Особливості проєктування та нормування конструктивних параметрів опорних конструкцій пропульсивних комплексів для малих суден з конструкціями із поліетилену високої щільності

Abstract

Запропоновано напрями подальших досліджень щодо проєктування корпусних конструкцій із поліетилену високої щільності для малих суден. Проведено моделювання здатності конструкції транця малого судна з HDPE витримувати упор при прийнятних параметрах конструкцій з додатковими підкріпленнями. Проведено моделювання та отримано позитивний результат щодо можливості застосування болтових з’єднань при використанні композитних конструкцій. Мета. Полягає у спробі створення конструктивного рішення з фермовим підкріпленням конструкції транця з легкого сплаву (АМг) та методу інженерного розрахунку його параметрів у разі застосування водометних рушіїв. Перевірки можливості застосування болтових з’єднань при використанні композитних конструкцій під дією експлуатаційних навантажень. Методика. Методика дослідження базується на спрощених розрахунках методами будівельної механіки та моделюванні у середовищі Solid Works за методом скінчених елементів. Методика передбачає можливість заміни прямих розрахунків методом скінченних елементів (моделювання конструкцій) стандартними інженерними розрахунками, доступними в традиційній практиці проектування при неможливості забезпечити моделювання із застосуванням відповідного програмного забезпечення. Результати. Отримані результати цілком задовольняють оскільки результати спрощеного розрахунку демонструють більш високі напруження ніж за результатами моделювання (18–20 %), похибка у безпечний бік. Рівень напружень, що виникають у елементах підкріплюючої конструкції суттєво нижчий рівня допустимих напружень для даного матеріалу σd = 108 МПа. У разі потреби оптимізації конструкцій використання спрощеної схеми неможливе, доведеться переходити до прямого моделювання. Слід зауважити, що ця процедура суттєво збільшить бюджет проєктування. Результати дослідження демонструють можливість застосування вимог стандартів ISO групи Small Сraft до включення силових конструкцій з інших матеріалів (АМг) у склад корпусних конструкцій з HDPE та забезпечення надійних з’єднань цих конструкцій, для малих суден. Наукова новизна. Полягає у пропозиції ряду конструктивних рішень для застосування пропульсивних установок великої потужності з конструкціями відносно невеликої міцності. Пропонуються конструктивні рішення щодо передачі навантажень від упору при встановленні водометних рушіїв та кутових колонок. Розглядається можливість визначення параметрів конструкцій найпростішими інженерними способами. Окремі рішення пропонуються передачі навантажень від ГД на корпусні конструкції в МО. Пропонується варіант з’єднання фундаментів ГД з корпусними конструкціями. Практична значимість. Позитивна тенденція щодо зростання кількості суден службово-допоміжного флоту з HDPЕ передбачає наявність підтверджених розрахунками конструктивних рішень з композитних конструкцій. Спрощені схеми розрахунків, що пропонуються для з’єднання композитних конструкцій (поліетилен+метал), показуючи відхилення в безпечну сторону, можуть бути прийняті в процедурах реального проєктування без залучення дорогого моделювання методом кінцевих елементів.