Operation of Maritime Transport Operation of Maritime Transport Эксплуатация морского транспорта 1992-8181 53792 10.34046/aumsuomt98/12 Раздел 3 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ON BOARD POWER PLANTS, SYSTEMS AND DEVICES Раздел 3 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ON THE METHOD OF PREDICTING THE INITIAL STAGE OF FATIGUE FAILURE OF A SHIP’S PROPELLER SHAFT О МЕТОДИКЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ГРЕБНОГО ВАЛА СУДНА Чура Михаил Николаевич N Chura M N chura@nsma.ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru 25 03 2021 25 03 2021 1 73 78 20 03 2021 20 03 2021 https://aumsu.editorum.ru/en/nauka/article/53792/view

В статье рассмотрена предложенная автором методика прогнозирования начальной стадии усталостного разрушения гребного вала судна, состоящая из следующих этапов: 1) «подготовительный» - определение исходных данных расчета, 2) «предрасчетный» - численное моделирование, 3) «расчетный» -прогнозирование начальной стадии усталостного разрушения. 4) «заключительный» - анализ результатов расчета и интерпретация полученных данных. Подготовительный этап состоит из: определения геометрических параметров и механических свойств гребного вала; изучения особенностей эксплуатации, технологии изготовления и технического состояния; изучения режима нагружения и значений действующих прогнозируемых нагрузок; анализа необходимости введения дополнительных нагрузок, исходя из условий эксплуатации и расчета значения действующих непрогнозируемых нагрузок; проверки на наличие исходных концентраторов напряжений. Предрасчетный этап состоит из: построения пространственной геометрической модели; задания характеристик материала и создание твердотельной модели; построения конечно-элементной модели путем дискретизации внутреннего пространства сеткой расчетных элементов конечного объема; задания граничных условий; анализа полученных результатов расчета путем определения «опасных» точек и значений напряжения и деформации в этих точках. Расчетный этап состоит из: определения значения критической длины трещины; определения третьей стадии усталостного разрушения; определения общей долговечности на основе уравнения регрессии усталостного разрушения материала; непосредственно расчета продолжительности начальной стадии усталостного разрушения. Заключительный этап состоит в анализе результатов расчета и интерпретации полученных данных.

The article considers the method of forecasting the initial stage of fatigue failure of the propeller shaft of the vessel, consisting of the following stages: 1) «preparatory» - determination of the initial calculation data, 2) «pre-calculation» - numerical modeling, 3) «calculation» - prediction of the initial stage of fatigue failure. 4) «final» - analysis of the calculation results and interpretation of the received data. The preparatory stage consists of: determining the geometric parameters and mechanical properties of the propeller shaft; studying the features of operation, manufacturing technology and technical condition; study of the loading mode and the values of the current predicted loads; Analysis of the need to introduce additional loads, based on the operating conditions and calculation of the value of the current unpredictable loads; checking for the presence of initial stress concentrators. The pre-calculation stage consists of: building a spatial geometric model; setting the material characteristics and creating a solid-state model; building a finite-element model by discretizing the internal space with a grid of calculated elements of finite volume; setting boundary conditions; analysis of the obtained calculation results by determining the «dangerous» points and the values of stresses and deformations at these points. The calculation stage consists of: determining the value of the critical crack length; determining the third stage of fatigue failure; determining the total durability based on the regression equation of the fatigue failure of the material; directly calculating the duration of the initial stage of fatigue failure. The final stage is to analyze the calculation results and interpret the data obtained.

 усталостное разрушение прогнозирование долговечности судовой валопровод гребной вал fatigue failure the prediction of durability ships propeller shaft propeller shaft

Чура М.Н. К оценке усталостной прочности ма териалов судовых валопроводов // Эксплуатация морского транспорта - 2019. - № 4 (93). с. 115-122. Chura M.N. K ocenke ustalostnoy prochnosti ma terialov sudovyh valoprovodov // Ekspluataciya morskogo transporta - 2019. - № 4 (93). s. 115-122. Чура М.Н., Файвисович A.B. К оценке эксплуата ционного ресурса судовых гребных валов // Эксплуатация морского транспорта - 2020. - № 3 (96). с. 123 - 127. Chura M.N., Fayvisovich A.B. K ocenke ekspluata cionnogo resursa sudovyh grebnyh valov // Ekspluataciya morskogo transporta - 2020. - № 3 (96). s. 123 - 127. Сегерлинд Л. Применение метода конечных эле ментов. -М.: Мир. - 1979. - 390 с., ил. Segerlind L. Primenenie metoda konechnyh ele mentov. -M.: Mir. - 1979. - 390 s., il. Победря Б.Е. Численные методы в теории упру гости и пластичности. - М.: Изд-во МГУ. - 1995.-366 с. Pobedrya B.E. Chislennye metody v teorii upru gosti i plastichnosti. - M.: Izd-vo MGU. - 1995.-366 s. Яценко B.C. Эксплуатация судовых валопрово дов. - М.: Транспорт - 1968. - 171 с. Yacenko B.C. Ekspluataciya sudovyh valoprovo dov. - M.: Transport - 1968. - 171 s. Файвисович A.B. Прогнозирование усталостного разрушения конструкционных элементов. Диссертация доктора техн. наук. - Новороссийск, 1996.-346 с. Fayvisovich A.B. Prognozirovanie ustalostnogo razrusheniya konstrukcionnyh elementov. Dissertaciya doktora tehn. nauk. - Novorossiysk, 1996.-346 s. Механика разрушения и прочность материалов: Справ, пособие: В 4 т. / Под общей ред. Панасюка В.В. Т. 3: Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения / Ковчик С.Е., Морозов Е.М. -Киев: Наук, думка, 1988. -436 с. Mehanika razrusheniya i prochnost' materialov: Sprav, posobie: V 4 t. / Pod obschey red. Panasyuka V.V. T. 3: Harakteristiki kratkovremennoy treschinostoykosti materialov i metody ih opredeleniya / Kovchik S.E., Morozov E.M. -Kiev: Nauk, dumka, 1988. -436 s.