CC BY
6В качестве исходного при математическом моделировании рассматривался вариант наиболее опасного случая нагрузки на гальсбант - момент начального открытия створки ворот [5]. В этот момент на узел действует расчетная нагрузка F =330 тс (3.3 мН).
Для верификации численной модели выполнен расчет НДС металло конструкции гальсбанта в случае, когда нагрузка полностью сконцентрирована на поперечной тяге в стационарном состоянии. Такой вариант принимался в качестве основного, так как он является самым опасным [5]. При расчете полагали, что все размеры конструкции совпадают с проектными и отклонения от рабочих чертежей отсутствуют.
Результаты численного моделирования показывают, что критической областью упругих деформаций является галтель в области соединения проушины и тяги. На численной модели эта величина составила 155 МПа, а у проектировщиков - 150 МПа [6]. Полученные величины являются соизмеримыми, что позволяет говорить о пригодности разработанной математической модели для дальнейших исследований.
Список литературы
[1] ANSYS User’s Manual, Swanson Analisis System. Houston, 1992.
[2] Отчет по НИР “Проведение экспериментального обследования и прочностных расчетов ремонтных ДВ нижней головы шлюзов № 21-22 Самарского РГСиС с целью определения их запасов прочности в условиях реального коррозионного износа.” - М.: ЦНИИМаш. - 2000.
[3] Отчет по НИР “Анализ нагрузок и напряженного состояния АРВ Городецкого РГСиС и выдача рекомендаций по повышению их несущей способности” - М.: ЦНИИМаш. - 1995.
[4] Пояснительная записка к типовому проекту и расчету гальсбантов Р-Л2719. - Л.: ЛПКК “Гидропроектсталь” 1950.
[5] Пояснительная записка и расчет Р-17307. - Л.: СКБ “Ленгидросталь”, 1969.
[6] Проект - “Рабочие чертежи и расчеты гальсбантов двухстворчатых ворот ” - № 569ШК1 -11042 РР СКТБ “Ленгидросталь” - 1992.
MATHEMATICAL MODELLING IS INTENSE - DEFORMED CONDITIONS OF FLAT DRAFTS GALSBANT
I. V. Lipatov
In article the mathematical model tensely - deformed conditions of flat drafts galsbant is submitted. Boundary conditions for a problem are formulated and the technology of generation of a settlement grid is described.
УДК 351.813.227
М. В. Молчанова, ассистент ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОВОРОТА РУСЛА РЕКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОТРЕБНОЙ ШИРИНЫ СУДОВОГО ХОДА
В статье представлен метод определения потребной ширины судового хода в зависимости от параметров поворота русла реки.
Лимитирующими по ширине судового хода участками пути на свободных реках являются перекаты. Ось судового хода на перекате обычно обозначена осевым створом, параметры которого определяются расчетным путем, что обеспечивает достаточно точное обозначение этой оси. Кроме того, кромки судового хода обозначаются плавучими знаками. Таким образом, на перекате судоводитель имеет возможность довольно точно определить ось и кромки судового хода, поэтому случайные навигационные ошибки здесь незначительны и маловероятны.
При двустороннем движении на криволинейных участках ширина судового хода будет складываться из ширины ходовых полос, занимаемых встречными судами и величины отклонения этих полос от оси судового хода вследствие действия систематических и случайных факторов, а также необходимых отклонений при расхождении и обгоне. В свою очередь, ширина ходовой полосы, занимаемой судами и составами на Закруглениях водного пути (поворотах), зависит с одной стороны от габаритов судов (составов) и режима их движения, с другой стороны, от параметров закруглений: радиуса кривизны и длины дуги или величины угла поворота, которые характеризуют сложность криволинейного участка с точки зрения судовождения.
Из изложенного видно, что на закруглениях водного пути ширина судового хода является функцией нескольких аргументов, полный учет которых возможен на основании натурных систематических измерений, которые были выполнены на типовых поворотах судоходных рек известными исследователями С.Б. Ольшамовским и В.Г. Вагановым. Путем одновременных засечек шестью теодолитами с трех точек и последующего нанесения фиксированных точек на план участка были получены траектории движения носа и кормы состава, а также занимаемая им полоса судового хода на подходах к повороту и непосредственно на повороте. Наличие двух теодолитов в каждой точке замеров позволяет фиксировать одновременно траектории движения двух расходящихся составов при встрече и обгоне. Засечки производились одновременно с трех точек по единой команде. Связь осуществлялась по рации.
Для определения характера распределения отклонения траекторий движения от оси судового хода в ряде створов на подходе к повороту и на повороте замерялась величина отклонения оси траектории движения судна от оси судового хода.
По результатам натурных измерений были построены гистограммы отклонений траектории движения судов и составов от оси судового хода на всех исследуемых участках (рис. 1).
График плотности распределения вероятностей непрерывной случайной величины описывается уравнением, которое определяет нормальный закон распределения (кривая Гаусса):
где о - среднеквадратическое отклонение величины х; т - математическое ожидание случайной величины х;
К - масштаб гистограммы, равный 10 (площадь гистограммы равна 1) Максимальная ордината соответствует точке х = ш и равна:
Для учета влияния всех факторов при статистической обработки результатов с нанесенными полосами (траекториями) движения судов замерялась величина отклонения внешней траектории движения состава от оси судового хода (с1). Для всех <1 (рис. 2) вычислены значения математического ожидания М(<1) по выражению:
(1)
где щ - частота повторений значения с!|; п- общее число измерений.
Верхнетруштинский поворот
X
Рис. К Гистограммы распределения отклонений оси траектории движения судов от оси судового хода (р. Белая)
Рис. 2. Схема расчета по наиболее удаленным точкам траектории движения составов
Среднеквадратичное отклонение величины d относительно математического ожидания M(d) равно:
■А, (г/. - МЫ. )У ■ т.
' (4>
п
Ширина судового хода для одностороннего движения определяется по выражению:
В« =4,60,1 (5)
Полная ширина судового хода Всх при двустороннем движении находится выра-
жением:
Вех = М<ц+М<12+2.3(с<1)+СТ<12) (6)
Выполняя обработку результатов приведенных натурных исследований приходим к выводу, что на закруглениях водного пути ширина судового хода, кроме габаритов составов и режима их движения, зависит и от параметров поворота.
В качестве критерия характеристики поворота нами принят коэффициент кривизны (или показатель сложности поворота):
л ■ со
Р = (7)
180Л
где ф - угол поворота, град;
R1 - относительный радиус поворота:
Я'=— (8)
з ¿с
где Ьс - длина расчетного состава, м.
В выражения (7) и (8) входят все основные показатели, характеризующие сложность поворота.
Выполненные измерения и расчеты показали, что ширина судового хода на поворотах увеличивается от начала поворота (отсчет сверху) и достигает максимума в вершине поворота, а затем уменьшается, но в конце поворота она все же остается больше, чем в начале. Степень увеличения ширины судового хода на поворотах по
отношению к прямолинейному участку зависит от сложности поворота и характери-
зуется коэффициентом кривизны.
Ширина судового хода на криволинейном участке пути определяется по следующей формуле:
ва=ку-вТ (9)
где Ку - коэффициент уширения, зависящий от коэффициента кривизны р;
Вг- ширина судового хода на прямолинейном участке перед началом поворота, м. Таким образом, для определения потребной ширины судового хода на криволинейном участке пути необходимо иметь всего два параметра: ширину судового хода на прямолинейном участке перед поворотом и коэффициент кривизны р (коэффициент сложности поворота).
Список литературы
[1] Инструкция по нормированию габаритов судов и толкаемых составов. - Горький: ГИИВТ, 1980.-38 с.
[2] Ольшамовский С.Б., Павленко В.ГМетод определения ширины судоходных трасс с учетом случайных навигационных ошибок // Тр. НИИВТ, вып. XXIV. - 1966. - С. 37-99.
THE ACCOUNT OF INFLUENCE OF PARAMETERS OF TURN OF A CHANNEL OF THE RIVER AT DEFINITION OF REQUIRED WIDTH OF A SHIP COURSE
M. V. Molchanova
The method of definition of required width of a ship course in dependence from parameters of turn of a channel of the river is produced in article.
УДК 351.813.227
М. В. Молчанова, ассистент, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова,5а.
ЗАРУБЕЖНЫЕ МЕТОДЫ НОРхМИРОВАНИЯ ГАБАРИТОВ СУДОВОГО ХОДА
В статье приведен подробный обзор основных зарубежных методик расчетов в области зависимости габаритов Судов и пути.
Впервые большое внимание вопросу нормирования габаритов судового хода и габаритов судов и толкаемых составов было уделено на XX судоходном конгрессе, состоявшемся в 1961 году в Балтиморе. Однако в докладе шести авторов из Германии ( Хор-тунг, Бергер, Рушенбург, Зальцведаль, Штурцель, Винклер) [1] приводятся практически те же геометрические соотношения, что и в вышедших ранее работах Г.И.Ваганова. На основе натурных испытаний для условий среднего и нижнего Рейна расчетный угол дрейфа для всех судов и составов авторы рекомендуют принимать постоянным и соответственно равным: при движении вверх - 10°, вниз - 15°. Для других бассейнов каких-либо рекомендаций по определению угла дрейфа в работе не имеется. Как следует из численных примеров, приведенных в докладе, к расчетной ширине ходовой полосы, занятой составом (судном) добавляется некоторый запас ширины ходовой полосы. Величина этих запасов близка к принятым в соответствующей инструкции [2].
Широко обсуждался этот вопрос и на XXI судоходном конгрессе, состоявшемся в 1965 году в Стокгольме. С сообщениями и рекомендациями выступили представители Нидерландов (H.Van Opstal, S.K. Veld, F.Gerritsen), США (L.T.Grook, A.S. Moors), Австрии (H.V61ker), Франции (M.Long-Depagnit) [3]. Однако принципиально новых решений вопроса о нормировании, качественно отличающихся от уже имеющихся, на этом конгрессе также не было предложено.
Дальнейшее обращение к проблеме нормирования габаритов судового хода состоялось в сентябре 1977 года в Ленинграде на XXIV международном конгрессе по судоходству. Вопрос нормирования рассматривался в условиях ограниченных фарватеров (каналы, мелководье, реки в естественном состоянии) [4], [5].
Анализируя содержание периодической зарубежной печати, можно отметить, что способность крупных судов и толкаемых составов проходить криволинейные участки судового хода исследовалась лишь в процессе отдельных крупных натурных испытаний, необходимость которых диктовалась проблемами практики эксплуатации того или иного типа флота.
