doi:
УДК: 629.12.011

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ПРОЧНОСТИ ПАРУСНОЙ ЯХТЫ

Кульцеп А. В., Манухин В. А., Пентегов А. С.
Язык статьи: русский

Аннотация

В статье предлагается алгоритм выполнения расчетов прочности парусной яхты в положении равновесия с креном под парусами при использовании метода конечных эле ментов (МКЭ). На первом этапе с помощью разработанных программ MAST и FESTA определяются нагрузки, передающиеся с парусов на рангоут, стоячий такелаж и корпус яхты. На втором этапе строится подробная конечно-элементная модель корпуса яхты, к которой прикладываются гидростатические нагрузки и реакции от рангоута и стоячего такелажа. На третьем этапе выполняется уравновешивание модели. На четвертом этапе выполняется анализ напряженно-деформированного состояния корпуса яхты и оценивается его прочность. На первом этапе расчетов программы MAST и FESTA позволяют выполнить проверку устойчивости и прочности пространственной вантово-стержневой системы мачта(ы) - стоячий такелаж и при необходимости внести в нее изменения. В качестве примера такого подхода в работе выполняется расчет прочности стеклопластиковой яхты длиной 10 м. Сравнение полученных в работе результатов численных и аналитических расчетов позволяет судить об эффективности применения МКЭ для оценки прочности малых судов. Ключевые слова: конечно-элементная модель, полимерный композит, рангоут, такелаж, парусное вооружение, предельная ветровая нагрузка, запас устойчивости, запас прочности, локальная нагрузка

Список литературы

1. Правила проектирования, постройки, ремонта и эксплуатации спортивных парусных судов, а также изготовления материалов и изделий для установки на спортивных парусных судах. НД № 2-020401-001. СПб.: РМРС, 2010.
2. Design and Construction of Large Modern Yacht Rigs. DNVGL-ST-0412. DNV GL. 2016.
3. Guidance Notes for the Certification of Masts, Spars and Standing Rigging. Lloyd’s Register, 2016.
4. Правила классификации и постройки морских яхт. Часть VII. Рангоут и такелаж. Польский Судовой Регистр (PRS). Гданьск, 2008.
5. Кульцеп А.В., Манухин В.А., Меллуп А.А. Исследование напряженно-деформированного состояния мачты парусной яхты в районе вертлюга гика // Труды СПбГМТУ. СПб.: СПбГМТУ, 2022. № 3. C. 22–34.
6. Кульцеп А.В. Проектирование мачт парусных судов. СПб.: Сб. тр. СПбГМТУ, 1995. C. 90–96.
7. Кульцеп А.В., Манухин В.А., Новожилова М.В. Методика расчета гибких тросово-стержневых систем на прочность и устойчивость // Тез. докл. конф. по СМК памяти проф. П.Ф. Папковича. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2000. C. 93–94.
8. Кульцеп А.В., Манухин В.А., Новожилова М.В. Алгоритм расчетного проектирования рангоута и стоячего такелажа парусных судов и яхт при использовании компьютерных программ «MAST» и «FESTA», разработанных в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете // Тез. докл. конф. «Бубновские чтения», посвящ. 100-летию кафедры СМК СПбГМТУ. СПб.:
ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2004. C. 83–84.
9. Манухин В.А. О надежности мачт парусных судов и яхт // Тез. докл. конф. по СМК памяти акад. Ю.А. Шиманского. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2008. C. 82–83.
10. Кульцеп А.В., Манухин В.А. Методика проектирования и назначение коэффициентов запаса прочности и устойчивости мачт парусных судов и яхт // Морские интеллектуальные технологии. Спец. выпуск № 2. СПб.: НИЦ МОРИНТЕХ, 2011. C. 65–67.
11. Суда из стеклопластика. Конструирование и расчет прочности корпуса (Marine Design Manual For Fiberglass Reinforced Plastics. Gibbs & Cox, Inc. Naval Architects and Marine Engineers). Сокр. пер. с англ. Г.Ф. Ткаченко и С.И. Кожушняка. Л.: Судостроение, 1964.
12. Кульцеп А.В., Манухин В.А., Плотников К.В., Рюмин С.Н., Тряскин В.Н. Модернизация программы конечно-элементного анализа стержневых систем «FESTA-2020» для использования в автоматизированной системе проектирования судовых конструкций «АЛМАЗ-К» // Труды КГНЦ, Спец. выпуск № 2. СПб.: ФГУП КГНЦ им. акад. А.Н. Крылова, 2020. C. 97–102.