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

Abstract

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.