آسوس UX305FA. هل تشوه الجسم طبيعي؟ مقياس تشوه هيكل السفينة أنواع التشوه وأسباب حدوثه

تسمح قواعد سجل اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بتشوه هيكل السفينة على موجة كبيرة بسهم انحراف لا يتجاوز 0.001 من طول السفينة. عندما يقع محرك الديزل الرئيسي في الجزء الأوسط من السفينة، فإن أجزاء الهيكل المجمعة مع أساس الماكينة، وإطار الماكينة والعمود المرفقي سوف تتعرض لتشوهات الانحناء.
من أجل أن يكون التشوه صغيرًا قدر الإمكان، يتم جعل جزء الإطار الموجود أسفل أساس الماكينة والأساس نفسه أكثر صلابة. ومع ذلك، فإن هذا لا يزيل تمامًا تشوهات إطار الماكينة. وهكذا فإن أحد محركات الديزل دوكسفورد لديه إطار آلة يزيد طوله عن 18 مترًا، وعند قياس التشوه المرن وصل سهم الانحراف إلى 1 ملم.
في بعض الأحيان يتم ملاحظة تشوهات كبيرة في إطارات الماكينة وأعمدة الكرنك في محركات الديزل القصيرة نسبيًا؛ من الواضح أن السبب هنا هو عدم كفاية صلابة المجموعة وأساس الماكينة.
على سبيل المثال، على متن السفينة "بورت مانشيستر" المزودة بمحركي ديزل بيلستيك على شكل حرف V سعة 14 أسطوانة (LG = 5660 حصان عند لتر = 464 دورة في الدقيقة)، بعد 2500 ساعة من التشغيل، تعطل العمود المرفقي لأحد محركات الديزل. ونتيجة للفحص تبين أن قيم انحراف دعامات الإطار في ظل الظروف المختلفة لهيكل السفينة ومحرك الديزل نفسه (محرك الديزل الساخن أو البارد، السفينة المحملة أو في الصابورة) تصل إلى 1.8 ملم . كان من المفترض أن تؤدي مثل هذه التشوهات إلى كسر العمود المرفقي بسبب عملية التعب سريعة التطور.
وهناك بيانات أخرى، فقد أظهرت قياسات الفتحات المرنة للعمود المرفقي لمحرك الديزل الرئيسي للسفينة "سان فرانسيسكو" أن سعة اهتزازاتها أثناء سير السفينة المحملة على موجة تصل إلى 0.3 ملم، وأن انحرافها سهم بدن السفينة 70 ملم. ليس هذا بكثير.
ولكن هناك أيضًا حالات خطيرة. من المعروف أن العمود المرفقي الذي يبلغ قطره 580 ملم في محرك ديزل دوكسفورد سداسي الأسطوانات ينكسر بسبب السعة الكبيرة لتقلبات ضغط العمود عندما تبحر السفينة على موجة كبيرة، محملة بالكامل وفي الصابورة. وتبين أثناء التحقيق في الحادث أن الحد الأقصى للفارق في فتحات خد العمود المرفقي بلغ 0.762 ملم.
لكن بشكل عام، يعد فشل أعمدة الكرنك لمحركات الديزل القوية منخفضة السرعة التي تم تصنيعها على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية أمرًا نادرًا للغاية. خلال فترة ما بعد الحرب بأكملها، كانت هناك حالتان فقط من فشل العمود المرفقي لمحركات الديزل الرئيسية على سفن BMP.
بالإضافة إلى ذلك، في الغالبية العظمى من السفن الجديدة، ناهيك عن الناقلات، لا يوجد محرك الديزل الرئيسي في منتصف السفينة، ولكن في المؤخرة، والأعمدة المرفقية، حتى مع نصب قوي، لا تواجه مثل هذه الضغوط الانحناء التي ينبغي أن تؤخذ بعين الاعتبار.
ليست هناك حاجة لعرض المجموعة الكاملة من الضغوط المعقدة التي يتعرض لها العمود المرفقي، خاصة أثناء الميل القوي، خاصة وأن طبيعة هذه الضغوط وتوزيعها لا تعتمد كثيرًا على تصميم العمود نفسه، بل على صلابة عموده. الأساس وهيكل الإطار تحت الأساس، وكذلك على طبيعة تركيب العمود. أما بالنسبة لمعدل تآكل المحامل، فمن المؤكد أنه يزيد إذا تعرض العمود المرفقي لتشوه مرن إضافي بسبب عدم كفاية صلابة الأساس، ولكن كلما تحسنت تكنولوجيا بناء محركات الديزل الحديثة، زادت مقاومة التآكل للمكونات الرئيسية لمحرك الديزل. .
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه وفقا للدراسات التي أجراها متخصصون تشيكيون، فإن ضغوط محامل الإطار لمحرك الديزل 6S275IIIPV، التي تعمل في ظل ظروف تشوه العمود المرفقي، تختلف عن تلك المحسوبة بنسبة 30-50٪ في اتجاه الزيادة. وقد تم تفسير ذلك من خلال التوزيع غير المتماثل لمجالات الضغط بالنسبة للمحور الطولي للمحمل.

تتمتع جميع المباني بحساسية مختلفة لهطول الأمطار وحركة تربة الأساس، والتي يمكن أن تحدث أثناء البناء والتشغيل، ويتم تحديد درجة هذه الحساسية بشكل أساسي من خلال صلابتها.

اعتمادًا على الصلابة، تنقسم جميع المباني والمنشآت إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

1. صعبة للغاية
2. وجود صلابة محدودة
3. مرنة تماما

هياكل جامدة تماماتتمتع بصلابة عالية جدًا في الاتجاه العمودي. مثال على مثل هذا الهيكل سيكون برجًا أو مدخنة. ونظرًا لصلابتها الكبيرة، فإن هذه الهياكل لا تخضع للانحناء أو التشوهات المحلية الأخرى وتختبر الاستقرار ككتلة واحدة. على سبيل المثال، يميل برج بيزا المائل ككتلة واحدة (إمالة).

هياكل مرنة تماماتحت تأثير الأحمال الخارجية، فإنها تتبع رواسب القاعدة، في حين لا تنشأ فيها أي قوى إضافية. وتشمل هذه الهياكل، على سبيل المثال، الجسور أو أنابيب التدفئة الأرضية.

إن الهياكل المرنة تمامًا والصلبة تمامًا في البناء السكني الفردي نادرة للغاية، وفي معظم الحالات نحن نتعامل مع المباني صلابة النهائية. مثل هذه الهياكل، مع تطور المستوطنات غير المستوية أو الحركات الأرضية، تتلقى تشوهًا، معبرًا عنه في انحناء الأقسام الفردية للمباني. نظرًا لوجود صلابة محدودة، فهي قادرة على توفير بعض المقاومة للتسوية غير المستوية، وتسويتها، ونتيجة لذلك تنشأ قوى في الجدران والجدران الحاملة، والتي غالبًا ما لا تؤخذ في الاعتبار أثناء التصميم، مما قد يؤدي إلى تكوين الشقوق التي تعطل التشغيل الطبيعي للمباني.

التشوهات الأكثر شيوعًا للمباني في البناء السكني الفردي:

أرز. 1. الانحراف

الصورة 2. الانحناء

أرز. 3. التحول.

وفي المقابل، يمكن تقسيم المباني ذات الصلابة المحدودة إلى نوعين فرعيين آخرين:

• جامدة بشكل مشروط، حيث L\H =< 3
• مرنة بشكل مشروط، حيث L\H > 3،

ز de L هو طول أطول جدار للمبنى، H هو ارتفاع الجزء الهيكلي للمبنى (عادةً ما يكون هذا هو ارتفاع جميع الطوابق + ارتفاع الأساس، ولا يؤخذ السقف في الاعتبار).

فيما يلي مثالان لهذه المباني من كتالوج المشاريع القياسية لدينا:

• منزل جامد مشروط وفقا للمشروع؛ الطول = 15.5 مترًا، الارتفاع = 8.5 مترًا، نسبة الطول إلى الارتفاع = 1.8
• منزل مرن مشروط حسب المشروع؛ الطول = 16.5 مترًا، الارتفاع = 4.8 مترًا، نسبة الطول إلى الارتفاع = 3.4

من المعتقد أن الأشياء الصلبة المشروطة تعاني من الانحراف (الانحناء) أو تشوهات القص بدرجة أقل، ولكن فقط الكعب مثل تلك الصلبة تمامًا. يكون هذا صحيحًا في بعض الحالات، ولكن من أجل التحديد النهائي لكيفية تصرف المبنى في ظل تشوهات معينة، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار مواد الهياكل الحاملة والمرفقة الرئيسية، والصلابة العامة للانحناء والقص للمبنى وكذلك حساب القوى الناشئة في الهياكل الرئيسية لهذه المباني.

في معظم الحالات، يتم حل مشكلة نمذجة القوى في هياكل البناء عن طريق تقليل المبنى بأكمله إلى حزمة مجردة معينة على أساس مرن مع مؤشرات صلابة معينة. في هذه الحالة، من الممكن تحديد لحظة الانحناء وقوة القص في قسم المبنى. وبمعرفة عوامل القوة هذه، قم بحساب القوى الموجودة في كل عنصر إنشائي والتي تنشأ أثناء الحركات غير المتساوية للتربة الأساس.

على سبيل المثال، يوفر VSN 29-85 الصيغة التالية لحساب القوى (لحظة الانحناء وقوة القص) اعتمادًا على حجم ارتفاع الصقيع في التربة:

أرز. 4. صيغ لحساب لحظة الانحناء M وقوة القص F من VSN 29-85.

في هذه الصيغة:

B، B 1 - معاملات تعتمد على تصميم المبنى (انظر VSN 29-85، الشكل 5 و 6)؛

تم تقليل صلابة المبنى إلى عارضة بسيطة؛

Δh fi - الفرق في تشوهات الرفع لأجزاء مختلفة من المبنى؛

ل - طول أطول جدار للمبنى

يتم بعد ذلك حساب القوى في هياكل البناء المختلفة باستخدام الصيغة التالية:

أرز. 5. صيغ لحساب القوى في هياكل البناء المختلفة.

حيث i، i هي صلابة الانحناء والقص لقسم العنصر قيد النظر، على التوالي؛
G - معامل القص، وعادة ما يساوي 0.4E

بشكل عام، يتم إنشاء صلابة المبنى من خلال نظام من الهياكل المترابطة:

• قاعدة الأساس
• مؤسسة؛
• الجدران
• أحزمة خرسانية مسلحة
• أرضيات خرسانية مسلحة

في المباني المشيدة من مواد هشة إلى حد ما، على سبيل المثال، الخرسانة الخلوية، تتميز الجدران بصلابة منخفضة في الانحناء والقص، خاصة في مناطق الفتحات. والجدران المصنوعة من أحجار السيراميك كبيرة الحجم ("السيراميك الدافئ")، والتي تحتوي على مفاصل اللسان والأخدود عموديًا فقط ولا تحتوي على وصلات لاصقة عمودية، لا تتمتع من حيث المبدأ بصلابة القص. في هذه الحالة، يتم تحديد الصلابة الرئيسية للمبنى إلى حد كبير من خلال العناصر الهيكلية الأخرى المذكورة أعلاه.

وبالتالي، عند حل مشكلة ضمان التشغيل العادي للمبنى في المستقبل، من الضروري التعامل مع تصميمه بشكل منهجي ومراعاة:

1. الأبعاد الكلية للمبنى، وبشكل خاص ارتفاع الجزء الهيكلي منه (H) وطول أطول جدار (L) ونسبتها.
2. احتمالية حدوث مستوطنات غير متساوية أو حركات أخرى للتربة، والتي تحددها تجانسها، وقيمة معامل المرونة وخصائص الرفع.
3. صلابة قاعدة الأساس.
4. صلابة الأساس.
5. صلابة الجدران وصلابة فتحاتها.
6. صلابة الأرضية.
7. أعمال تقوية الأحزمة.

إن أخذ هذه العوامل في الاعتبار يجعل من الممكن أن نفهم لماذا ليس من المنطقي جدًا استخدام أسس الألواح للمباني المسطحة المكونة من طابق واحد، مثل مشروعنا أو مشروع Z10:

أرز. 6. المشروع K-106-2

أرز. 7. الحل التخطيطي لمشروع K-106-2.

في هذا المشروع، ستكون النسبة L\H=4.2 عند استخدام MZLF ومع أساس بلاطة L\H تساوي 5، أي. المنزل معرض جدًا للتشوه وغير قادر على التعامل مع هطول الأمطار غير المتساوي وحركات التربة. لا تتمتع أسس البلاطة بالصلابة الانثناءية اللازمة، كما أن الألواح المضلعة من نوع USHP، التي يبلغ ارتفاع مقطعها الضلعي 200-300 مم، تتمتع أيضًا بصلابة القص اللازمة.

يمكن تحسين الوضع مع أساس بلاطة، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن معامل أداء الحزام العلوي المقوى في مبنى مكون من طابق واحد عادة لا يتجاوز 20٪ من الحد الأقصى، حيث أنه من الممكن للحزام تنزلق على طول البناء أو حتى تمزيقها. تعمل الأحزمة المقواة بين الأرضيات بشكل أفضل بكثير، لأنها تتعرض لأحمال كبيرة من الهياكل الفوقية، مما يزيد من قوى الاحتكاك عند نقاط الاتصال بين الحزام المقوى والجدار. لنفس السبب، يفضل استخدام الكتل على شكل حرف U في بناء الأحزمة المسلحة، لأنها تزيد من مساحة التصاق الحزام بالجدار. وفي بعض الحالات ترتفع كفاءة تشغيل الحزام المدرع إلى 30-35%.

هناك خيار آخر لاستخدام أساس بلاطة للمباني بنسبة L\H > 3 وهو زيادة صلابة القاعدة، على سبيل المثال، عن طريق تركيب منصات سميكة من الحجر المسحوق المضغوط جيدًا، ولكن في معظم الحالات يبدو الاستخدام أكثر عقلانية MZLF عالية نسبيًا كأساس.

تواجه جميع الهياكل أنواعًا مختلفة من التشوه الناجم عن ميزات التصميم والظروف الطبيعية والنشاط البشري.

تبدأ ملاحظات تشوهات المباني والهياكل من لحظة بنائها وتستمر أثناء التشغيل. وهي تمثل مجموعة معقدة من التدابير القياس والوصفية لتحديد حجم التشوهات وأسباب حدوثها.

وبناء على نتائج الملاحظة، يتم التحقق من صحة حسابات التصميم، ويتم تحديد الأنماط التي تجعل من الممكن التنبؤ بعملية التشوه واتخاذ التدابير في الوقت المناسب للقضاء على عواقبها.

بالنسبة للهياكل المعقدة والحرجة، تبدأ الملاحظات في وقت واحد مع التصميم. في موقع البناء المستقبلي، تتم دراسة تأثير العوامل الطبيعية وفي نفس الوقت يتم إنشاء نظام علامات الدعم من أجل تحديد درجة ثباتها مسبقًا.

في كل مرحلة من مراحل بناء أو تشغيل الهيكل، يتم إجراء ملاحظات لتشوهاته على فترات زمنية معينة. تسمى هذه الملاحظات التي يتم إجراؤها وفقًا لخطة التقويم منهجية.

إذا ظهر عامل يؤدي إلى تغيير حاد في المسار الطبيعي للتشوه (التغير في الحمل على الأساس، ودرجة الحرارة المحيطة والهيكل نفسه، ومستوى المياه الجوفية، والزلازل، وما إلى ذلك)، يتم إجراء ملاحظات عاجلة.

بالتوازي مع قياس التشوهات، لتحديد أسباب حدوثها، يتم تنظيم ملاحظات خاصة للتغيرات في حالة ودرجة حرارة التربة والمياه الجوفية، ودرجة حرارة جسم الهيكل، وظروف الأرصاد الجوية، وما إلى ذلك التغييرات في البناء يتم تسجيل الحمل والحمل من المعدات المثبتة.

لإجراء الملاحظات، يتم إعداد مشروع خاص يتضمن بشكل عام:

اختصاصات العمل؛

معلومات عامة عن الهيكل والظروف الطبيعية وطريقة التشغيل؛

تخطيط العلامات التقليدية والتشوه.

رسم تخطيطي للملاحظات.

حساب دقة القياس المطلوبة؛

خطة التقويم (الجدول الزمني) للملاحظات؛

تكوين فناني الأداء ونطاق العمل والتقديرات.

الغرض الرئيسي هو مراقبة تشوهات مجمع الهياكل في المنطقة الصغيرة الشمالية لمدينة ناخودكا (مصنع KPD-80 - المبنى الرئيسي، ورشة خلط الخرسانة، مستودع الأسمنت، مقصف، مجمع إداري ومرافق، بالإضافة إلى وكذلك المباني السكنية) للحصول على معلومات لتقييم ثبات الهياكل واتخاذ التدابير الوقائية في الوقت المناسب، وكذلك التحقق من جودة تقنيات البناء المعتمدة ونموذج الأكوام المستخدمة للأساس.

تم توفير مواد المراقبة من قبل المشرف العلمي L.I. Poltorak.

1. أنواع التشوهات وأسباب حدوثها

نظرًا لميزات التصميم والظروف الطبيعية للنشاط البشري، تتعرض الهياكل ككل وعناصرها الفردية لأنواع مختلفة من التشوه.

بشكل عام، تحت هذا المصطلح تشوهفهم التغيير في شكل كائن المراقبة. في الممارسة الجيوديسية، من المعتاد اعتبار التشوه بمثابة تغيير في موضع جسم ما بالنسبة إلى جسم ما أصلي.

تحت ضغط مستمر من كتلة الهيكل، يتم ضغط التربة الموجودة في قاعدة أساسها تدريجيًا (مضغوطة) ويحدث الإزاحة في المستوى الرأسي أو مسودة الهياكل. بالإضافة إلى الضغط من كتلته، يمكن أن يكون سبب تسوية الهيكل لأسباب أخرى: الظواهر الكارستية والانهيارات الأرضية، والتغيرات في مستويات المياه الجوفية، وتشغيل الآلات الثقيلة، وحركة المرور، والظواهر الزلزالية، وما إلى ذلك. عندما يتغير هيكل التربة المسامية والفضفاضة بشكل جذري، يحدث التشوه بسرعة مع مرور الوقت، وهو ما يسمى السحب.

في حالة ضغط التربة الموجودة تحت أساس الهيكل بشكل غير متساو أو أن الحمل على التربة مختلف، فإن التسوية تكون غير متساوية. وهذا يؤدي إلى أنواع أخرى من تشوهات الهياكل: الإزاحات الأفقية، والتحولات، والتشوهات، والانحرافات، والتي يمكن أن تظهر نفسها خارجيًا في شكل شقوق وحتى أخطاء.

تحيزيمكن أن يكون سبب الهياكل الموجودة في المستوى الأفقي هو الضغط الجانبي للتربة والماء والرياح وما إلى ذلك.

يتم اختبار الهياكل الشاهقة من نوع الأبراج (المداخن، وأبراج التلفزيون، وما إلى ذلك). التواءو يلويبسبب التسخين الشمسي غير المتكافئ أو ضغط الرياح.

لدراسة التشوهات في الأماكن المميزة للهيكل، يتم تسجيل النقاط وتحديد التغييرات في موضعها المكاني خلال فترة زمنية محددة. في هذه الحالة، يتم أخذ موضع ووقت معينين كمواقف أولية.

لتحديد المطلقة أو ممتلىءالرواسب سيتم تحديد النقاط المثبتة على الهيكل بشكل دوري من خلال علاماتها حبالنسبة إلى النقطة المرجعية الأصلية، التي تقع بعيدًا عن الهيكل وتُعتبر ثابتة. من الواضح أنه من أجل تحديد مشروع نقطة ما في الوقت الحالي بالنسبة لبداية الملاحظات، من الضروري حساب الفرق في الارتفاعات التي تم الحصول عليها في هذه اللحظات، أي. S=Hcurrent-Hbeginning. وبالمثل، يمكنك حساب هطول الأمطار للوقت بين فترات (دورات) الملاحظات السابقة واللاحقة.

متوسطمسودة سافيتم حساب الهيكل بأكمله أو أجزائه الفردية على أنه الوسط الحسابي لمجموع مستوطنات جميع نقاطه، أي. حفظ=?S/n. جنبا إلى جنب مع المسودة المتوسطة، لاكتمال الخصائص العامة، تشير إلى أعظم سنيبوالأصغر اسممستوطنات نقاط الهياكل.

التفاوتيمكن تحديد هطول الأمطار من خلال الفرق في هطول الأمطار ؟سأي نقطتين 1 و 2، أي. .?S1,2=S2-S1.

بنكو يميليتم تعريف الهياكل على أنها الفرق في تسوية نقطتين تقعان على حواف متقابلة للهيكل، أو أجزائه على طول المحور المحدد. يسمى الميل في اتجاه المحور الطولي الأنقاض، وفي اتجاه المحور العرضي - منحرف. كمية اللفة المتعلقة بالمسافة لبين النقطتين 1 و 2 يسمى لفة نسبية ك. يتم حسابه بواسطة الصيغة ك=(S2-S1)/ل.

تعويض الأفقي ستتميز نقطة واحدة من الهيكل بالاختلاف في إحداثياتها إكستيك، إيتيكو بداية س، بداية، تم الحصول عليها في دورات المراقبة الحالية والأولية. يتزامن موضع محاور الإحداثيات، كقاعدة عامة، مع المحاور الرئيسية للهيكل. حساب الإزاحات في الحالة العامة باستخدام الصيغ qx=xtek-xstart; qy=ycurrent-ybeginning. وبالمثل، يمكنك حساب الإزاحات بين دورات المراقبة السابقة واللاحقة. يتم أيضًا تحديد الإزاحات الأفقية على طول أحد محاور الإحداثيات.

يعد الالتواء حول المحور العمودي أمرًا نموذجيًا بشكل أساسي بالنسبة للهياكل من نوع البرج. يتم تعريفه على أنه تغير في الوضع الزاوي لنصف قطر نقطة ثابتة مرسومة من مركز المقطع الأفقي قيد الدراسة.

يتميز التغير في حجم التشوه خلال فترة زمنية محددة بـ متوسط ​​السرعةتشوه vav. على سبيل المثال متوسط ​​معدل تسوية النقطة محل الدراسة خلال فترة زمنية ربين دورتين أناو يالقياسات ستكون متساوية vav=(Sj-Si)/t. هناك فرق بين متوسط ​​السرعة الشهرية متى رمعبراً عنها بعدد الأشهر، والمعدل السنوي، ومتى ر- عدد السنوات، الخ.

يشير مقياس تشوه هيكل السفينة إلى وسيلة لقياس الموقع أو الإزاحة ويمكن استخدامه عند التحكم في السفن والسفن البحرية والنهرية لضمان سلامة الملاحة ومنع هيكل السفينة من الكسر أثناء البحار الهائجة أو عند استقبال حمولات كبيرة.

يوفر الجهاز مراقبة مستمرة لسهام انحراف/انحناء الهيكل تحت المؤثرات الخارجية بدقة عالية بسبب تركيب هوائيات GNSS على نفس الخط على طول هيكل السفينة الموازي لسطحها المركزي، بينما يحدد المعالج أسهم الانحراف/الانحناء كمسافة لهوائيات الاستقبال الداخلية من الخط الذي يربط المواقع الحالية للهوائيات الخارجية للقوس والهوائيات الخلفية.

1 ب.ف، 2 مريض.

يتعلق نموذج المنفعة المطالب به بوسائل قياس الموقع أو الإزاحة ويمكن استخدامه، على وجه الخصوص، عند التحكم في السفن والسفن البحرية والنهرية من أجل ضمان سلامة الملاحة ومنع الكسر العرضي لهيكل السفينة في البحار الهائجة أو عند استقبال حمولات كبيرة .

تُعرف الأجهزة بالمراقبة المستمرة للأحمال الديناميكية، بما في ذلك الضغوط والتشوهات في هياكل السفن (انظر براءة الاختراع الأمريكية رقم 5942750، IPC H01J 5/16، NKI 250/227.14، 356/32، 340/555، براءة الاختراع الأمريكية رقم 6701260، IPC G01L 1/ 00، نكي 702/43، 702.42، 73.863.636).

تستخدم هذه الأجهزة مستشعرات الألياف الضوئية الموضوعة في نقاط مختلفة في هيكل السفينة لقياس التشوهات والضغوط المحلية في معدن هيكل السفينة.

تسجل أجهزة استشعار الألياف الضوئية ضغط التوتر في المناطق المحلية لتركيبها ولا توفر معلومات كافية لتقييم حالة المبيت، الذي يتميز بحجم انحراف/انحناء أسهم المبيت في المستوى الرأسي، على سبيل المثال، تحت تأثير الأحمال الموجية.

نظام معروف لتحديد الموقع النسبي لنقاط تركيب الهوائي، بناءً على قياسات الطور في النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) (انظر التطبيق الأمريكي 2004/0212533، IPC G01S 5/14، NKI 342/357.08، مرجع سابق 10.28.2004) ، مقبولة كنموذج أولي).

يشتمل النظام على جهاز استقبال أساسي بهوائي وعدة أجهزة استقبال إضافية بهوائيات ونظام اتصالات وجهاز كمبيوتر لإجراء العمليات الحسابية.

النظام المعروف لا يحل مشاكل مراقبة انحراف/انحناء هيكل السفينة، وهي خاصية موضوعية لقياس تشوه الهيكل تحت تأثير الأحمال الخارجية.

وتتمثل المشكلة التقنية التي تم حلها بواسطة الجهاز المطالب به في توفير إمكانية القياس (المراقبة) التلقائي المستمر لقيم سهام انحراف/انحناء هيكل السفينة تحت تأثير المؤثرات الخارجية وذلك لضمان سلامة الملاحة.

تم حل هذه المشكلة لأنه في جهاز قياس تشوه هيكل السفينة الذي يحتوي على أجهزة استقبال إشارات النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية، والتي يتم تثبيت هوائيات الاستقبال الخاصة بها بشكل ثابت على هيكل السفينة، ونظام تبادل البيانات والمعالج، يتم وضع الهوائيات على طول بدن السفينة على نفس الخط من المقدمة إلى الجزء الخلفي الموازي للمستوى المركزي للسفينة، ويتم تكوين المعالج لحساب القيم الحالية لأسهم الانحراف/الانعطاف عند نقاط ربط الهوائي كمسافة هوائيات الاستقبال الداخلية من الخط الذي يربط الموقع الحالي للهوائيات الخارجية للقوس والهوائيات الخلفية.

أحد أجهزة الاستقبال، التي يتم تثبيت هوائيها في أقصى القوس أو مؤخرة بدن السفينة، هو أساسي، وبقية أجهزة الاستقبال إضافية.

يعمل جهاز الاستقبال الأساسي في وضع المحطة الأساسية، وتعمل الأجهزة الإضافية في وضع الحركية في الوقت الفعلي (RTK) مع دقة غموض لقياسات الطور أثناء الحركة (OTF). يتم تبادل البيانات بين أجهزة استقبال GNSS، وكذلك إخراج البيانات من أجهزة الاستقبال إلى المعالج، باستخدام نظام تبادل البيانات.

يمكن تحديد خصائص دقة الجهاز المقترح بشرط أن يكون جذر متوسط ​​مربع الخطأ (RMSE) لقياس فرق الوحدة في ارتفاع هوائيين (h) في وضع RTK هو 20-30 مم:

ثم لا تتجاوز قيمة SCP لفرق ارتفاع الوحدة للخط الذي يمر عبر الهوائيات الخارجية والهوائيات الداخلية () القيمة:

ومن المعروف أنه بالنسبة للسفن الكبيرة، تتجاوز فترة التأرجح 10 ثوانٍ، ويصل تردد إخراج البيانات بواسطة مستقبل GNSS إلى قيم 20-100 هرتز. وبالتالي، من الممكن استخدام الإجراء الخاص بحساب متوسط ​​القيم الفردية لاختلافات الارتفاع خلال فترة تصل إلى 0.5 ثانية، وهو ما يتوافق مع عدد العينات N = 10-50 وفقًا لبيانات RTK. وبالتالي، فإن SKP لحساب متوسط ​​قيمة الانحراف/الانعطاف يرقى إلى

عند N = 10 وh = 30 مم، تكون القيمة 15 ملم، وهو مقبول تماما، لأنه يمكن أن تتجاوز قيم الانحراف/الانحراف 100-300 ملم لهياكل السفن الكبيرة. وبالتالي فإن الجهاز المقترح يحقق الحل للمشكلة.

ويوضح الشكل 1 من الرسم جوهر الحل التقني المقترح، ويبين الشكل 2 موضع الهوائيات عندما يتشوه الغلاف.

يشير الرسم إلى:

1 1 -1 n مستقبل هوائي إشارة GNSS؛

2 1 -2 ن مستقبلات GNSS؛

3- نظام تبادل البيانات بين أجهزة الاستقبال والمعالج؛

4 - جهاز كمبيوتر لمعالجة قياسات الطور من جميع أجهزة استقبال GNSS؛

5 - بدن السفينة في حالته الأولية والمشوهة (الشكل 2).

يتم تحديد عدد n من مستقبلات إشارات GNSS المزودة بهوائيات الاستقبال بعدد النقاط الموجودة على هيكل السفينة التي يتم قياس ذراع الانحراف/الانعكاس فيها S 2 -S n-1.

عندما يكون الجهاز قيد التشغيل، يتم استقبال إشارات راديو GNSS من هوائيات الاستقبال 1 1 -1 n إلى مدخلات مستقبلات GNSS المقابلة 2 1 -2 n، ويتم استقبال بيانات قياس الكود والطور من مستقبلات GNSS إلى الكمبيوتر 4، من خلال نظام تبادل البيانات 3.

في أجهزة الاستقبال الإضافية، يتم حل المشكلات بالتسلسل التالي:

تتشكل اختلافات في قياسات الطور بين هوائيات المستقبلات الإضافية، على سبيل المثال، 2 2 -2 n والمستقبل الأساسي 2 1 ؛

يحل الغموض في قياسات مرحلة الحركة (OTF) في علم الحركة في الوقت الحقيقي (RTK)؛

يتم تحديد الإحداثيات المستطيلة الحالية للهوائيات 1 2 -1 n للمستقبلات الإضافية 1 2 -2 n بالنسبة للهوائي 1 1 في نظام إحداثيات مركزي؛

الكمبيوتر 4 يحل المشاكل بالتسلسل التالي:

يتم حساب الإحداثيات المستطيلة الحالية لهوائيات الاستقبال 1 2 -1 n بالنسبة إلى هوائي الاستقبال 1 1 في نظام إحداثيات مركزي؛

يتم حساب المعلمات الحالية للخط الذي يمر عبر الهوائيات 1 1 و1 n؛

يتم حساب قيم انحرافات/انحرافات بدن السفينة كقيم مسافة الهوائيات 1 2 -1 n-1 نسبة إلى الخط الذي يمر عبر الهوائيات 1 1 و 1 n. (س2 -س ن-1).

في الموضع الأولي للهوائيات (في حالة عدم وجود تشوه في بدن السفينة)، توضع جميع الهوائيات على نفس الخط المستقيم، وستكون قيمة سهم الانحراف/الانعكاس لكل هوائي استقبال مساوية للصفر ( i = 0).

أثناء الملاحة، تحت تأثير العوامل الخارجية، يتشوه هيكل السفينة، وبالتالي يتغير الموقع النسبي لهوائيات الاستقبال 1 1 -1 ن، المرتبطة بشكل ثابت بهيكل السفينة (الشكل 2). في هذه الحالة، فإن القيم المحسوبة لأسهم الانحراف/الانعطاف S التي تم الحصول عليها في الكمبيوتر 4 لكل هوائي استقبال لن تساوي الصفر، ومقارنتها بالقيم القصوى المسموح بها في ذاكرة القراءة فقط للكمبيوتر تسمح بتقييم درجة الأمان ومنع السفينة من الانهيار.

جهاز قياس تشوه بدن السفينة يحتوي على أجهزة استقبال إشارات النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية، والتي يتم تثبيت هوائيات الاستقبال الخاصة بها بشكل ثابت على بدن السفينة، ونظام تبادل البيانات والمعالج، ويتميز بأن الهوائيات موضوعة على طول بدن السفينة على نفس الخط من القوس إلى الجزء الخلفي، الموازي لسفينة المستوى المركزية، ويتم تكوين المعالج لحساب القيم الحالية لأسهم الانحراف/الانعطاف عند نقاط ربط الهوائي كمسافة هوائيات الاستقبال الداخلية من الخط الذي يربط الوضع الحالي للقوس الخارجي والهوائيات الصارمة.

يعتمد عمر خدمة بدن السفينة وحالتها الفنية الجيدة على ظروف التشغيل وجودة الصيانة والإصلاحات. أثناء التشغيل، من الضروري اتخاذ تدابير لإزالة العيوب، ومنع التآكل والأضرار التي لحقت بهياكل السفينة.

يتم تحديد الحالة الفنية (الممتلكات) للمنتجات والهياكل التي يجب أن تستوفيها أثناء التشغيل وفقًا لرسومات العمل والمواصفات الفنية. يعتبر انحراف الحالة الفنية للمنتجات والهياكل عن المواصفات الفنية فيما يتعلق بهيكل السفينة عيبًا، وفي الجزء الميكانيكي (المحرك والآليات) يعتبر خللًا.

يتجلى تآكل جزء أو هيكل من خلال التغيير في حجمه وشكله وخواصه الميكانيكية للمادة. بسبب تآكل جزء أو هيكل، تنخفض موثوقيته ومتانته. يتم تحديد تآكل السفينة من خلال درجة تآكل عناصرها الرئيسية، وقبل كل شيء، الهيكل. مقاومة التآكل لجزء السفينة أو هيكل الهيكل هي قدرته على مقاومة التآكل في ظل ظروف تشغيل معينة.

يتميز معدل التآكل بعملية تآكل جزء أو هيكل ويتم تحديده بنسبة كمية التآكل إلى الوقت الذي يحدث فيه هذا التآكل (على سبيل المثال، الترقق السنوي لسمك الجلد الخارجي). يحدث التآكل والتلف في هياكل الهيكل للأسباب التالية: التآكل والتآكل والتعب المعدني.

تآكل المعادن هو تدمير المعدن الناتج عن العمليات الكيميائية أو الكهروكيميائية. نتيجة للتآكل، تفقد هياكل السفن عددًا من خصائصها التقنية. لذلك، للحد من التأثير الكيميائي أو الكهروكيميائي للبيئة المسببة للتآكل على المعدن، يتم استخدام عدد من التدابير الوقائية (الطلاء، والجلفنة، وما إلى ذلك).

تخضع هياكل هيكل السفينة للتآكل من الخارج ومن الداخل. يتجلى التآكل في هياكل الهيكل في شكل انخفاض موحد في سمك المعدن على مساحات كبيرة نسبيًا، وفي شكل تجاويف فردية يصل عمقها في بعض الحالات إلى جزء كبير من سمك المعدن.

تخضع الهياكل المعدنية لجميع أجزاء الهيكل والبنية الفوقية، بدرجة أكبر أو أقل، لظروف تؤثر بشكل إيجابي على تسريع عملية التآكل. ما يلي يخضع لأكبر قدر من التآكل: صفائح الطلاء الجانبي في منطقة خط الماء المتغير؛ صفائح سطح السفينة في الأماكن التي يركد فيها الماء؛ الإطارات في المناطق التي تتقاطع فيها مع الأسطح التي تتراكم فيها الرطوبة؛ يحوك في قاع. الحواجز الموجودة عند التقاطعات مع الأسطح والمنصات؛ مجموعة وتبطين غرف الغلايات وغرف الغلايات الآلية، وعنابر الشحن (عند نقل البضائع مع توليد الحرارة الداخلية)، وحفر الفحم المعرضة ليس فقط للهواء الرطب، ولكن أيضًا لدرجات الحرارة المرتفعة، مما يعزز تآكل المعادن؛ بطانة أنفاق عمود المروحة وأسطح الناقلات (تأثير أبخرة شحن النفط).

تآكل المعادن هو عملية تدمير سطح المعدن تحت تأثير تيار مشبع من الماء بالهواء على شكل قطرات. كما يشمل التآكل ظاهرة تدمير المعادن في منطقة التجويف، حيث تتشكل فراغات ذات ضغط منخفض في تدفق المياه. الأكثر عرضة للتآكل هي الطلاء الخارجي في مؤخرة السفن التي تعمل بالمروحة، وعمود المؤخرة، وأقواس المروحة، وفوهات التوجيه، والمراوح. يمكن تقليل تآكل المعادن باستخدام مواد عالية القوة والمعالجة الحرارية (التصلب) للأجزاء.

ينقسم الضرر الذي يلحق بهياكل السفن إلى تشوهات متبقية وتدمير.

تشمل التشوهات المتبقية: الخدوش، واللفائف، والتموجات، وكسور الجسم؛ للتدمير - الشقوق والتمزقات والثقوب. تحدث الأضرار التي تلحق بهياكل السفينة نتيجة لظروف التشغيل القاسية والحوادث والكوارث الطبيعية والتعب المعدني وكذلك انتهاكات قواعد التشغيل الفني للسفينة والانحرافات عن رسومات العمل ومخالفات الشروط الفنية للعمل أثناء البناء أو إصلاح بدن السفينة.

تمثل الخدوش (الشكل 105، أ، ب) التشوه المحلي للعنصر الهيكلي للجسم وتتميز بحجم وحجم سهم الانحراف. يُطلق على الانبعاج في صفائح الهيكل ذات الخطوط العريضة الناعمة (داخل التباعد) اسم الخليج.

أثناء تشغيل السفينة، يمكن أن تحدث خدوش في الأرضيات (الجوانب، والقاع، والسطح، وما إلى ذلك) نتيجة لضغط هيكل السفينة بالجليد، والاصطدامات مع السفن الأخرى، وعندما تصطدم البضائع بالسطح، وتجميد الماء في الدبابات، الخ.

التموجات (الشكل 105، ج) عبارة عن سلسلة من الخلجان الموجودة بين الإطارات أو الحزم الطولية وتعطي هيكل السفينة مظهرًا مضلعًا. تتشكل التموجات في كثير من الأحيان في الطرف الأنفي.

أرز. 105. تشوهات هياكل البدن:
أ - دنت (تجويف) الورقة ، ب - دنت الجانب ، ج - تمويج الجانب

السطح أو من خلال الشقوق - تدمير العناصر الهيكلية. الأماكن التي تحدث فيها الشقوق هي جميع أنواع القواطع في زوايا الأرضيات واللحامات وتقاطعات الإطار مع الحواجز العرضية وما إلى ذلك.

في التين. 106 يوضح الشقوق 2 في جدار الأرضية 1 في الأماكن التي تمر بها العوارض السفلية الطولية 3؛ في التين. 107 - الشقوق 2 في الحاجز المستعرض عند نقاط الاتصال بالحاجز الطولي 4 وعند نقاط الوصلات الصلبة مع الأقواس 5 المثبتة بين الحاجز. تحدث تشققات في الجزء الموجود تحت الماء من الجلد الخارجي بسبب إجهاد المعادن تحت تأثير الاهتزازات.

أرز. 106. تشققات جدار الأرضية في أماكن مرور الكمرات السفلية الطولية :
1 - الأرضية 2 - الشقوق والحزم

أرز. 107. الشقوق في الحاجز العرضي:
1 - حاجز عرضي، 2 - شقوق في الأماكن التي يتم فيها تثبيت "النقاط الصلبة"، 3 - طلاء سفلي، 4 - حاجز طولي، 5 - أقواس تربط الحاجز

التمزق (الشكل 108) هو تدمير ينقسم فيه هيكل بدن السفينة إلى أجزاء.

أرز. 108. تدمير اللوحة الجانبية (التمزق) في منطقة القوس

الثقوب هي تدمير محلي (تمزق) للأسقف. في التين. 109 يُظهر ثقبًا في الطلاء الجانبي للسفينة، نتيجة اصطدامها بسفن أخرى.

أرز. 109. ثقب في الألواح الجانبية للسفينة نتيجة الاصطدام

كسر الجسم - يحدث التشوه المتبقي، الذي يتميز بتغيير في الخط المرن للجسم، عندما يتم تدمير الوصلات الطولية وتفقد الاستقرار.

يتم إجراء إصلاحات الهيكل عندما:
التدمير الكامل (الشقوق والتمزقات والكسور) للمعادن في الهياكل الفردية للهيكل؛
التدمير الجزئي (التآكل، التآكل، الخدوش) للمعادن الأساسية أو اللحامات؛
الأضرار الميكانيكية المحلية التي لحقت بسطح هيكل الهيكل مع مجموعة (خدوش) أو صفائح فردية (ملفات) ؛
التشوه المتبقي لإطار السفينة (فقدان الاستقرار، وما إلى ذلك)، وزيادة تمويج سطح هياكل الهيكل؛ ظهور تسرب في طبقات برشام. ترقق المعدن بسبب التآكل. زيادة التشوهات العامة في هيكل السفينة؛ تآكل شديد للأجزاء البارزة من الجلد الخارجي في الجزء الموجود تحت الماء من مؤخرة السفينة.