ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Развитие новых типов судов и средств передвижения (катамараны, суда на подводных крыльях, воздушной подушке, экранопланы и гидросамолеты) делают актуальной проблему ударного взаимодействия судовых конструкций с жидкостью при больших скоростях.

В целях защиты основных конструкций от действия ударных давлений со стороны жидкости в некоторых случаях перед основными конструкциями (пластинами, перекрытиями) устанавливаются пластины с вырезами, цель которых погасить частично ударные давления, передаваемые на основные связи корпуса. Поэтому, с точки зрения расчетов местной прочности, важно правильно оценить величину ударного усилия, поглощаемого защитной перфорированной пластиной и определить величину нагрузки, передаваемой на основные связи. При этом диапазон скоростей соударения пластины с жидкостью на практике оказывается порядка 10 м/с, и он исследован недостаточно.

«Точное» теоретическое решение задачи ударного взаимодействия тела с жидкостью (при учете сжимаемости жидкости) невозможно. Использование же для расчетов сложных иностранных вычислительных комплексов и систем оказывается неэффективным, так как требуются большие экономические затраты на их приобретение и обслуживание. Кроме этого, составление исходных данных для расчета требует много времени.

Поэтому была разработана новая методика численного определения ударных усилий на пластины судового корпуса. Методика включает в себя компьютерную программу расчета по методу конечных элементов, инструкцию по составлению исходных данных и обработке результатов. При написании программы были использованы новые типы жидкостных конечных и полубесконечных элементов, которые позволили с достаточной точностью учесть геометрию вырезов в пластине, а полученная система уравнений учитывает свойства жидкости. Количество исходной информации для расчета сведено к минимуму.

Методика была опробована на расчете ряда пластин, для которых проводилось экспериментальное исследование определения ударных усилий. Сравнение результатов экспериментального и численного расчетов показало их качественное совпадение. Это позволило использовать предложенный подход определения усилий в расчетах местной прочности перфорированных пластин.