УЧЕТ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ В МКЭ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ «ФИКТИВНЫХ» КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

TAKING ACCOUNT OF SHIP GEAR FLANGE COUPLINGS FOR CALCULATION IN FEM USING FICTITIOUS-DOMAIN FINITE ELEMENTS

 

Тарануха Николай Алексеевич - доктор технических наук, профессор, заведу­ющий кафедрой кораблестроения Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета (Россия, Комсомольск-на-Амуре); 681013, г. Комсо­мольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27; (4217) 24-11-42. E-mail: taranukha@knastu.ru

Mr. Nikolay A. Taranukha - Doctor of Engineering, Professor, Head of the Ship­building Department, Komsomolsk-on-Amur State Technical University (Russia, Kom­somolsk-on-Amur); 681013, Komsomolsk-on-Amur, 27, Lenin Str.; (4217) 24-11-42. E-mail: taranukha@knastu.ru

Худяков Сергей Алексеевич - кандидат технических наук, доцент, профес­сор Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского (Россия, Владивосток); 690003, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 44, кв. 120; 8-924-239-55-51.

Mr. Sergei A. Khudiakov - PhD in Engineering, Associate Professor, Professor at Admiral G.I.Nevelsky State Maritime University (Russia, Vladivostok); 690003, Vla­divostok, 44, Verkhneportovaya Str.; 8-924-239-55-51.

 

Аннотация. Данная работа посвящена способу учета фланцевых соединений при расчетах частот сво­бодных колебаний сложных судовых упругих систем типа «дизель-днище». Фланцевые соединения, состоящие из нескольких деталей, обладают большой податливостью. Для расчета таких систем ши­роко используется метод конечных элементов. При этом предлагается использовать «фиктивные» ко­нечные элементы, аппроксимирующие три конструктивных элемента фланца: пластину лафетной по­лосы, болт и пластину лапы дизеля. Полученные с использованием фиктивных конечных элементов частоты хорошо согласуются с результатами натурных экспериментов.

Summary. The paper proposes a method for taking account of flange couplings for the purposes of calculating free frequencies of such complicated elastic ship systems as "diesel engine - bottom". Flange couplings consisting of more than one part demonstrate considerable pliability. For calculation of such systems the FEM method is widely used. We propose to use fictitious-domain finite elements to approximate three structural elements of a flange: the plate of the mounting strip, the bolt, and the plate of the diesel engine foot. The frequencies obtained using fictitious-domain finite elements agree very well with the results of full-scale experiments.

 

Ключевые слова: кораблестроение, фланцевые соединения, метод конечных элементов, «фиктив­ные» конечные элементы, вибрация, частоты.

Key words: naval architecture, flange couplings, finite element method, fictitious-domain finite elements, vibra­tion, frequency.

 

«Ученые записки КнАГТУ». № I - 1(13) 2013 «Науки о природе и технике» с. 90 - 98

«Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University».  Issue I - 1(13) 2013 "Engineering and Natural Sciences"

 

DOI 10.17084/2013.I-1(13).13

 

References

 

1. Taranukha, N. A. Dinamika uprugikh sistem v mashinnykh otdeleniiakh sudov s glavnymi malooborotnymi dizeliami / N. A. Taranukha, S. A. Khudiakov // Trudy TsNII im. akad. A.N. Krylova. – 2012. –

№ 67 (351). – S. 161-168.

2. Postnov, V. A. Otsenka napriazhenno-deformirovannogo sostoianiia korpusa sudna metodom modul'-elementov / V. A. Postnov, N. A. Taranukha // Sudostroenie. – 1983. – № 5. – S. 5-8.

3. Khudiakov, S. A. Obespechenie vibrostoikosti konstruktsii mashinnykh otdelenii teplokhodov / S. A.  Khudiakov // Sudostroenie. – 1982. – № 3. – S. 42-45.

4. Khudiakov, S. A. Osobennosti vibratsii sudovykh malooborotnykh dizelei / S. A. Khudiakov // Rukopis' deponirovana TsNII «Rumb», 1985, DR-2221. – 12 s.

5. Khudiakov, S.A. Problemy vibratsii sudov Dal'nevostochnogo basseina / S. A.  Khudiakov // Sbornik dokladov mezhdunarodnoi konferentsii «Problemy prochnosti i ekspluatatsionnoi nadezhnosti sudov». – Vladivostok, 1996. – S. 310-317.

6. Vainberg, D. V. Raschet plastin / D. V. Vainberg, E. D. Vainberg. – Kiev: Budivel'nik, 1970. – ¬ 435 s.

7. Asmussen, I. Design of Ships Fitted with Two-stroke Engines in View of  Low Vibration Level /

I. Asmussen, H. Munn // PRADS”92, 1992, v.1. – P. 1374-1387.

8. Fuji, K. IHI Ship Vibration Measuring and Analyzing System and its Application Results / K. Fuji,

Y. Okada // Japan Shipbuilding and Marine Engineering, 1978, v.12, №1. – P. 23-35.

9. Misuuchi, M. Analysis of Transverse Vibration of Actual Engine Frames / M. Misuuchi, M. Nagai // Inter. Symp. Mar. Eng., Tokyo, 1973, – P. 41D-52D.

10. Khudiakov, S. A. Sovmestnye kolebaniia sudovykh glavnykh dizelei s konstruktsiiami korpusa / S. A. Khudiakov // Ekspluatatsiia sudov v Tikhookeanskom basseine. – Vladivostok: NTO im. akad. A.N. Krylova, 1981, vyp. 218. – S. 81-99.

11. Chang, J. Dynamic response Prediction of Rolling Stays / J. Chang, W. Wang, R. Shyu, W. Yeih // Journal  of the Society of Naval Arhitects and Marine Engineers, 1997, v. 16, № 4. – P. 51-61.

12. Durnev, M. Analysis of Vibration of Marine Diesel Generators with Vibroinsulators / M. Durnev, S.Khoodiakov //  Proceedings TEAM’2000. – Vladivostok, 2000. – P. 517-518.

13. Fisher, G. Von Haupmotor erregts Schiffsschwinungen / G. Fisher // Schiff und Hafen, 1977, 29, № 12. – S. 1129-1132.

14. Shyn, R. Vibration Analysis and Measurement of a Rolling Stay / R. Shyn // Journal of the Chinese Institute of Engineers, 1996, v. 19, № 3. – P. 401-408.

15. Khudiakov, S.A. Osobennosti rascheta sudovykh konstruktsii s flantsevymi soedineniiami / S. A. Khudiakov // Povrezhdeniia i ekspluatatsionnaia nadezhnost' sudov Dal'nevostochnogo basseina. – Vladivostok: NTO im. akad. A.N. Krylova, 1986, vyp. 15. – S. 43-47.

16. Taranukha, N. A. Matematicheskaia model' deformirovaniia uprugoi sviazi iz nestandartizirovannogo materiala dlia dinamicheskoi sistemy s bol'shimi deformatsiiami / N. A. Taranukha, A. N. Petrova, N. N. Liubushkina // Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. –  2011. – T. 1, № 5. – S. 4-9.

17. Taranukha, N. A. Kolebaniia dinamicheskikh sistem s bol'shimi deformatsiiami  iz nestandartizirovannogo materiala / N. A. Taranukha, A. N. Petrova, N. N. Liubushkina // Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2010. – T. 1, № 3. – S. 4-11.

18. Taranukha, N. A. Opredelenie zhestkostnoi kharakteristiki nestandartizirovannogo materiala uprugoi sviazi dinamicheskoi sistemy / N. A. Taranukha, A. N. Petrova // Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2010. – T. 1, № 4. – S. 4-11.

19. Liubushkina, N. N. Programmno-informatsionnoe obespechenie zadachi o kolebaniiakh sterzhnia s bol'shimi deformatsiiami / N. N. Liubushkina, A. N. Petrova, N. A. Taranukha // Informatika i sistemy upravleniia. – 2007. – № 2(14). – S. 30-39.

20. Matematicheskaia model' sharnirno-sterzhnevoi sistemy s bol'shimi peremeshcheniiami uzlov / N. A. Taranukha, K. V. Zherebko, A. N. Petrova, M. R. Petrov // Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. – 2003. – № 3.– S. 12-18.

 

Ссылка на текст статьи

Текст статьи в журнале

Text of article in journal

 

© 2013 Taranukha N. A., Khudiakov S.A. This is an Open Access article distributed under the terms of the Russian Index of Science Citation License http://www.uzknastu.ru/files/forautors/en/License%20Agreement.doc, allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially, provided the original work is properly cited and states its license.

© 2013 Тарануха Н. А., Худяков С. А. Данная статья находится в Открытом Доступе и распространяется на условиях лицензии Российского Индекса Научного цитирования http://www.uzknastu.ru/files/forautors/en/License%20Agreement.doc, в соответствии с которыми третьи лица имеют право копировать и повторно распространять этот материал на любых носителях и в любом формате, а также микшировать, изменять и использовать в качестве основы для любых целей, в том числе коммерческих, при условии, что на оригинальное произведение сделаны должным образом оформленные ссылки и что приведена информация о действующей в отношении него лицензии.