ИСМАРТ СКБ
+7 (952) 301-66-37
info@proship.ooo
10 августа 2016 в 11:22
Постановка проведения экспиремента по замерам уровней вибрации в обитаемых помещениях танкера-химовоза с помощью программного комплекса ANSYS
Рейтинг 0, Голосов 2
990

Уровни вибрации, фиксируемые в обитаемых помещениях судов, стали одним из основных показателей комфортности и безопасности при эксплуатации судна. Негативное влияние вибрации на организм человека заключается в повышенной утомляемости экипажа, появлении различных заболеваний. Согласно статистике более половины морских катастроф происходит из-за повышенной утомляемости людей. Кроме того, повышенные уровни вибрации нарушают работу приборов и механизмов и в некоторых случаях вызывают разрушение корпусных конструкций. Следует отметить, что на большинстве транспортных судов требования санитарных норм не выполняются.

В последние годы уровни вибрации в жилых и служебных помещениях транспортных судов оказались в центре внимания страховых компаний и становятся важным аргументом в спорах хозяйствующих субъектов при разливах танкерами нефти. Поэтому судовладельцы отказываются принимать вновь построенные суда, если уровни вибрации в обитаемых помещениях превышают требования санитарных норм, а страховые компании напрямую увязывают страховые ставки с уровнями вибрации.

Допустимые уровни вибрации в обитаемых помещениях судов регламентируются СН 2.5.2.048-96, ISO 6954-2000 и техническими нормами вибрации Морского регистра.

При подготовке эксперимента решено было выбрать самый неблагоприятный тип судов по уровням вибрации. Этим типом оказалисьтанкеры (танкер-химовоз DW 45000 т, строящийся на СМП). Существуют объективные причины предрасположенности обитаемых помещений танкеров к повышенной вибрации. К ним относятся кормовое расположение надстройки и применение в качестве главных двигателей малооборотных дизелей. При кормовом расположении надстройки жилые, служебные и медицинские помещения оказываются в непосредственной близости от основных источников вибрации — винтов и главных двигателей. Малооборотные дизели индуцируют плотный спектр возмущающих усилий. Кроме того, надстройка и отдельные палубы надстройки являются динамическими системами и в зависимости от соотношений собственных частот этих конструкций и частот возмущающих усилий уровни вибрации в обитаемых помещениях могут изменяться весьма существенно.

Уровни общей ходовой вибрации, как правило, не превышают предельных спектров СН 2.5.2.048-96. Пиковые превышения, в основном, образованы резонансными колебаниями надстройки, так как собственная частота колебаний надстроек может совпадать с лопастной частотой гребного винта и возмущающими усилиями 5-12 порядков, индуцируемыми малооборотным дизелем.

Таким образом, необходимым условием выполнения требований санитарных норм вибрации является исключение резонансных колебаний корпуса судна, надстройки и палуб надстройки, что может быть осуществлено лишь на базе комплексного применения эффективных расчетных методов, позволяющих с высокой степенью точности прогнозировать параметры собственных колебаний корпуса и корпусных конструкций.

Расчетное прогнозирование параметров собственных колебаний судовой надстройки, как и любой сложной конструкции, состоит из нескольких этапов: построения расчетной схемы, выбора расчетного метода, расчета и анализа результатов расчета.

При осуществлении первого этапа построения расчетной схемы необходимо правильно смоделировать основные параметры надстройки, влияющие на значение ее собственных частот:

— жесткость надстройки;

— массы и их расположение по высоте надстройки;

— динамическую жесткость узла крепления надстройки к корпусу судна. Жесткость надстройки при ее колебаниях в продольном направлении определяется главным образом боковыми стенками, плоскими продольными переборками и палубами ярусов. Эти связи могут включаться в расчетную схему без учета наличия в них вырезов.

Торцовые стенки надстройки и поперечные переборки формируют крутильную жесткость надстройки.

В качестве расчетной модели рассматривается пространственная пластинчатая система.

При проведении компьютерных расчетов целесообразно использовать метод конечных элементов (суперэлементный подход).

Для проведения расчетов используется программный комплекс ANSYS. Возможности программного комплекса позволяют учесть все конструктивные особенности танкера-химовоза.

Также проводятся натурные частотные испытания после постройки надстройки, после монтажа ее на основной корпус и при проведении ходовых испытаний.

После проведения модельных и натурных испытаний определяются рекомендации по снижению уровней вибрации обитаемых помещений танкера-химовоза:

— снижение уровня возмущающих усилий, индуцируемых гребными винтами и главным двигателем;

— исключение резонансных колебаний надстройки корпуса;

— исключение резонансных колебаний палуб надстройки;

— исключение резонансных колебаний корпуса судна;

— применение средств амортизации и виброизоляции.

Снижение уровней вибрации в обитаемых помещениях — важная научно-техническая, экономическая и социальная проблема, от решения которой зависят эффективность эксплуатации коммерческих судов, безопасность их плавания и конкурентоспособность судов отечественной постройки на мировом рынке.