Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова
DOI:10.21821/2309-5180-2017-9-1-132-142
Авторы: Г. Б. Крыжевич, А. А. Петров.

Требования действующих Правил Российского морского регистра судоходства (РС) запрещают применять сварные штевни на судах высоких арктических классов и ледоколах. Вместе с тем, использование сварных конструкций более технологично и экономически выгодно, по сравнению с литыми и коваными аналогами, что нашло отражение в ряде новых проектов судов. Основные цели исследования: определить, насколько применение сварных штевней на рассматриваемых судах научно и технологически обосновано; оценить прочность сварной конструкции, аналогичной литой; сформулировать основные требования к таким конструкциям и методам их испытаний. В статье рассмотрены основные результаты научно-исследовательской работы, посвященной данной проблеме, проанализированы требования различных классификационных обществ — членов МАКО, приведены типовые конструкции сварных форштевней, проведен анализ результатов расчетов прочности литых и аналогичных сварных форштевней, выполненных по различным методикам, в том числе с использованием метода конечных элементов (МКЭ), обоснованы предложения по корректировке действующих Правил РС. Выполнен анализ существующих методов испытаний сварных образцов, описана специфика их применения для сварных конструкций, работающих в условиях низких температур. Показано, что важнейшими параметрами прочности таких конструкций является хладостойкость и трещиностойкость в месте сварного шва, даны рекомендации по совершенствованию существующих критериев оценки этих параметров. Сделан вывод о применимости сварных форштевней на судах ледовых классов Ice1 – Arc7 и о необходимости проведения дополнительных модельных и / или полунатурных испытаний для распространения такого допущения на суда более высоких ледовых классов и ледоколы.

Research of Applicability of the Welded Stems and Sterns Instead of Cast Ones on Icebreakers and Ice-Class Ships

Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova

Authors: G. B. Kryzhevich, A. A. Petrov.

The requirements of acting Russian Maritime Register of Shipping (RS) Rules do not permit the usage of welded stem and stern for high arctic class vessels and icebreakers. At the same time, welded structures are more effective in the way of technology and economy, in comparison with cast and forged analogs, what is approved by the number of new projects of ships. The main purposes of this research are: determination of applicability of welded sterns and stems on ships under consideration, from the technological and scientific points of view; rate the strength of welded structure; formulate basic requirements and methods of testing of such structures. The article gives the key results of the R&D work devoted to this problem; analysis of the requirements of acting rules of different classification societies - IACS members; typical structures of welded stems, analysis of a number of strength calculations, including the Finite element method analysis (FEM); validation of the update of acting RS Rules. The authors made an analysis of existing tests of welded samples, overviewed means of their application to the welded structures, operating in low-temperature conditions. It was shown in the article that the most important strength parameters of such structures are the cold-resistance and crack growth resistance within the welding zone. In this way the authors gave recommendation for rationalization of existing criteria of the assessment of these parameters. As a result, it is stated, that for today the welded stems may be used for the ships with ice lasses Ice1-Arc7, and for the expansion of this assumption, a number of additional experiments are needed.