Список выполненных НИОКР

Расчеты прочности корпуса высокоскоростного катамарана из углепластика. Разработка методики выполнения расчетов прочности высокоскоростных судов из полимерных композиционных материалов (2013 г.)

Отрасли промышленности:
Ключевые слова композитное судостроение, композитные конструкции, композиционные материалы, высокоскоростной катамаран, расчеты прочности, прямое конечно-элементное моделирование
Программное обеспечение ANSYS
Период проведения 2013 г.

При проектировании нетиповых конструкций судов, в частности, из композиционных материалов, для расчета прочности все чаще используют прямое конечно-элементное моделирование вместо расчетов на основе аналитических оценок, или же совместно с такими оценками. Необходимость применения численных методов обусловлена невозможностью выполнения детального многоуровневого исследования сложных судовых композитных конструкций с достаточной степенью детализации на основе лишь аналитических подходов.

Большинство мировых стандартов по проектированию судов (Det Norske Veritas, Germanischer Lloyd и др.) допускают, а зачастую рекомендуют выполнять расчет напряженно-деформированного состояния конструкций с помощью прямого конечно-элементного моделирования.

Нормы и правила Российского Морского Регистра Судоходства в настоящее время не содержат каких-либо методик расчета прочности высокоскоростных судов из углепластика, а представленные в них подходы к расчетам металлических судов оказываются во многом неприменимыми в этом случае. Таким образом, существует необходимость в расширении правил Российского Морского Регистра Судоходства на современные высокоскоростные суда из углепластика.

Работа, выполненная сотрудниками Лаборатории "Вычислительная механика" (CompMechLab®),  посвящена разработке неотъемлемой части таких правил – методики расчета прочности корпусов высокоскоростных композитных судов.

 

В работе по заказу ОАО «Средне-Невский судостроительный завод» представлено расчетное обоснование прочности корпуса высокоскоростного катамарана из углепластика. Разработана методика выполнения расчетов прочности высокоскоростных судов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе прямого конечно-элементного моделирования.

Приведены рекомендации и требования к выполнению расчетов общей прочности, расчетов прочности поперечных связей и уточненному расчету наиболее нагруженных узлов. Представлены рекомендации по разработке конечно-элементных моделей конструкций корпусов судов из ПКМ, рекомендации по конечно-элементной постановке задач, а также по анализу и интерпретации получаемых результатов. Основные предложенные постановки задач общей прочности и прочности поперечных связей основаны на нормах DNV (Det Norske Veritas).

Полученные результаты использованы ОАО "Средне-Невский судостроительный завод"  при проектировании высокоскоростного катамарана из углепластика.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® на основе работы выполненной в 2013 г.