Расчет прочности конструкции при бортовой и кильевой качки.

[Izbudinov 0]

Коллеги добрый вечер. Прошу Вас подсказать, так как данную задачу выполняю впервые. Аналогичных расчетов в сети не нашел. 

Задача (условно) - Рассчитать прочность конструкции установленная на палубе морского судна при ботовой и кильевой качке. Конструкция (Квадратный каркас из стандартных швеллеров)

К решению данной задачи подошел тупо в лоб. В Ansys Transient  приложил к конструкции силу тяжести и на опору приложил удаленное закреплении (Remote Displacement )

В настройках удаленного закрепления Разбил вращения по двум осям (для бортовой и кильевой качки) в соответствии с исходными данными по углу наклонения и времени. 

Получил результаты, но не могу оценить насколько они точны, настолько в лоб решенная задача имеет место быть ? 

 

[Orchestra2603 250]

2 hours ago, Izbudinov said:

Задача (условно) - Рассчитать прочность конструкции установленная на палубе морского судна при ботовой и кильевой качке....

 

 

Амплитуды и периоды качки, вообще говоря, зависят от состояния моря (высота и период волны). Кроме того, если волнение нерегулярное, то тогда все становится сложнее - нужно рассматривать суперпозицию целой кучи разных регулярных волнений в соответствие со спектром волнения.

 

Дело все в том, что "рассчитать прочность при качке" может означать разные вещи. Можно посчитать на какие-то конкретные параметры волнения, какие-то конкретные сценарии. Вы должны сами их тогда знать и задать. Какой у вас расчетный случай рассматривается? Кроме того, ускорения в палубе вашего каркаса зависят от того, где он находится по отношению к центру масс корабля.

 

Можно воспользоваться, напимер, Правилами Регистра (или другого классификационного общества), где уже предложены готовы расчетные случаи, хотя там так это вроде там не называют, и есть готовые формулы для ускорений от качки в разных направлениях. Есть формулы  Части II и Части III. 2-я часть (ссылка) больше для корпусных конструкций, а 3-я часть (ссылка) как раз больше подходит для всякого оборудования, груза и чего-то такого, не связанного прямо с корпусом, но формулы там мне меньше нравятся. Во 2-й части качка рассматривается на регулярном волнении, но на резонансе.

 

Если задавать в Transient, то нужно задавать ГУ или нагрузки как функцию времени. Если волнение регулярное, а по Регистру такое и рассматривается, то надо задавать синусоиду, а значит, чтобы ее воссоздать, нужно знать как минимум амплитуду и частоту/период колебаний этих ускорений. В формулах 2й части есть формула для периодов качки. Но синусоиду нужно задать будет целиком как функцию времени.

 

Можно облегчить себе жизнь и перейти в harmonic анализ. Там синусоида уже как бы подразумевается, и то что вы задаете автоматически считается амплитудным значением, а частота задается в параметрах анализа. Т.е. в гармоническом анализе у вас все силы, перемещения , ускорения, напряжения и.т.д. - все синусоиды с одной и той же частотой, но разными амплитудами и фазовыми сдвигами. В Transient такого ограничения в плане частоты нет.

 

С remote displacement я не люблю работать - есть у меня к этой штуке вопросы, но это дело вкуса. Если пользоваться формулами Регистра, то там три компонента ax, ay, az получается, и их можно приложить к геометрии напрямую. В принципе, можно и remote point (rigid) создать, скажем,  в центре масс и связать его с куском палубы под каркасом, и потом задать в remote point ускорения. Только тогда чтобы не накосячить в формулах, там где x, y, z нужно будет подставить координаты не точки крепления каркаса, а центра масс корабля. Тогда придется задавать в центре масс также угловые ускорения, иначе килевая и бортовая качка (кстати рысканье тоже)  от ц.м. в другую точку будет передаваться некорректно. Но в Регистре для угловых ускорений готовых формул нет. Тут придется посидеть и подумать немножко, как их получить.

 

Такие мысли в целом. Расскажите поподробнее, что конкретно вы сделали в вашем случае. Картинки приветствуются.

 

 

Edited December 19, 2024 by Orchestra2603