от момента инерции всего эквивалентного бруса корпуса при его общих деформациях, в частности прогибе и перегибе; после этого определяют приведенные площади сечений перекрытий палубы и/или днища и по ним находят остаточные толщины. При этом способе целесообразно определять коэффициенты долевого влияния набора приведенной площади перекрытий палубы и днища по элементам этих перекрытий с учетом потери в результате образования вмятин. Изобретение позволяет упростить определение остаточных толщин, уменьшая до минимума простои судов при освидетельствования их корпусов по остаточным толщинам связей. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Способ относится к процедуре определения остаточных толщин, преимущественно судов, возможно в процессе эксплуатации судов.

В [1] предложен вариант оценки допускаемой средней остаточной толщины крайних связей эквивалентного бруса корпуса судна по определяемым значениям допустимой площади сечения этих связей. Там же дан критерий оценки потребности в подробной дефектации корпуса судна по замерам гибкой линии корпуса при двух стандартных случаях загрузки, рассмотренных в расчетах прочности. Например, первый случай - судно в полном грузу, второй - судно порожнем с балластом. Аналитическое выражение критерия имеет вид

где ТH1, TK1, T⊗1, M1 - соответственно осадки носом, кормой, миделе и изгибающий момент в случае первого варианта загрузки судна;

ТH2, TK2, T⊗2, M2 - соответственно осадки носом, кормой, миделе и изгибающий момент в случае второго варианта загрузки судна;

L - длина корпуса судна;

, - коэффициенты запаса прочности по предельному моменту для днища и палубы соответственно;

, - предел текучести материала днища и палубы соответственно;

Е - модуль упругости;

Н - высота эквивалентного бруса корпуса судна.

Данный способ не дает возможности оценки реальной средней остаточной толщины у конкретного судна.

Известен способ определения остаточных толщин судовых конструкций, в частности, ультразвуковым методом, путем их обмера [2].

Задачей, на которую направлено изобретение, является предварительное приближенное определение остаточных толщин, преимущественно в ходе эксплуатации средств.

Техническим результатом является обеспечение минимального срока вывода судов из эксплуатации для освидетельствования их корпусов по остаточным толщинам связей.

Упомянутая задача достигается тем, что производится определение: значений общих деформаций корпуса, в частности гибкой линии корпуса при ряде известных загрузок, в частности в полном грузу и порожнем, возможно определение разницы между общими деформациями, в частности гибкими линиями корпусов, возможно, при известной разнице между загрузками; положения нейтральной линии эквивалентного бруса корпуса судна, например, по измерениям относительных деформаций или напряжений, в частности, тензометрами; коэффициента долевого влияния площадей поперечного сечения связей корпуса, в частности коэффициентов долевого влияния площадей, кроме перекрытий палубы и днища, в долях от момента инерции всего ЭБ корпуса при его общих деформациях, в частности перегибе и прогибе; коэффициентов влияния набора в приведенной площади перекрытий палубы и днища, возможно, по элементам этих перекрытий; деформаций элементов палубы и днища, в частности, путем обмера прогибомерами; зависимости влияния указанных деформаций элементов палубы и днища на приведенную площадь сечения этих перекрытий. Далее производится определение приведенных площадей перекрытий палубы и/или днища. Затем определяются значения средних остаточных толщин настила палубы и/или днища, возможно, по рассмотренным ранее элементам указанных перекрытий. Коэффициенты долевого влияния площадей поперечного сечения всех связей корпуса, кроме перекрытий палубы и днища, в долях от момента инерции всего ЭБ корпуса при его общих деформациях и коэффициенты влияния набора в приведенной площади сечения перекрытий палубы и днища могут определяться по результатам обсчета нового корпуса, по результатам обсчета корпуса, по результатам предыдущей дефектации, по результатам расчета корпуса судна того же проекта, в частности, эксплуатирующегося в аналогичных условиях, по судам того же типа, в частности, эксплуатирующихся в аналогичных условиях и по их комбинациям.

Определение остаточных толщин может производиться с использованием статистических методов, возможно, посредством статистического уточнения промежуточных остаточным толщинам параметров, например приведенной площади сечения палубы и/или днища.

Предусматривается производить уточнение способа путем сопоставления его результатов с непосредственными замерами, в частности, для отдельных связей конструкций и в процесс приближенного определения остаточных толщин вводятся поправочные коэффициенты.

Эксплуатирующиеся суда имеют обшивку и набор, которые вследствие износа, истирания, различных ударов утоняются, могут иметь остаточные деформации.

На фиг.1 дан график зависимости kd=f(FГ/f2) (где kd - коэффициент; FГ - площадь профиля; f2 - площадь присоединенного пояска обшивки): 1 - равнобокий уголок, 2 - неравнобокий уголок, 3 - несимметричный полособульб; на фиг.2 - номограмма для определения редукционных коэффициентов деформированных ребер жесткости при сжимающих напряжениях σж<0, для сталей с пределом текучести до Rен=300 МПа; на фиг.3 - номограмма для определения редукционных коэффициентов деформированных ребер жесткости при растягивающих напряжениях σж>0, для сталей с пределом текучести до Rен=300 МПа; на фиг.4 - зависимость вида tср=FП(Д)/В; на фиг.5…9 - графики зависимости FП(Д)/В при поперечной системе набора поясков ЭБ соответственно при b=a, b=2a, b=3a, b=4a, b=6a.

Способ осуществляется следующим образом, реализуемым в излагаемой ниже методике приближенной оценки остаточных толщин корпусов судов.

Методика приближенной оценки остаточных толщин корпусов судов

Определить значение приведенных площадей поясков ЭБ для прогиба и перегиба соответственно по выражениям

где ТH1, TK1, T⊗1, M1 - соответственно осадки носом, кормой, миделе и изгибающий момент в случае первого варианта загрузки судна;

ТH2, Tk2, T⊗2, M2 - соответственно осадки носом, кормой, миделе и изгибающий момент в случае второго варианта загрузки судна;

H - высота эквивалентного бруса корпуса судна;

E - модуль упругости;

, - определенные на основе экспериментального замера гибкой линии корпуса судна приведенные площади палубы и днища;

Кп - коэффициент долевого влияния площадей поперечного сечения всех связей корпуса, кроме перекрытий настила палубы и обшивки днища, в долях от момента инерции всего ЭБ корпуса при прогибе. Должен быть получен заранее при расчете нового корпуса или судна данного проекта, у которого проведена полная дефектация связей корпуса; Кд - коэффициент долевого влияния площадей поперечного сечения всех связей корпуса, кроме перекрытий настила палубы и обшивки днища, в долях от момента инерции всего ЭБ корпуса при перегибе. Должен быть получен заранее при расчете нового корпуса или судна данного проекта, у которого проведена полная дефектация связей корпуса;

zНО - расстояние от основной плоскости до нейтральной оси ЭБ;

L - длина корпуса судна.

Определение стрелки общей продольной деформации корпуса судна (значение последних скобок выражений (M1), (M2)) может быть также произведено при помощи оптических методов или ватерпасов.

Положение нейтральной оси zНО определять по измерению напряжений в крайних связях ЭБ по формуле:

где σд и σп - измеренные напряжения в днищевом и палубном поясках ЭБ корпуса судна соответственно.

Величины kП, КД и zНО в первом приближении можно взять как у нового корпуса или по результатам последнего освидетельствования.

Потерю площади поясков ЭБ в результате образования вмятин ΔFВМ можно определить по выражению [1]

где n - количество деформированных продольных ребер жесткости;

φPi - редукционный коэффициент деформированного ребра с присоединенным пояском;

fPi - площадь поперечного сечения каждого деформированного ребра с присоединенным пояском;

с1 - ширина присоединенного пояска;

φпл - редукционный коэффициент пластины толщиной tcp, определять по зависимостям [2]

Значение tcp в первом приближении определять расчетом по выражениям

- при расчете от момента начала эксплуатации

где t - проектная толщина элементов связи корпуса;

- средняя скорость изнашивания корпусной конструкции, определяется по результатам обработки материалов дефектации рассматриваемого судна или серии судов, а в случае отсутствия таких материалов - по [3];

Т - период эксплуатации;

- при расчете от момента последней дефектации

где tсрД) - значение средней остаточной толщины на момент проведения предыдущей дефектации ТД.

При выполнении условия φплPi выражение (М4) принимает вид

Значение редукционного коэффициента φPi определять согласно [2].

Приближенное значение редукционного коэффициента φPi допускается получить по следующему алгоритму.

Предварительно определить значение отношения Fp/Ip (где Fp, Ip - соответственно площадь поперечного сечения, см2, и момент инерции, см4, продольного деформированного ребра жесткости с присоединенным пояском)

где FГ, WГ и h - соответственно площадь, момент сопротивления и высота сечения профиля изолированного ребра жесткости;

kd - коэффициент, определяемый графическими зависимостями фиг.1 или выражениями:

- для равнобоких уголков

- для неравнобоких уголков

- для несимметричных полособульбов

где f2 - площадь сечения присоединенного пояска обшивки.

Величину FГ/(WГh) определить по основе соответствующего сортамента.

По известной величине отношения Fp/Ip и значению стрелок прогиба ребер жесткости h0, см, по номограммам фиг.2, 3 определить значение редукционного коэффициента деформированных ребер жесткости с присоединенным пояском обшивки ϕр.

Порядок определения представлен на фиг.2, 3. Первоначально восстанавливаются перпендикуляры от осей с расчетным значением стрелки прогиба h0 и комплекса соответственно в четвертом и втором квадрантах. Далее при изначально предполагаемом значении редукционного коэффициента от построенных линий восстанавливаются перпендикуляры в первый квадрант до пересечения с графиком расчетного отношения Fp/Ip. Последняя процедура повторяется до сходимости линий в единой точке на графике Fp/Ip.

Площадь крайней связи ЭБ, имеющей вмятины, определять по зависимости

По значениям величин , определить значение средней остаточной толщины обшивки поясков tcp: по графику фиг.4 при продольной системе набора, по графикам фиг.1…9 при поперечной системе набора. При учете конкретного значения доли судового набора в перекрытии предварительно скорректировать полученные значения , для поясков по выражениям:

- при продольной системе набора

- при поперечной системе набора

где КН(П,Д) - действительный коэффициент доли судового набора в перекрытиях палубы или днища.

В случае соотношения ширины а и длины b пластины, не соответствующих графикам фиг.5…9, получать их значение линейной интерполяцией по смежным графикам.

Источники информации

1. В.Б.Чистов. Научные основы технологии ремонта корпусов судов речного флота. Автореферат дисс. д.т.н. - С-Петербург: СПбГУВК, 1994. - 40 с.

2. Б.Е.Телянер и др. Технология ремонта корпуса судна. «СУДОСТРОЕНИЕ», М., 1984, 288 с.

1. Способ приближенного определения остаточных толщин, преимущественно настилов палубы и/или днища корпусов судов, заключающийся в том, что определяют деформации элементов корпуса судна, например палубы и днища, с помощью обмера прогибомерами или посредством определения разницы между общими деформациями, а именно: между гибкими линиями корпуса судна при разных загрузках, например, в полном грузу и порожнем, для чего определяют в этих условиях осадки носом, кормой и на миделе, находят положение нейтральной оси эквивалентного бруса с помощью измерений тензометрами в крайних связях корпуса, определяют коэффициенты долевого влияния площадей поперечного сечения всех связей корпуса, кроме перекрытий палубы и днища, в долях от момента инерции всего эквивалентного бруса корпуса при его общих деформациях, в частности прогибе и перегибе, а после этого определяют приведенные площади сечений перекрытий палубы и/или днища и по ним находят остаточные толщины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят определение коэффициентов долевого влияния набора в приведенной площади перекрытий палубы и днища по элементам этих перекрытий с учетом потери в результате образования вмятин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии судостроения и судоремонта. .

Изобретение относится к производству и ремонту конструкций, преимущественно судовых. .

Изобретение относится к судостроению, преимущественно касается судов-тримаранов для внутренних закрытых водоемов. .

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для модернизации устаревших и экологически опасных наливных судов, а также для переоборудования химовозов в наливные суда.

Изобретение относится к оборудованию для изготовления корпусных конструкций судов, а именно к устройствам для сборки, электроприхватки и сварки полотнищ с балками продольного и поперечного набора.
Изобретение относится к строительству, монтажу или реконструкции зданий, строений, конструкций, сооружений, стационарных и/или плавучих объектов любого назначения.

Изобретение относится к морскому транспорту, а именно к подводному транспортному комплексу, создающему возможность перевозки грузов в экстремальных условиях Северного Ледовитого океана.

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно к экспериментальной гидромеханике корабля, и касается оборудования для проведения их гидродинамических и ледовых исследований.

Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания оборудования, предназначенного для изготовления корпусных конструкций и, в частности, для сборки и электроприхватки балок продольного и поперечного направлений с полотнищами.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к техническим средствам экспериментальной гидромеханики, и может быть использовано для гидродинамических испытаний модели надводного судна

Изобретение относится к судостроению и касается технологии испытания морских инженерных сооружений в опытовом бассейне

Изобретение относится к области экспериментальных исследований в ледовых опытовых бассейнах и может быть использовано для проектирования винто-рулевых комплексов судов и средств их защиты ото льда путем создания в нем условий проведения модельного эксперимента, подобных натурным

Изобретение относится к области проведения экспериментальных исследований на моделях ледоколов и судов ледового плавания в ледовых опытовых бассейнах

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике, в частности к испытаниям в опытовых бассейнах моделей плавучих морских инженерных сооружений с протяженными якорными системами удержания

Изобретение относится к технологии судостроения и может быть использовано при изготовлении судовых несущих крупногабаритных конструкций из стеклопластика, а также в химической промышленности, авиастроении и других отраслях народного хозяйства для изготовления различных крупногабаритных конструкций

Изобретение относится к судам, к определению их характеристик, в частности к оценке технического состояния корпусов судов, а более конкретно к контролю дефектов износового вида

Изобретение относится к привязным ветровым движителям и, в частности, к устройствам управления для судовой аэродинамической ветровой движительной системы
Наверх