Введение к работе
Актуальность. Развитие транспортного флота,
повышение конкурентноспособности транспортного судостроения на
мировом судостроительном рынке тесно связано с улучшением
обитаемости судовых жилых и служебных помещений и обеспечением
заданного ресурса корпусных конструкций Одним из основных
факторов, прямо влияющих на обитаемость и появление усталостных
трещин в конструктивных узлах, является вынужденная вибрация
корпусных конструкций, вызванная периодическими силами,
передающимися с динамически неуравновешенных машин и механизмов
на их фундаментные конструкции. Применяющиеся в российской
практике методы прогнозирования параметров вынужденной вибрации и
построенная на их основе нормативная база использует модели и
подходы, использующие принцип разделения конструкции на пластины,
балки и перекрытия Такие подходы недстаточно учитывают взаимное
влияние конструктивных элементов, форму корпуса, в частности, в
оконечностях. Проектирование конструкций по условиям ограничения
параметров вынужденной вибрации для повышения
конурентноспособности судна требует привлечения современных численных методов и разработки на их основе проектировочных процедур. Особую роль актуальность такие задачи имеют для конструкций машинного отделения - основного источника постоянной вибрации корпуса.
Целью настоящей работы является разработка метода проектирования конструкций машинного отделения по условиям ограничения параметров вынужденной вибрации. Достижение поставленной цели требует выполнения следующих задач исследования:
1. Разработка методов расчета вынуждающих вибрацию сил от неуравновешенных двигателей внутреннего сгорания произвольных параметров;
2 Исследования применимости современных численных методов к задаче прогнозирования параметров вынужденной вибрации конструкции машинного отделения;
3. Разработка способа оптимального проектирования конструкции фундамента в машинном отделении
Методы исследований. Решение поставленных задач потребовало привлечения следующих методов исследования- кинематика и динамика машин и механизмов, численные методы исследования динамики конструкций, методы оптимального проектирования. Научная новизна и основные научные результаты: 1. Разработан метод и расчетные зависимости для сил, передаваемых на фундамент произвольного ДВС. Метод верифицирован по экспериментально-расчетным данным
2 Исследована возможность применимости современных численных методов к решению задач вынужденных колебаний судовых корпусных конструкций, выбраны расчетные параметры модели и сформированы рекомендации по использованию стандартных пакетов, реализующих МКЭ, в задачах расчета вынужденной вибрации судовых конструкций. 3. Предложен метод топологической оптимизации конструкции, работающей в условиях вынужденнной вибрации, основанный на установке локальных усилений в районах пучности различных форм колебаний
Внедрение результатов Результаты работы включены в содержание курсов, читаемых для студентов и аспирантов Санкт-Петербургского Морского Технического университета: «Конструкция корпуса морских буровых установок» (специальность 1801).
Апробация работы Результаты и основные части работы докладывались на российских и международных научно-технических конференциях (Санкт-Петербург) на кафедре Конструкции судов Санкт-Петербургского Государственного Морского технического университета.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 работы.Из них 1 тезис доклада выполнен в соавторстве, доля автора 50 %. В изданиях, определяемых Перечнем ВАК РФ опубликована 1 статья,выполненная в личном авторстве
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы Работа содержит 144 станиц текста (с 27 таблицами и 75 рисунками) Список литературы состоит из 94 наименований.
