Введение
ГЛАВА I Разработка общего подхода к решению задачи об оценке металлоемкости конструкций ледовых усилений 14
1.1 Анализ современного состояния и тенденций развития флота судов ледового плавания 14
1.2 Анализ существующих формул оценки влияния категории ледовых усилений на весовые характеристики корпуса судна 21
1.3 Общий подход к оценке влияния ледовой категории на весовые характеристики судов и обоснование программы исследований 29
1.4 Выводы по первой главе 34
ГЛАВА II Проектирование конструкций ледовых усилений с использованием оптимизационных процедур 36
2.1 Методика оптимизации конструкций ледовых усилений 36
2.1.1 Постановка задачи оптимизации КЛУ. 36
2.1.2 Алгоритм решения
2.2 Структура программы параметрического проектирования КЛУ 45
2.3 Результаты оптимизационных расчетов
2.3.1 Конфигурация типичного таврового профиля КЛУ, спроектированного по критерию предельной прочности 46
2.3.2 Соотношение масс профилей различных типов 47
2.3.3 Численные исследования оптимальности топологии КЛУ по критерию массы 48
2.4 Обеспечение возможности автоматического проектирования
тавровых профилей, оптимальных по критерию массы 53
2.5 Выводы по второй главе 55
ГЛАВА 3. Аналитическая модель поверхности корпуса судна ледового плавания 57
3.1 Выбор подхода к моделированию судовой поверхности 57
3.2 Основные особенности разрабатываемой аналитической модели поверхности корпуса 61
3.3 Аналитическое описание носовой оконечности 62
3.3.1 Общий подход к описанию обводов носовой оконечности 62
3.3.1 Уравнение шпангоута наибольшей ширины sh(z) 65
3.3.2 Уравнение полиномиального скругления кривых stf(z), cur(z), fsf(z), n(z) и c(z) 66
3.3.3 Уравнение безразмерных ватерлиний w(x, z) 68
3.3.4 Уравнение форштевня stf(z), кривой плоского борта fsf(z) и кривой скругления ватерлиний cur(z) 70
3.3.5 Уравнение поверхности скругления ватерлиний выше уровня
3.3.6 Определение углов Alfa и Beta на поверхности корпуса в районе переменных ватерлиний 75
3.3.7 Проверка формы носовых обводов 76
3.4 Аналитическая модель кормовой оконечности 77
3.4.1 Общий подход к описанию обводов кормовой оконечности 77
3.4.2 Кривая плоского борта в корме fsa(x) 81
3.4.3 Уравнение кривой wla(x) 81
3.4.4 Линия верхней палубы uda(x) 85
3.4.5 Линия плоского днища в корме fba(x) 85
3.4.6 Уравнение линии ахтерштевня (линии подъема днища) sta(x) 88
3.4.7 Уравнение шпангоутов комовой оконечности 90
3.5 Аналитические модели выступающих частей 100
3.5.1 Уравнение поверхности ледового зуба и кормового скега 100
3.5.2 Уравнение выкружки гребного вала
3.6 Сопоставление обводов, получаемых по аналитической модели, с обводами реальных судов 103
3.7 Сферы практического применения аналитической модели корпуса 108
3.8 Выводы по третьей главе 113
ГЛАВА 4 Регрессионная модель определения масс конструкций ледовых усилений транспортных судов на ранних стадиях проектирования 114
4.1 Подходы и допущения, принятые при определении приращения массы корпусных конструкций 114
4.1.1 Моделирование поверхности корпуса судна 114
4.1.2 Выделение конструктивных районов и разработка конструктивных схем 114
4.1.3 Определение расчетных нагрузок и размеров корпусных конструкций 116
4.2 Выявление характеристик корпуса судна, оказывающих наибольшее влияние на массы КЛУ 118
4.3 Формирование расчетной сетки судов 121
4.4 Регрессионные зависимости для определения приращения масс КЛУ 122
4.5 Анализ влияния характеристик корпуса судна на массы КЛУ
4.5.1 Анализ значений регрессионных коэффициентов 129
4.5.2 Расчеты масс КЛУ для судов различных типов 130
4.5.3 Изменение масс КЛУ при равнообъемных трансформациях корпуса судна и варьировании значений L/B, В/d иСъ 132
4.5.4 Влияние концепции двойного действия и предела прочности стали на массы КЛУ 1 4.6 Вопросы верификации расчетных формул 141
4.7 Выводы по четвертой главе 142
ГЛАВА 5. Примеры практического использования разработанной методики определения масс КЛУ 145
5.1 Расчетные примеры 145
5.2 Выводы по пятой главе 156
Заключение 157
Литература 160
