Пружина - Springing

Пружина Морской термин относится к глобальным (вертикальным) резонансным колебаниям балки корпуса, вызванным непрерывной волновой нагрузкой. Когда глобальные колебания балки корпуса возникают в результате импульсной волновой нагрузки, например, удар волны по носу (удар носом) или корме (удар кормой), это явление обозначается термином "ударная волна". Пружинение - это явление резонанса, и оно может возникать, когда собственная частота двухузловой вертикальной вибрации судна равна частоте столкновения с волной или кратна ей. ^[1] Порка - это временное явление, возникающее при возникновении одних и тех же колебаний балки корпуса из-за чрезмерной импульсной нагрузки в носовой или кормовой части судна. Двухузловая собственная частота является самой низкой и, следовательно, наиболее доминирующей резонансной модой, приводящей к вариациям напряжения на балке корпуса, хотя теоретически также будут возбуждаться более высокие моды колебаний.

Вибрации, вызванные пружинением, могут уже присутствовать при низких или умеренных состояниях моря, когда возникают резонансные условия между длинами волн, присутствующими в спектре волн, и естественными модами балки корпуса, в то время как для ударов хлыста обычно требуются волнения на море до того, как локальный ударный удар будет иметь достаточно энергии для возбуждают глобальные структурные колебательные режимы.

В гидродинамическая теория пружинения еще не полностью изучены из-за сложного описания взаимодействия поверхностных волн и конструкции. Однако хорошо известно, что более крупные суда с более длинными периодами резонанса более восприимчивы к этому типу вибрации. Суда этого типа включают очень большие сырой перевозчики и балкеры, но, возможно, и контейнеровозы. Первый опыт с этим явлением был связан с усталостным растрескиванием на 700-футовых балкерах Great Lakes в 1950-х годах. Позже навалочные суда на высоте 1000 футов Great Lakes столкнулись с теми же проблемами даже после повышения характеристик прочности. В Сухогрузы Great Lake обычно представляют собой довольно тупые и тонкие суда (отношение длины к ширине 10), плывущие на мелкой осадке, что приводит к длительным естественным периодам около 2 секунд ^[2]. Этот режим может быть возбужден короткими волнами в спектре волн. Довольно полный обзор полномасштабного опыта и соответствующую литературу по пружинению можно найти в справочных материалах. ^[1] и ^[3].

Контейнеровозы более тонкие, имеют более высокую скорость обслуживания и более выраженные носовые сигнальные ракеты. Также известно, что контейнеровозы испытывают значительные колебательные (переходные) колебания от носовых ударов. Тупые корабли также могут испытывать хлестание, особенно при ударах плоским днищем в носовой части. Однако нижняя часть носа на таких кораблях редко выходит из воды. Вибрация от хлестания также может увеличить чрезмерную загрузку судов, что может привести к расколу судов пополам во время сильного шторма.

В крайних случаях пружинение может вызвать сильное усталостное растрескивание критических деталей конструкции, особенно в море с умеренным и сильным напором с небольшими периодами пиковой нагрузки. Вибрация обычно легче возбуждается волнами в балластном состоянии, чем в состоянии груза. Обратное также может быть верным, поскольку некоторые суда испытывают больше встречного ветра и волн в условиях балласта, в то время как другие суда могут испытывать больше встречного ветра и волн в условиях груза, тем самым, в целом, меньшая вибрация.

У океанских судов не было этой проблемы до недавнего времени, когда сталь с высокой прочностью на растяжение стала обычным материалом для всего корабля, чтобы снизить начальные затраты. Это делает корабли менее жесткими, а номинальный уровень напряжений выше.

Сегодняшние технические характеристики судов не учитывают упругость, которая может быть доминирующим фактором усталости для некоторых судов.

Рекомендации