Математична модель динаміки морської прив’язної системи з урахуванням впливу згинальної жорсткості гнучкого зв’язку

Трунін, Костянтин Станіславович; Trunin, Kostіantyn S.

Математична модель динаміки морської прив’язної системи з урахуванням впливу згинальної жорсткості гнучкого зв’язку

Дата

2021

Автори

Трунін, Костянтин Станіславович

Trunin, Kostіantyn S.

Анотація

Анотація. Важливою характеристикою гнучкого зв’язку (ГЗ) є згинна жорсткість (ЗЖ), яку необхідно враховувати за умов експлуатації. Елементи каната (дроту) відчувають також розтягнення і вигин спільно із крученням. Запропоновано метод визначення векторів узагальнених сил вигину ГЗ. Досліджено вплив ІЖ ГЗ на її прогин і силу розтягування на конкретних прикладах. Дотепер зазначені дослідження не розвивалися належним чином через відсутність достовірних математичних моделей (ММ), які досить просто й ефективно реалізовувалися б у вигляді алгоритмів і програм для чисельного вирішення розглянутих завдань. Під час розрахунку або вибору конструкції ГЗ необхідно враховувати насамперед умови, за яких вони будуть експлуатуватися. ГЗ МПС використовуються у широкому діапазоні різних режимів експлуатації (різні глибини, течії, багатоланковість МПС, їх взаємний вплив і т. п.). Складні та важкі режими експлуатації ГЗ пов’язані зазвичай із необхідністю спеціального вивчення і визначення діючих на них сил, можливості втрати стійкості рівноваги та з вимогою дослідження поведінки системи в закритичних станах. Уточнена ММ динаміки ГЗ МПС дозволяє: враховувати вплив її згинальної жорсткості на її прогин і силу розтягування; більш якісно й оперативно проектантові МПС проектувати практично всі класи МПС, що мають у своєму складі ГЗ. ЗЖ ГЗ зменшує її максимальний прогин: чим більший діаметр ГЗ, тим більший його прогин. Тому в однакові моменти часу зміна прогину ГЗ і його натягу під дією ЗЖ призводить до великих відмінностей цих величин, тоді як амплітуди їх коливань відрізняються в межах відмінності їхніх середніх значень. Це підтверджується результатами моделювання буксирування ПА за допомогою ГЗ, закріпленого на СН, на прикладі практичних розрахунків. Оригінальність запропонованої ММ динаміки ГЗ полягає в тому, що ММ динаміки МПС з ГЗ включає не тільки рівняння для ГЗ, але і рівняння динаміки СН і буксированого ПА.

Опис

Трунін, К. С. Математична модель динаміки морської прив’язної системи з урахуванням впливу згинальної жорсткості гнучкого зв’язку = The mathematical model dynamic’s of Marine Tethered System with account of influence by rigidity in bending of Flexible Link / К. С. Трунін // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2021. – № 1 (15). – С. 4–23.

Ключові слова

гнучкий зв’язок (ГЗ), морська прив’язна система (МПС), підводна буксирована система (ПБС) математична модель (ММ) динаміки МПС з ГЗ, метод визначення векторів узагальнених сил вигину і крутіння ГЗ, згинна жорсткість (ЗЖ) ГЗ, Flexible Links (FL), Marine Tethered Systems (MTS), underwater towed system (UTS), mathematical model (MM) of MTS with FL dynamics, method of calculation of vectors of generalized of forces of bend of FL, rigidity in bending (RB) of FL