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
Продолжаем серию интервью с командой «ЦИФРА». Наш эксперт Алексей Петров рассказал о карьерном пути, а также возможностях и перспективах применения численного моделирования в области судостроения.
Сегодня стартует серия интервью с командой «ЦИФРА». Еженедельно мы будем публиковать новый выпуск, в котором наши коллеги расскажут о своём карьерном пути и профессиональных интересах, поделятся планами и мечтами.
Связанные публикации в блоге
Архитекторы, инженеры и другие специалисты строительной отрасли сталкиваются с растущим на них давлением, по вопросам соответствия стандартамэнергоэффективности и понижения уровня выбросов углекислого газа при сохранении затрат. Значительное ускорение процесса проектирования зданий при наименьших затратах наилучшим образом достигается за счёт использования новых технологий. Появившийся класс инструментов на базе численного моделирования, моделирование зданий и моделирование физических процессов достигли новых высот скорости и точности, совершенствуя процесс проектирования зданий и другие рабочие процессы с помощью новых возможностей. Численное моделирование открывает мир моделирования для фирм любого размера, работающих над проектами любого масштаба.
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
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.