Проектная оценка общей вибрации при модернизации БМРТ

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОЕКТНАЯ ОЦЕНКА ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ БМРТ

С.В.Дятченко, С.В. Тананыкин, Н.С. Овсеев

Разработаны модели для определения параметров общей вибрации БМРТ пр.1288 и двух модернизированных проектов на его основе, путем установки цилиндрической вставки. Определены частоты собственных колебаний их корпуса в вертикальном и горизонтальном направлениях и выполнен анализ изменения частот от длины цилиндрической вставки.

размерная модернизация, модель вибрации, собственные частоты колебаний корпуса

DESIGN ESTIMATION OF THE COMMON VIBRATION AT MODERNIZING BMRT

S.V.Djatchenko, N.S.Ovseev, S.V.Tananykin

Models of vibration are developed for BMRT pr. 1288 and two updated designs on its fundamentals, by dead flat installation. Fundamental frequencies of oscillations of their case in vertical and horizontal directions are defined and compared with frequencies of disturbing forces from a propulsion unit and the propelling screw.

dimensional modernisation, vibration model, own oscilation frequency of the case

В последние годы большое число морских судов разных типов и назначений подвергается модернизации с изменением основных элементов. Это направление, смотри [1], рассматривается компаниями - судовладельцами как полноценная альтернатива покупке иле строительству нового судна при решении вопроса о поддержании общей экономической эффективности их флота. Успешное развитие этого направления во многом зависит от методического обеспечения, позволяющего определить судовладельцу разумные объемы модернизации и получить качественный проект на заданные технические условия. Модернизацию судна можно рассматривать как инвестиционный проект, т.е. комплекс взаимосвязанных мероприятий, предназначенных для достижения, в течение заданного периода времени и при установленном бюджете поставленных задач, связанных с повышением его экономической эффективности и обеспечением требуемого уровня других качеств судна. Общепринятое рассмотрение судна как системы [2], позволяет выделить основные подсистемы, оказывающие наибольшее влияние на эффективность промыслового судна при его модернизации и определяющие объемы модернизации. К таковым следует отнести корпус судна и следующие комплексы: энергетический, гидродинамический, добывающий - технологический, поисковый - радионавигационный. Для судовладельца важно определить основные направления модернизации судна [3], так как от этого зависят объемы его финансовых вложений и необходимые качества модернизированного судна. При модернизации судна судовладельческие компании уделяют повышенное внимание вопросам проектного обеспечения экономической эффективности, безопасности мореплавания, мореходным качествам и надлежащих условий обитаемости на судах различного назначения. Результаты выполненных исследования обращают внимание, как проектантов, так и судовладельцев, на необходимость выполнения требований норм вибрации при размерной модернизации промысловых судов. Основными задачами исследований являлись: разработка корректных моделей, для оценки общей вибрации судна; определение влияния деформации сдвига и определение закономерностей изменения частот собственных колебаний корпуса, при модернизации судна.

В работе представлены результаты расчетов частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний БМРТ пр. 1288. Рассмотрены два варианта загрузки судна: в его состоянии порожнем и возвращении с промысла в полном грузу. Корпуса исследуемых судов сведены к балочным расчетным моделям, состоящим для исходного судна из 20, а для модернизированных из 22 и 24 элементов. Размеры цилиндрической вставки кратны двум и четырем теоретическим шпациям исходного судна. Выполнены проектные расчеты, обеспечивающие посадку, остойчивость судна и необходимую величину надводного борта. Исходные данные расчетных моделей включали: распределения нагрузки масс и присоединенных масс судна, а так же распределения моментов инерции поперечных сечений корпуса и площадей стенок элементов корпуса работающих на сдвиг. Расчеты частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний выполнены методом конечных элементов. В расчетах учитывалась деформация сдвига при колебаниях. Для расчета присоединенных масс использовалась методика, изложенная в [4]. В табл.1 и 2 представлены частоты собственных колебаний корпуса судна БМРТ пр. 1288 до и после его модернизации. Установлено, что частота собственных колебаний корпуса существенно зависит от его расчетной длины. Как видно, смотри табл.1, увеличение расчетной длины судна на 20% приводит к уменьшению частот его собственных колебаний корпуса на 48%. Такое резкое изменение частот собственных колебаний корпуса может вызвать появление резонансных колебаний, при их совпадении с частотами возмущающих сил от главного двигателя и гребного винта. Изменения частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний корпуса от номера тона и расчетной длины судна, в его состоянии 100% груза и 10% запаса показаны на рис. 1 и 2. Установлено, что изменение длины судна приводит к изменению коэффициентов редуцирования, учитывающих деформацию сдвига при колебаниях.

Таблица 1. Частоты собственных вертикальных колебаний корпуса судна БМРТ пр. 1288 до и после его модернизации с учетом деформации сдвига

Table 1. Frequencies of own vertical oscillations of ship hull BMRT of avenue 1288 before and after its modernisation taking into account a shear strain

Таблица 2. Частоты собственных горизонтальных колебаний корпуса судна БМРТ пр. 1288 до и после его модернизации с учетом деформации сдвига

Table 2. Frequencies of own horizontal oscillations of ship hull BMRT pr. 1288 before and after its modernisation taking into account a shear strain

Для проектного определения частот собственных колебаний корпуса модернизированного судна, важное знать, как влияет размер цилиндрической вставки на изменение коэффициента редуцирования, учитывающего влияние деформации сдвига. В таблицах 3, 4 представлены коэффициенты редуцирования частот собственных колебаний корпуса исходного и модернизированного проектов судна, учитывающие влияние деформации сдвига при колебаниях.

Рис.1. Зависимость частот собственных вертикальных колебаний корпуса БМРТ пр. 1288 от номера тона и расчетной длины судна в состоянии 100% груза и 10% запаса

Fig. 1. Dependence of frequencies of own vertical oscillations of case BMRT pr. 1288 from number of tone and a ship gauge length in a condition of 100 % of a cargo and 10 % of a stock

Рис.2. Зависимость частоты собственных горизонтальных колебаний корпуса БМРТ пр.1288 от номера тона и расчетной длины судна в состоянии 100% груза и 10% запаса

Fig. 2. Dependence of frequency of own horizontal oscillations of case BMRT pr. 1288 from number of tone and a ship gauge length in a condition of 100 % of a cargo and 10 % of a stock

Из табл. 3 и 4 видно, что коэффициенты редуцирования возрастают с увеличением расчетной длины судна. Установлено, что загрузка судна слабо влияет на деформацию сдвига при колебаниях. Увеличение расчетной длины судна на 20% к расчетной длине исходного судна приводит к увеличению коэффициента редуцирования частот собственных вертикальных колебаний на 2,3% и горизонтальных колебаний корпуса на 7,5% по первому тону. На рис.3 показано изменение величины коэффициента редуцирования, учитывающего влияние деформации сдвига на частоты собственных колебаний корпуса в вертикальном направлении, от относительного удлинения судна.

Таблица 3. Коэффициенты редуцирования частот собственных вертикальных колебаний БМРТ пр.1288, учитывающие деформацию сдвига от номера тона для

Table 3. Factors of a pressure reduction of frequencies of own vertical oscillations the cases considering a shear strain from number of tone for avenue BMRT 1288

Таблица 4. Коэффициенты редуцирования частот собственных горизонтальных колебаний БМРТ пр.1288, учитывающие деформацию сдвига от номера тона

Table 4. Factors of a pressure reduction of frequencies of own horizontal oscillations of case BMRT pr. 1288, considering a shear strain from tone number

Рис. 3. Изменение коэффициента редуцирования, учитывающего влияние деформации сдвига на частоты собственных колебаний корпуса, при удлинении БМРТ пр. 1288

Fig. 3. Change of factor of the pressure reduction considering agency of a shear strain on frequencies of natural oscillations of the case, at an elongation of BMRT pr.1288

В табл. 5 представлены отношения проектных частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний корпуса судна БМРТ пр. 1288 после и до его модернизации с учетом деформации сдвига для двух вариантов модернизации. Из табл. 5 видно, что изменение отношения частот при относительном изменении расчетной длины судна одинаково для первых шести тонов вертикальных колебаний корпуса. На рис. 4 представлено относительное изменение частоты собственной колебаний корпуса по первому тону от относительного изменения его расчетной длины при модернизации.

Таблица 5. Отношение частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний корпуса БМРТ пр. 1288 после его модернизации к частотам исходного судна

Table 5. The relation of frequencies of own vertical and horizontal oscillations of case BMRT pr.1288 after its modernisation to frequencies of an initial ship

Рис. 4. Относительное изменение частоты собственных колебаний БМРТ пр.1288 по первому тону, при относительном изменении его расчетной длины : ряд 1. -изменение частоты собственных горизонтальных колебаний корпуса; ряд 2. - изменение частоты собственных вертикальных колебаний корпуса

Fig. 4. Relative change of frequency of natural oscillations BMRT pr.1288 on the first tone, at relative change of its gauge length : a Series1.-Change of frequency of own horizontal oscillations of the case; a Series2. - change of frequency of own vertical oscillations of the case

ВЫВОДЫ

1. Разработаны модели вибрации для определения частот собственных колебаний корпуса БМРТ пр.1288 для двух вариантов его модернизации, путем установки цилиндрической вставки кратной 2 и 4 теоретическим шпациям от исходного проекта.

2. Получены коэффициентов редуцирования частот собственных колебаний корпуса, учитывающие деформацию сдвига при изменении длины цилиндрической вставки.

3. Определены частоты собственных колебаний корпуса исходного и модернизированных судов, в зависимости от номера тона и состояния их загрузки.

4. Установлено, что относительное изменение частот собственных вертикальных и горизонтальных колебаний корпуса БМРТ пр.1288 по первому тону, при относительном изменении его расчетной длины имеет зависимость близкую к линейной.

траулер рыболовный корпус колебание

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гундобин А.А. Размерная модернизация и переоборудование судов / А.А. Гундобин, Г.Н. Финкель. - Л.: Судостроение, 1977. - 191с.

2. Дятченко С.В. Проектирование конструкций днищевых перекрытий днищевых перекрытий промысловых судов с учетом требований снижения вибрации /С.В. Дятченко // Известия КГТУ. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2009. - № 14. - С.109 - 117.

3. Овсеев Н.С. Пути повышения эффективности эксплуатации промысловых судов за счет размерной модернизации / Н.С. Овсеев, С.В. Дятченко // Известия КГТУ. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2009.- № 15. - С.114 - 119.

4. Короткин А.И. Присоединенные массы судостроительных конструкций: справочник /А.И. Короткин. - СПб., Мор Вест, 2007. - 448 с.

Размещено на Allbest.ru