Новости мира композитов и композитных структур. С помощью программной системы ESAComp инженеры проектируют и создают высокоскоростные катера из композитов

 

Технологические инновации программной системы ESAComp активно используются в проекте создания углепластиковой жестко-надувной лодки по последнему проекту инженера-кораблестроителя доктора Луки Оливари – основателя и владельца компании Olivari Composites Engineering (Италия).

О компании Olivari Composites Engineering.
Компания Olivari Composites Engineering специализируется на разработке композитных структур. Обладая значительным опытом в области создания корпусов моторных и парусных лодок, Л. Оливари принимает участие в проектировании самых разнообразных гоночных и круизных яхт. Свои знания и накопленный опыт г-н Оливари применяет и в целом ряде других сфер: от авиации до наземного транспорта, от индустрии возобновляемой энергетики до создания натуральных волокон.

Д-р Лука Оливари является не только инженером-кораблестроителем, но и опытным европейским экспертом в сфере компьютерного инжиниринга композитных материалов.

Лука Оливари и одно из его детищ - скоростной катер из углепластика

 

"Чтобы Вы имели представление о роде моей деятельности, скажу, что я в течение многих лет был вовлечен в проектирование и анализ более 60 композиционных рулей всех размеров, в том числе массой до 350 кг,"  – объясняет Д-р Оливари. "Также совместно с военным подразделением судостроительного предприятия Fincantieri (крупнейшее в Италии) я участвовал в проекте разработки композиционной палубы корабля длиной 90 м, выполненной по стелс-технологии. С 1987 г. я выполняю все проекты, связанные со структурным анализом, для компании Cantieredel Pardo S.p.A., а с 2004 г. – и для Azimut-Benetti Group.

Более 15 лет назад, Olivari Composites Engineering стала первым в Италии пользователем разработанной финской компанией Componeering, Inc. программной системы ESAComp, которая до сих пор остается основным инструментом для проектирования множества композитных структур.

Корпус лодки с ребрами жесткости	Распределение напряжений в композитной пластине в виде цветовой палитры и диаграммы напряжений

 

"Практический опыт, полученный мной при разработке дизайна и конструировании множества судов, позволяет мне оптимизировать теоретический подход к расчетам и технике моделирования структур с применением композиционных материалов. Главным образом, я использую именно ESAComp для своих проектов, будь то парусные либо моторные лодки, изготовленные с применением композитов," – объясняет Д-р Оливари.

Углепластиковая жестко-надувная лодка: последний и наиболее амбициозный проект Olivari Composites

Особенности конструирования углепластиковой жестко-корпусной надувной лодки.
Создание проекта углепластиковой жестко-корпусной надувной лодки было действительно амбициозным, поскольку речь идет о высокоскоростном 16,5-метровом катере с каркасом из углепластика (киль и корпус). У этого судна очень мощный двигатель с частично погружными гребными винтами и современной коробкой передач, что позволяет развить скорость до 60 узлов. Выбор материала зависит от требований технического задания с учетом соотношения "жесткость/масса". На дизайн корпуса в значительной степени повлияли такие ограничения, как внутреннее пространство, осадка и внешний профиль судна.

Частотный и прочностной анализ композиционных пластин в ESAComp

 

Факторы, влияющие на дизайн судна данного типа.
Прежде всего, судно характеризируется своей длиной и требованиями к динамическим характеристикам. Армированные панели корпуса верифицировались по нескольким стандартам. Стандарт  ABS (Американского бюро судоходства) можно - хороший ориентир для проектирования судна, но в данном случае при разработке проекта судна принимались во внимание и итальянский стандарт RINA (Итальянский регистр судоходства), и норвежский DNV. После окончательного определения формы и размеров судна задаются опорные элементы корпуса, а также внутренние ограничения. Затем вся структура упрощается путем разбиения на несколько простых подсистем, которые анализируются в программной системе ESAComp. Согласно требованиям Стандартов приложение напряжений на анализируемые панели происходит последовательно.

Основной вклад ESAComp в процесс проектирования судна.
Корректное задание свойств материалов является обязательным условием для построения устойчивой и надежной расчетной модели. "База данных свойств материалов, встроенная в ESAComp (ESAComp Data Base) является универсальным источником для задания свойств материалов в расчетной модели. Д-р Оливари отмечает, что обычно он использует данные базы ESAComp совместно с данными из своей персональной библиотеки материалов, созданной за годы сотрудничества с ведущими судостроительными верфями Италии. Более того, ESAComp располагает определенным набором инструментов для анализа статических и динамических нагружений, воздействующих на судовые композиционные армированные панели при эксплуатационных условиях, определенных в стандартах.

Визуализация результатов анализа в ESAComp в виде цветовой палитры

 

Взаимодействие ESAComp с программными системами конечно-элементного структурного анализа.
"Периодически я использую доступные в программе возможности стыковки ESAComp с другими программными системами структурного анализа," - отмечает г-н Оливари. ESAComp имеет интерфейсы для экспорта данных в такие программные системы как Altair RADIOSS, Altair OptiStruct (компания Componeering, Inc. является членом Партнерского Альянса Altair HyperWorks) и многие другие коды структурного анализа. "Свойства материалов, заданные для слоя или для слоистой пластины с определенной укладкой импортируются напрямую, поэтому настройка конечно-элементной модели для последующего анализа происходит быстро и без проблем." Д-р Оливари добавляет: "Однако, в большинстве случаев, инструментов анализа, доступных в ESAComp, оказывается достаточно, чтобы я мог оценить механическое поведение каждой из проектируемых панелей и гарантированно обеспечить приемлемый коэффициент запаса прочности."

***

ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab® Ltd.) является официальным дистрибьютором программного продукта ESAComp на территории России, СНГ и стран Балтии, поставляя лицензии на предприятия, в НИИ и ВУЗы, оказывая техническую поддержку и осуществляя обучение пользователей работе в программе.