8 812 123 45 67
Прочностной расчёт подводной капсулы

Специалисты АО «ЦИФРА» провели расчёт на прочность подводной капсулы (далее ПК). Подводная капсула применяется для обеспечения рабочего пространства при выполнении работ под водой.

В данной работе исследовалась система удержания понтона, определялись усилия действующие на ПК при волнении воды, оценивалась прочность конструкции.

Пример модели, рассматриваемый в расчётах представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Геометрическая модель ПК

Система удержания понтона

Расчёт системы удержания понтона выполнялся в программном модуле Ansys AQWA.

Расчёт системы удержания в Ansys AQWA позволил:

  1. Определить силы и нагрузки, действующие от понтона на ПК;
  2. Определить худший возможный случай действия потока воды на конструкцию ПК.

Ansys AQWA предоставляет набор инженерных инструментов для исследования воздействия волн, ветра и течений на плавучие и стационарные морские и прибрежные сооружения, включая: лонжероны; плавучие системы добычи, хранения и разгрузки; полупогружные суда; платформы на натяжных опорах; суда; системы возобновляемой энергии; и конструкции волноломов.

Расчеты в Ansys AQWA также позволяют передавать давление и инерционную нагрузку для использования в прочностном расчёте в рамках процесса проектирования корпуса судна. Таким образом полученные результаты могут быть переданы и интерполированы на конечно-элементную модель Ansys Mechanical. Поскольку функция передачи и интерполяции автоматически учитывает различия в сетке между гидродинамической и конечно-элементной моделями, они не обязательно должны быть топологически идентичными.

В местах контакта понтона и столба капсулы установлены специальные контактные швартовые элементы типа Fender (в терминологии Ansys, в переводе – кранец, отбойник, амортизатор). Fender это тип элементов, позволяющий моделировать контакт между двумя конструкциями в Ansys AQWA. В зависимости от относительного положения конструкций, они создают переменную силу, действующую на конструкцию и добавляемую к другим силам, используемым для расчета движения. Изображение мест установки Fender представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Изображение установки Fender

В модели рассматривались различные комбинации системы удержания, а также различные направления и скорости течения воды, скорости ветра.

Для каждого расчётного случая определяется сила реакции натяжения троса. Реакция натяжения троса сравнивалась с допустимым разрывным усилием. В случае превышения разрывного усилия выбирается более прочный трос. Значения допустимых разрывных усилий троса выбирались по [1].

После подбора системы удержания, снимались силы в Fender и задавались в качестве исходных данных в расчётах прочности.

Расчёт на прочность

В расчётах используются следующие граничные условия и нагрузки:

  • Сила тяжести;
  • Гидродинамическое давление, рассчитываемое автоматически и передаваемое из расчётов в Ansys AQWA;
  • Направление и скорость течения воды, рассчитываемое автоматически и передаваемое из расчётов в Ansys AQWA как распределение сил и давлений;
  • Закрепления в местах установки капсулы;
  • Силы от воздействия понтона на ПК.

В результате расчета получены распределения приведенных эквивалентных напряжений в ПК. Приведённые эквивалентные напряжения определены по теории максимальных касательных напряжений. Оценка прочности выполняется в соответствии с нормами ПНАЭ Г 7 002 86 [2]. 

Результаты представлены на рисунках ниже.

Рисунок 3.1 – Распределение перемещений

Рисунок 3.2 – Распределение напряжений

В результате выполнения расчётов определены зоны с превышениями допустимых значения напряжений и предложены необходимые изменения конструкции для удовлетворения критериев прочности.

Заключение

В результате проделанной работы инженерами АО «ЦИФРА» выполнены расчеты на прочность конструкции ПК, а также расчёты системы удержания понтона.

Предложено изменение конструкции изделия и подтверждена прочность измененной конструкции расчётным способом.

 

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
22 февраля 2023

Отзывы стажеров 2022-2023

Продолжаем публиковать отзывы молодых специалистов, которые прошли полный курс стажировки и стали сотрудниками компании.
Новости
7 февраля 2023

Расчет стойкости сооружений Смоленской АЭС к внешним сейсмическим воздействиям по НП-031-01

Специалисты АО «ЦИФРА» выполнили комплекс работ по обоснованию механической безопасности сооружений Смоленской атомной электростанции при внешнем сейсмическом воздействии по НП-031-01.
Новости
Связанные публикации в блоге
31 марта 2023

Численное моделирование аэродинамики вертолёта на режиме взлёта

Специалистами АО «ЦИФРА» проведено исследование параметров потока, формируемого при вертикальном взлёте вертолёта с вертолётной площадки, расположенной на крыше здания, а также осуществлена оценка ветровой нагрузки на твёрдые поверхности вблизи области взлёта.
Блог
26 января 2023

Численное моделирование распылительной форсунки

Специалистами АО «ЦИФРА» осуществлено моделирование распылительной форсунки с использованием гибридной модели VOF-to-DPM.
Блог
Связанные вебинары
23 декабря 2020

Повышение эффективности процессов промышленной газоочистки с использованием численного моделирования

На вебинаре рассмотрим численное моделирование современных газоочистных установок.
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
Сделайте заказ
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!