Проекты

Проектирование кормового спуско-подъемного устройства для научно-исследовательского судна

Из-за санкционных мер, направленных на ослабление нефтегазовой отрасли РФ, разведка углеводородных месторождений связана с рядом трудностей. Одной из них является закрытие доступа российским компаниям на вторичный рынок геологоразведывательного оборудования, в том числе на рынок научно-исследовательских судов (НИС). Существующий флот НИС либо устарел, либо не в полной мере отвечает современным требованиям к технологическим процессам разведки месторождений, ввиду чего основным способом увеличения технологической оснащенности флота является модернизация имеющихся судов. Специалистами АО «ЦИФРА» был выполнен подобный проект модернизации, заключавшийся в проектировании кормового спускоподъемного устройства (СПУ), обеспечивающего безопасный спуск в воду элементов разведывательного оборудования.

Исходные данные и нормативная база

Исходными данными, помимо конструкции палубы НИС в районе размещения СПУ и грузовой лебедки, являлся прототип СПУ с габаритами, обеспечивающими заданное расстояние от кромки транца до точки подвеса груза в рабочем состоянии, а также вес груза.

Перед коллективом АО «ЦИФРА» были поставленные следующие задачи:

  • уменьшение массы СПУ при сохранении габаритов и формы прототипа и обеспечении прочности при заданных условиях нагружения;
  • оценка прочности палубы в районе установки СПУ и грузовой лебедки;
  • разработка проекта подкреплений палубы в случае необходимости;
  • проработка иного конструктивного исполнения СПУ при сохранении габаритов.

На первом этапе в вычислительном пакете Ansys Mechanical был выполнен расчет прочности СПУ, для которого была создана геометрическая модель с варьируемым параметром t – толщина листов несущих элементов (прототип СПУ был выполнен из стального коробчатого профиля толщиной 20 мм, масса прототипа – 13,8 т). Прочность СПУ оценивалась в соответствии с Правилами по грузоподъемным устройствам Российского морского регистра судоходства (далее – Правила РС):

где - предел текучести материала, МПа,

– максимальные нормальные и касательные напряжения соответственно, МПа, 0,42 – коэффициент запаса прочности для грузовых устройств грузоподъемностью до 10 т.

Результаты расчетов

Была решена задача определения минимальной толщины коробчатого профиля силовых элементов рамы СПУ (исключая узел крепления к палубе) из условия обеспечения прочности, регламентированной Правилами РС.  Были рассмотрены два положения СПУ – под углом 30 и 45 к палубе судна. Наименьшая толщина профиля, при которой действующие приведенные напряжения не превосходят допускаемого Правилами РС значения, – 6 мм. Результат расчета исходной и облегченной конструкции представлен в таблице 1.

Таблица 1. Результаты оптимизационного расчета

Угол наклона рамы к палубе, град Допускаемые напряжения, МПа Приведенные напряжения, МПа Масса СПУ, т
Исходная конструкция Облегченная конструкция Исходная конструкция Облегченная конструкция
30 98,7 45,5 98,6 13,8 6,5
45 98,7 29,7 65,7

Как видно из данной таблицы, в результате оптимизации конструкции силовых элементов СПУ удалось уменьшить её массу на 47% при обеспечении требуемого Правилами РС запаса прочности. 

Приведенные напряжения при угле наклона 30°

 

Приведенные напряжения при угле наклона 45°

Проверка местной прочности палубы в районе установки СПУ и грузовой лебедки показала, что существующая конструкции палубы выдерживает расчетные нагрузки с достаточным запасом, ввиду чего дополнительные подкрепления не потребовались.

Действующие напряжения в палубе

В результате выполненных расчетов была предложена облегченная конструкция СПУ, отвечающая требованиям Заказчика, и разработан комплект рабоче-конструкторской документации для её изготовления и монтажа в соответствии с требованиями Российского морского регистра судоходства.

Связанные новости
АО «ЦИФРА» и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого заключили договор об организации стажировок для студентов по направлению «Механика и математическое моделирование». 16 апреля ведущий специалист АО «ЦИФРА» Мария Чуковенкова выступила в Высшей школе теоретической механики с презентацией о возможностях стажировки в компании. Студенты Политеха старших курсов смогут пройти летнюю практику в компании «ЦИФРА», применить знания для участия в реальных проектах под руководством опытных экспертов компании.
Сотрудники АО «ЦИФРА» приняли участие в заседании секции № 3 «Техническая эксплуатация и ремонт флота, охрана труда» научно-технического совета АО «ЦНИИМФ» (Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота). Инженер по динамике и прочности АО «ЦИФРА» Андрей Дмитриев выступил с докладом о предстоящем совместном выполнении НИР по расчетному обоснованию эксплуатации железобетонного судна согласно правилам Российского морского регистра судоходства (РС). Также участники заседания рассмотрели тему проектирования судовых конструкций с использованием технологий топологической оптимизации.
Связанные публикации в блоге
Ограждающие конструкции зданий и сооружений проходят проверку на звукоизолирующую способность. Соответствие бетонных/железобетонных перекрытий нормам по звукоизоляции оценивается путем проведения натурных или лабораторных испытаний на воздействие воздушного и ударного шума
Сегодня утром Ever Given на 80% сняли с мели в Суэцком канале. Контейнеровоз блокировал транспортировку грузов с 23 марта, в заторе оказалось 450 судов, по информации в СМИ. Каждый день перекрытия Суэцкого канала обошелся мировой экономике потерями в 9,6 млрд долларов (Bloomberg). Делимся взглядом на событие с точки зрения специалистов в области решения инженерных задач.
Связанные вебинары
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.
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.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.