8 812 123 45 67
Оценка прочности судовых корпусных конструкций на основе МКЭ

Специалисты АО «ЦИФРА» совместно с экспертами АО «ЦНИИ МФ» примут участие в разработке Руководства Регистра Судоходства по расчетам прочности и оценке напряженно-деформированного состояния судовых корпусных конструкций на основе метода конечных элементов.

В процессе эксплуатации таких судов как плавкраны, земснаряды, баржи и суда специального назначения зачастую возникает необходимость в их модернизации для решения определенных технических задач. Такая модернизация связана, как правило, с различными конструктивными изменениями судна, обеспечивающими монтаж и функционирование специализированного оборудования, устройств и систем. Каждое подобное конструктивное изменение уникально, а его глубина и реализация зависит от конкретной задачи, при этом оценка прочности новых конструктивных элементов и их влияние на несущую способность существующих корпусных конструкций могут не предусматриваться существующими расчетными методиками Правил РС. Эта проблема может быть решена с помощью компьютерного моделирования. Расчет прочности конструкций с учетом физической нелинейности материала требует высокой точности определения всех компонентов напряженно-деформированного состояния (далее - НДС). Наиболее эффективным численным методом инженерного анализа, позволяющим наилучшим образом оценить НДС конструкции любой формы и размера, является метод конечных элементов (далее – МКЭ).

В настоящее время МКЭ используется при проектировании судов как для оценки общей, так и местной прочности, его применение, в основном, регламентируется соответствующими требованиями МАКО, однако большинство иностранных классификационных обществ в своих правилах имеют рекомендации по выполнению проверочных расчетов корпусных конструкций с помощью МКЭ. Таким образом, в настоящее время созданы предпосылки для разработки Руководства РС по оценке НДС судовых корпусных конструкций с помощью МКЭ для тех случаев, когда существующие в Правилах методики не позволяют выполнить соответствующие расчеты.

Предмет работы

Предметом работы является Руководство РС по оценке НДС судовых корпусных конструкций с помощью МКЭ, включающее принципы построения геометрической модели рассматриваемой конструкции и ее идеализации, выбора типа и параметров конечно-элементной сетки, построения конечно-элементной сетки, приложения нагрузок, задания граничных условий, учета геометрической и/или физической нелинейности, задания свойств материала, выбора и определения соответствующего НДС и оценки/анализа полученных результатов.

Актуальность темы

Актуальность темы обусловлена возможностью повышения конкурентоспособности требований нормативных документов РС и расширения состава оказываемых услуг в соответствии с требованиями современного рынка классификационных услуг. Актуальность темы подтверждена протоколом заседания секции НТС Регистра «Прочность и конструкция корпусов морских судов и плавучих сооружений» от 17.05.2018 г.

Задачи работы

Для достижения цели научно-исследовательской работы необходимо решить следующие задачи:

  • проанализировать имеющиеся разработки отечественных и зарубежных научных организаций по регламентации метода конечных элементов, провести анализ нормативных документов ведущих классификационных обществ;
  • оценить и проанализировать имеющиеся отечественные и зарубежные программные комплексы, реализующие построение и оптимизацию геометрических и конечно-элементных моделей, и алгоритмы оценки статической и динамической прочности конструкции с помощью МКЭ;
  • разработать алгоритм выполнения расчета прочности судовых конструкций с помощью МКЭ;
  • выполнить верификацию полученных результатов расчета по разработанному алгоритму;
  • с учетом полученных результатов разработать Руководство РС по оценке НДС судовых корпусных конструкций с помощью МКЭ.

Содержание работы

1. Анализ существующих требований иных классификационных обществ – членов МАКО к процедуре оценки НДС судовых корпусных конструкций МКЭ. Как минимум должны быть рассмотрены требования ABS, DNV GL и BV.

2. Оценка и анализ программных комплексов, позволяющих решать следующие задачи:

  • построение и оптимизация геометрической модели конструкции;
  • построение и оптимизация расчетной конечно-элементной модели;
  • приложение нагрузок к модели;
  • учет граничных условий модели;
  • учет геометрической и/или физической нелинейности;
  • возможность задания и/или наличие базы описания свойств материалов;
  • оценка статической и динамической прочности;
  • анализ полученных результатов.

3. Разработка требований по созданию геометрической модели, в соответствии с типом судна и допускаемым уровнем ее идеализации.

4. Разработка требований по построению расчетной конечно-элементной модели с применением стержневых, оболочечных, твердотельных или иных типов конечных элементов с возможностью их комбинации, в том числе по выбору типа, геометрии и размеров конечных элементов.

5. Разработка требований к более детальному рассмотрению мест возникновения концентрации напряжений, локальных зон и прерывистых связей, а также допущений при применении «измельченной» и/или «грубой» расчетной конечно-элементной сетки.

6. Разработка рекомендаций по приложению нагрузок к модели, а также рекомендаций по возможности замены нагрузок эквивалентными.

7. Разработка рекомендаций по учету граничных условий.

8. Разработка требований по учету геометрической и/или физической нелинейности, а также описание свойств материала при использовании физической нелинейности.

9. Нормирование допускаемых параметров НДС.

10. Подготовка проекта статьи по результатам проведенных исследований и работ для публикации в журнале «Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства».

 

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
27 сентября 2024

VII Научно-техническая конференция «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений»

23-25 сентября делегация АО «ЦИФРА» приняла участие в работе VII Научно-технической конференции «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений».
Новости
22 июля 2024

Математическое моделирование роботов манипуляторов для атомных станций малой мощности

Атомная станция малой мощности (АСММ) — это один из перспективных проектов Госкорпорации «Росатом». Такие станции предназначены для удалённых районов с неразвитой сетевой инфраструктурой, где нецелесообразно строить мощные АЭС. АСММ обладают рядом преимуществ, таких как энергонезависимость, экологически чистое производство энергии и стабильное снабжение электричеством и теплом труднодоступных территорий.
Новости
Связанные публикации в блоге
7 октября 2024

Применение аддитивных технологий в промышленности

Аддитивные технологии, более известные как 3D-печать, активно меняют облик современной промышленности, предоставляя предприятиям новые возможности для оптимизации и ускорения производственных процессов. Так, методы аддитивного производства, основанные на принципе послойного создания объектов, предлагают компаниям решения, которые зачастую сложно реализовать с использованием традиционных производственных методов.
Блог
15 июля 2024

Применение численного CFD моделирования для задач судостроения

Судостроение является важной отраслью мировой промышленности и экономики, отвечающей за производство и ремонт судов и прочих изделий морской техники. При этом численный анализ становится всё более важным инструментом в судостроении, поскольку помогает снизить издержки при проектировании судов, а также повысить прочность и надежность при строительстве и эксплуатации.
Блог
Связанные вебинары
23 июля 2020

Применение компьютерного моделирования при ремонте и модернизации судов

В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.
Вебинары
3 июня 2020

Моделирование и расчёт композитных конструкций при динамическом нагружении

АО "ЦИФРА" объявляет о проведении серии лекций-вебинаров от ведущих приглашенных экспертов в области численного моделирования. В ходе первого вебинара данной серии будут рассмотрены вопросы прочностного анализа «легких» (lightweight) композитных конструкций при динамическом нагружении с использованием явных решателей (сеточного и бессеточного) ПО LS-DYNA.
Вебинары
Расскажите о вашей задаче
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!