Asus UX305FA. Нормална ли е деформацията на тялото? Измервател на деформации на корпуса на кораба Видове деформации и причини за възникването им

Правилата на регистъра на СССР допускат деформация на корпуса на кораба на голяма вълна със стрелка на отклонение, не по-голяма от 0,001 от дължината на кораба. Когато главният дизелов двигател е разположен в средната част на плавателния съд, частите на корпуса, поставени заедно с основата на машината, рамата на машината и коляновия вал, ще изпитат деформации на огъване.
За да бъде деформацията възможно най-малка, част от рамката, поставена под основата на машината, и самата основа са направени по-твърди. Това обаче не елиминира напълно деформациите на рамата на машината. Така един от дизеловите двигатели Doxford има дължина на рамата на машината над 18 м. При измерване на еластичната му деформация стрелката на отклонение достига 1 mm.
Понякога се наблюдават значителни деформации на машинните рамки и коляновите валове при относително къси дизелови двигатели; Очевидно причината тук е недостатъчната твърдост на комплекта и основата на машината.
Например на моторния кораб „Порт Манчестър” с два 14-цилиндрови V-образни дизелови двигателя Pilstik (LG = 5660 к.с. при l = 464 об/мин), след 2500 часа работа, коляновият вал на един от дизеловите двигатели се повреди. В резултат на изследването беше установено, че стойностите на деформация на носещите опори на рамата при различни условия на корпуса на кораба и самия дизелов двигател (загрят или студен дизелов двигател, корабът натоварен или в баласт) достигат 1,8 mm . Такива деформации трябва да доведат до счупване на коляновия вал поради бързо развиващия се процес на умора.
Има и други данни.Измерванията на еластичните отвори на коляновия вал на главния дизелов двигател на моторния кораб "Сан Франциско" показаха, че амплитудата на техните вибрации при движение на натоварен кораб на вълна достига 0,3 mm, а отклонението стрела на корпуса на кораба е 70 мм. Не е толкова много.
Но има и тежки случаи. Известно е, че колянов вал с диаметър 580 mm в 6-цилиндров дизелов двигател Doxford се счупва поради голямата амплитуда на колебанията на напрежението на вала, когато корабът плава на голяма вълна, напълно натоварен и в баласт. При разследването на инцидента е установено, че максималната разлика в отворите на бузите на коляновия вал достига 0,762 мм.
Но като цяло повредата на коляновите валове на мощни нискооборотни дизелови двигатели, произведени през последните 15 години, е изключително рядко явление. През целия следвоенен период имаше само два случая на повреда на коляновите валове на главните дизелови двигатели на корабите BMP.
Освен това в по-голямата част от новите кораби, да не говорим за танкерите, главният дизелов двигател е разположен не в средата на кораба, а в кърмата, а коляновите валове, дори при силно накланяне, не изпитват такива напрежения на огъване това трябва да се вземе предвид.
Няма нужда да се представя целият комплекс от сложни напрежения, които коляновият вал изпитва, особено по време на силен наклон, особено след като естеството и разпределението на тези напрежения зависят не толкова от конструкцията на самия вал, а от твърдостта на неговия основата и рамковата конструкция под основата, както и от характера на монтажа на шахтата. Що се отнася до степента на износване на лагерите, тя със сигурност се увеличава, ако коляновият вал изпитва допълнителна еластична деформация поради недостатъчна твърдост на основата, но колкото повече се подобрява технологията за изграждане на съвременни дизелови двигатели, толкова повече се увеличава устойчивостта на износване на основните компоненти на дизеловия двигател. .
Все пак трябва да се отбележи, че според проучванията на чешки специалисти наляганията на лагерите на рамата на дизеловия двигател 6S275IIIPV, работещи в условия на деформация на коляновия вал, се различават от изчислените с 30-50% в посока на увеличение. Това се обяснява с асиметричното разпределение на полетата на налягане спрямо надлъжната ос на лагера.

Всички сгради имат различна чувствителност към валежи и движение на фундаментната почва, които могат да възникнат по време на строителството и експлоатацията, като степента на тази чувствителност се определя главно от тяхната твърдост.

В зависимост от твърдостта, всички сгради и конструкции са разделени на три основни типа:

1. абсолютно трудно
2. с ограничена коравина
3. абсолютно гъвкав

Абсолютно твърди конструкцииимат много висока твърдост във вертикална посока. Пример за такава структура би била кула или комин. Поради значителната си твърдост, тези конструкции не са обект на огъване или други локални деформации и изпитват утаяване като единна маса. Например, Наклонената кула в Пиза се накланя като единична маса (наклон).

Напълно гъвкави структурипод въздействието на външни натоварвания те следват утайките на основата, докато в тях практически не възникват допълнителни сили. Такива структури включват например надлези или наземни отоплителни мрежи.

Абсолютно гъвкави и абсолютно твърди конструкции в индивидуалното жилищно строителство са изключително редки, в повечето случаи имаме работа със сгради крайна твърдост. Такива конструкции, с развитието на неравномерно слягане или движение на земята, получават деформация, изразяваща се в изкривяване на отделни участъци от сградите. Имайки ограничена твърдост, те са в състояние да осигурят известна устойчивост на неравномерно слягане, изравнявайки го, в резултат на което възникват сили в носещи стени и стени, които често не се вземат предвид по време на проектирането, което може да доведе до образуване на пукнатини, които нарушават нормалната експлоатация на сградите.

Най-честите деформации на сгради в индивидуалното жилищно строителство:

Ориз. 1. Отклонение

Фиг.2. Огъване

Ориз. 3. Смяна.

От своя страна сградите с ограничена твърдост могат да бъдат разделени на още два подтипа:

• условно твърд, за който L\H =< 3
• условно гъвкави, за които L\H > 3,

Ж de L е дължината на най-дългата стена на сградата, H е височината на конструктивната част на сградата (обикновено това е височината на всички етажи + височината на основата, покривът не се взема предвид).

Ето два примера за такива сгради от нашия каталог със стандартни проекти:

• Условно здрава къща по проект; L=15,5 метра, H= 8,5 метра, отношение L\H=1,8
• Условно гъвкава къща по проект; L=16,5 метра, H= 4,8 метра, отношение L\H=3,4

Смята се, че условно твърдите изпитват деформации на деформация (огъване) или срязване в по-малка степен, но само петата като абсолютно твърдите. В някои случаи това е вярно, но за да се определи окончателно как ще се държи сградата при определени деформации, е необходимо да се вземат предвид материалите на основните носещи и ограждащи конструкции, общата якост на огъване и срязване на сградата , както и да изчислите силите, възникващи в основните конструкции на тези сгради.

В повечето случаи този проблем за моделиране на силите в строителните конструкции се решава чрез намаляване на цялата сграда до определена абстрактна греда върху еластична основа с дадени показатели за коравина. В този случай е възможно да се определи огъващият момент и силата на срязване в сечението на сградата. И като знаете тези силови фактори, изчислете силите във всеки структурен елемент, които възникват по време на неравномерни движения на фундаментната почва.

Например, VSN 29-85 предоставя следната формула за изчисляване на силите (момент на огъване и сила на срязване) в зависимост от величината на замръзване на почвата:

Ориз. 4. Формули за изчисляване на огъващ момент M и сила на срязване F от VSN 29-85.

В тази формула:

B, B 1 - коефициенти в зависимост от проекта на сградата (виж VSN 29-85, фиг. 5 и 6);

Коравината на сграда, намалена до обикновена греда;

Δh fi - разлика в деформациите на повдигане на различни части на сградата;

L - дължина на най-дългата стена на сградата

След това изчисляването на силите в различни строителни конструкции се извършва по следната формула:

Ориз. 5. Формули за изчисляване на усилия в различни строителни конструкции.

където i, i са съответно якостта на огъване и срязване на сечението на разглеждания елемент;
G - модул на срязване, обикновено се приема равен на 0,4E

Като цяло твърдостта на сградата се създава от система от взаимосвързани конструкции:

• основата на основата;
• основа;
• стени;
• стоманобетонни пояси;
• стоманобетонни подове

В сгради, изградени от доста крехки материали, например газобетон, стените имат ниска устойчивост на огъване и срязване, особено в зоните на отворите. А стените, изработени от едроразмерни керамични камъни („топла керамика“), които имат само вертикални фуги на език и жлеб и нямат вертикални лепилни фуги, по принцип нямат твърдост на срязване. В този случай основната твърдост на сградата до голяма степен се определя от другите структурни елементи, изброени по-горе.

По този начин, когато се решава проблемът с осигуряването на нормална експлоатация на сграда в бъдеще, е необходимо да се подходи систематично към нейния дизайн и да се вземе предвид:

1. Общите размери на сградата, по-специално височината на нейната конструктивна част (H) и дължината на най-дългата стена (L), както и тяхното съотношение.
2. Вероятността за възникване на неравномерни утайки или други движения на почвата, определени от нейната хомогенност, стойността на модула на еластичност и свойствата на повдигане.
3. Твърдост на основата на основата.
4. Твърдост на основата.
5. Твърдостта на стените и здравината на техните отвори.
6. Твърдост на пода.
7. Работа на армировъчни колани.

Вземането под внимание на тези фактори позволява да се разбере защо не е много рационално да се използват плочи за плоски едноетажни сгради, като нашата или проекта Z10:

Ориз. 6. Проект К-106-2

Ориз. 7. Планово решение за проект К-106-2.

В този проект съотношението L\H=4,2 при използване на MZLF, а при плоча L\H ще бъде равно на 5, т.е. къщата е много податлива на деформация и не е в състояние да се справи с неравномерни валежи и движения на почвата. Фундаментите на плочите нямат необходимата твърдост на огъване, а оребрените плочи от типа USHP с височина на реброто 200-300 mm също имат необходимата твърдост на срязване.

Ситуацията с фундаментна плоча може да се подобри, но трябва да се има предвид, че коефициентът на ефективност на горния армиран пояс в едноетажна сграда обикновено не надвишава 20% от максимума, тъй като е възможно коланът да плъзнете по зидарията или дори се откъснете. Междуетажните подсилени колани работят много по-добре, тъй като изпитват значителни натоварвания от надлежащи конструкции, което увеличава силите на триене в точките на свързване между подсиления колан и стената. По същата причина U-образните блокове са предпочитани за изграждане на подсилени колани, тъй като те увеличават площта на сцепление на колана към стената. В някои случаи ефективността на работа на бронирания колан се увеличава до 30-35%.

Друга възможност за използване на основа на плоча за сгради със съотношение L\H> 3 е да се увеличи твърдостта на основата, например чрез инсталиране на дебели подложки от добре уплътнен натрошен камък, но в повечето случаи изглежда по-рационално да се използва относително висок MZLF като основа.

Всички конструкции изпитват различни видове деформации, причинени от конструктивни особености, природни условия и човешка дейност.

Наблюденията на деформациите на сгради и съоръжения започват от момента на тяхното изграждане и продължават по време на експлоатация. Те представляват комплекс от измервателни и описателни мерки за установяване на големината на деформациите и причините за тяхното възникване.

Въз основа на резултатите от наблюдението се проверява правилността на проектните изчисления и се идентифицират модели, които позволяват да се предвиди процеса на деформация и своевременно да се предприемат мерки за отстраняване на последствията от тях.

За сложни и критични структури наблюденията започват едновременно с проектирането. На бъдещата строителна площадка се изследва влиянието на природните фактори и същевременно се създава система от опорни знаци, за да се определи предварително степента на тяхната устойчивост.

На всеки етап от изграждането или експлоатацията на конструкцията през определени интервали се извършват наблюдения на нейните деформации. Такива наблюдения, провеждани по календарен план, се наричат ​​систематични.

Ако се появи фактор, който води до рязка промяна в нормалния ход на деформацията (промяна в натоварването на основата, температурата на околната среда и самата конструкция, нивото на подземните води, земетресение и др.), се извършват спешни наблюдения.

Успоредно с измерването на деформациите, за установяване на причините за възникването им, се организират специални наблюдения за промени в състоянието и температурата на почвите и подземните води, температурата на тялото на конструкцията, метеорологичните условия и др. Промени в конструкцията натоварването и натоварването от инсталираното оборудване се записват.

За извършване на наблюдения се изготвя специален проект, който обикновено включва:

задание за работата;

общи сведения за устройството, природните условия и начина на експлоатация;

оформление на конвенционални и деформационни знаци;

принципна схема на наблюденията;

изчисляване на необходимата точност на измерване;

календарен план (график) на наблюденията;

състав на изпълнителите, обем на работа и разчети.

Основната цел за наблюдение на деформациите на комплекс от конструкции в Северния микрорайон на град Находка (завод KPD-80 - основна сграда, цех за смесване на бетон, склад за цимент, столова, административен и битов комплекс, т.к. както и жилищни сгради) беше получаване на информация за оценка на стабилността на конструкциите и предприемане на навременни превантивни мерки, както и проверка на качеството на възприетите строителни техники и модела на пилотите, използвани за основата.

Материалите за наблюдение бяха предоставени от научния ръководител L.I. Poltorak.

1. Видове деформация и причини за възникването им

Поради конструктивните особености и естествените условия на човешката дейност, конструкциите като цяло и отделните им елементи изпитват различни видове деформации.

Като цяло, под термина деформацияразбират промяната във формата на обекта на наблюдение. В геодезическата практика е обичайно да се разглежда деформацията като промяна в позицията на обект спрямо някакъв първоначален.

При постоянен натиск от масата на конструкцията, почвите в основата на нейната основа постепенно се уплътняват (компресират) и се получава изместване във вертикална равнина или чернова структури. В допълнение към натиска от собствената си маса, слягането на конструкцията може да бъде причинено и от други причини: карстови и свлачищни явления, промени в нивата на подземните води, работа на тежки машини, трафик, сеизмични явления и др. Когато структурата на порестите и рохкави почви се промени радикално, във времето настъпва бърза деформация, т.нар. усвояване.

В случай, че почвите под основата на конструкцията са компресирани неравномерно или натоварването върху почвата е различно, слягането е неравномерно. Това води до други видове деформации на конструкциите: хоризонтални измествания, измествания, изкривявания, отклонения, които могат да се проявят външно под формата на пукнатини и дори разломи.

Пристрастиеструктури в хоризонталната равнина могат да бъдат причинени от страничен натиск на почва, вода, вятър и др.

Тестват се високи конструкции тип кула (комини, телевизионни кули и др.). усукванеИ извивампричинени от неравномерно слънчево нагряване или налягане на вятъра.

За изследване на деформации в характерни места на конструкцията се записват точки и се определят промените в тяхното пространствено положение за избран период от време. В този случай определена позиция и време се приемат за начални.

За определяне на абсолютни или пъленутайка Сточките, фиксирани върху конструкцията, периодично се определят от техните маркировки зспрямо първоначалната референтна точка, разположена далеч от конструкцията и приета за неподвижна. Очевидно, за да се определи наклона на точка в текущия момент от времето спрямо началото на наблюденията, е необходимо да се изчисли разликата в котите, получени в тези моменти, т.е. S=Hтекущ-Hначало. По същия начин можете да изчислите валежите за времето между предишния и следващите периоди (цикли) на наблюдения.

Средно аритметичночернова Savцялата конструкция или нейните отделни части се изчислява като средноаритметично от сумата от сляганията на всички n от нейните точки, т.е. Sav=?S/n. Наред със средното газене, за пълнота на общите характеристики, посочете най-голямото Snaibи най-малката Имеслягания на точки на конструкции.

Неравностивалежите могат да се определят от разликата във валежите ?Спроизволни две точки 1 и 2, т.е. .?S1,2=S2-S1.

банкаИ наклонструктурите се дефинират като разликата в слягането на две точки, разположени на противоположни ръбове на конструкцията или нейни части по протежение на избраната ос. Наклонът по посока на надлъжната ос се нарича развалини, а по посока на напречната ос - изкривена. Количество на търкаляне, свързано с разстоянието лмежду две точки 1 и 2 се нарича относителна ролка K. Изчислява се по формулата K=(S2-S1)/l.

Хоризонтално отместване редна точка от структурата се характеризира с разликата в нейните координати xtek, ytekИ xначало, yначало, получени в текущия и началния цикъл на наблюдение. Позицията на координатните оси, като правило, съвпада с главните оси на конструкцията. Изчислете преместванията в общия случай по формулите qx=xtek-xstart; qy=yтекущо-yначало. По подобен начин можете да изчислите отместванията между предишния и следващите цикъла на наблюдение. Хоризонталните премествания се определят и по една от координатните оси.

Усукването около вертикалната ос е характерно главно за конструкции тип кула. Дефинира се като промяна в ъгловото положение на радиуса на фиксирана точка, изтеглена от центъра на изследваното хоризонтално сечение.

Промяната в големината на деформацията за избран интервал от време се характеризира с Средната скоростдеформация vav. Например средната скорост на уреждане на изследваната точка за определен период от време Tмежду два цикъла азИ йизмерванията ще бъдат равни vav=(Sj-Si)/t. Има разлика между средната месечна скорост, когато Tизразено с броя на месеците, и средногодишно, когато T- брой години и др.

Измервателят на деформация на корпуса на кораба се отнася до средство за измерване на позиция или изместване и може да се използва при контролиране на морски и речни кораби и плавателни съдове, за да се гарантира безопасността на корабоплаването и да се предотврати счупването на корпуса на кораба по време на бурно море или при получаване на големи товари.

Устройството осигурява непрекъснато наблюдение на стрелките на отклонение/огъване на корпуса при външни въздействия с висока точност благодарение на инсталирането на GNSS антени на една и съща линия по протежение на корпуса на кораба, успоредно на централната му равнина, докато процесорът определя стрелките на отклонение/огъване като разстояние на вътрешните приемни антени от линията, свързваща текущите позиции на най-външните носова и кърмова антени.

1 стр., 2 ил.

Заявеният полезен модел се отнася до средства за измерване на положение или водоизместване и може да се използва по-специално при управление на морски и речни кораби и плавателни съдове, за да се осигури безопасност на корабоплаването и да се предотврати напречно счупване на корпуса на кораба в бурно море или при получаване на големи товари .

Устройствата са известни за непрекъснато наблюдение на динамични натоварвания, включително напрежения и деформации на корабни корпуси (виж патент на САЩ 5942750, IPC H01J 5/16, NKI 250/227.14, 356/32, 340/555, патент на САЩ 6701260, IPC G01L 1/ 00, NKI 702/43, 702.42, 73.863.636).

Тези устройства използват фиброоптични сензори, поставени на различни места в конструкцията на кораба, за да измерват локални деформации и напрежения в метала на корпуса на кораба.

Оптичните сензори регистрират опън-компресия в локалните зони на тяхната инсталация и не предоставят достатъчно информация за оценка на състоянието на корпуса, характеризиращо се с величината на стрелките на отклонение/огъване на корпуса във вертикалната равнина, например под влиянието на вълновите натоварвания.

Известна система за определяне на относителната позиция на точките за инсталиране на антена, базирана на фазови измервания в глобалната навигационна сателитна система (GNSS) (виж заявка на САЩ 2004/0212533, IPC G01S 5/14, NKI 342/357.08, оп. 28.10.2004 г. , приет като прототип).

Системата включва един основен приемник с антена, няколко допълнителни приемника с антени, комуникационна система и компютър за изчисления.

Известната система не решава проблемите за наблюдение на деформацията/огъването на корпуса на кораба, което е обективна характеристика на мярката за деформация на корпуса под въздействието на външни натоварвания.

Техническият проблем, решен от заявеното устройство, е да осигури възможност за непрекъснато автоматично измерване (мониторинг) на стойностите на стрелките на отклонение/огъване на корпуса на кораба под въздействието на външни влияния, за да се осигури безопасност на корабоплаването.

Този проблем се решава поради факта, че в измервател на деформация на корпуса на кораб, съдържащ приемници на сигнали на глобалната навигационна спътникова система, чиито приемни антени са неподвижно монтирани на корпуса на кораба, система за обмен на данни и процесор, антените са разположени по протежение на корпуса на кораба на една и съща линия от носа до кърмата, успоредна на централната равнина на кораба, и процесорът е конфигуриран да изчислява текущите стойности на стрелките за отклонение/огъване в точките на закрепване на антената като разстоянието на вътрешни приемни антени от линията, свързваща текущото положение на най-външните носова и кърмова антени.

Един от приемниците, чиято антена е монтирана в крайния нос или кърма на корпуса на кораба, е основен, останалите приемници са допълнителни.

Основният приемник работи в режим на базова станция, допълнителните работят в режим на кинематика в реално време (RTK) с разрешаване на неяснотата на фазовите измервания в движение (OTF). Обменът на данни между GNSS приемниците, както и извеждането на данни от приемниците към процесора, се осъществява чрез система за обмен на данни.

Характеристиките на точността на предлаганото устройство могат да бъдат определени от условието, че средната квадратична грешка (RMSE) на измерване на единична разлика във височините на две антени (h) в режим RTK е 20-30 mm:

Тогава SCP на разликата във височината на единица на линията, минаваща през външните антени и вътрешните антени (), не надвишава стойността:

Известно е, че за големите кораби периодът на накланяне надвишава 10 s, а честотата на извеждане на данни от GNSS приемника достига стойности от 20-100 Hz. По този начин е възможно да се използва процедурата за осредняване на единични стойности на разликите във височината за интервал до 0,5 s, което съответства на броя N = 10-50 проби според данните на RTK. Следователно, SKP за изчисляване на средната стойност на деформация/огъване възлиза на

При N=10 и h =30 mm стойността 15 мм, което е доста приемливо, т.к стойностите на деформация/деформация могат да надвишават 100-300 mm за корпусите на големи кораби. Следователно предложеното устройство постига решението на проблема.

Същността на предложеното техническо решение е илюстрирана на фиг.1 от чертежа, а на фиг.2 е показано положението на антените при деформиране на корпуса.

Чертежът показва:

1 1 -1 n антенен приемник за GNSS сигнал;

2 1 -2 n GNSS приемника;

3 - система за обмен на данни между приемници и процесор;

4 - компютър за обработка на фазовите измервания от всички GNSS приемници;

5 - корпус на кораба в първоначално и деформирано (фиг. 2) състояние.

Броят n на приемниците на GNSS сигнали с приемни антени се определя от броя на точките на корпуса на кораба, за които се измерва отклонението/огъването на стрелата S 2 -S n-1.

Когато устройството работи, GNSS радиосигналите се получават от приемните антени 1 1 -1 n към входовете на съответните GNSS приемници 2 1 -2 n, а данните от измерванията на код и фаза се получават от GNSS приемниците към компютър 4, през система за обмен на данни 3.

В допълнителните приемници проблемите се решават в следната последователност:

Разликите във фазовите измервания се формират между антените на допълнителни приемници, например 2 2 -2 n и основния приемник 2 1 ;

Разрешава двусмислието във фазовите измервания на кинематиката в реално време (RTK) в движение (OTF);

Определят се текущите правоъгълни координати на антените 1 2 -1 n на допълнителните приемници 1 2 -2 n спрямо антената 1 1 в топоцентрична координатна система;

Компютър 4 решава проблеми в следната последователност:

Настоящите правоъгълни координати на приемните антени 1 2 -1 n се изчисляват спрямо приемната антена 1 1 в топоцентрична координатна система;

Изчисляват се текущите параметри на линията, преминаваща през антени 1 1 и 1 n;

Стойностите на отклоненията / огъванията на корпуса на кораба се изчисляват като стойностите на разстоянието на антените 1 2 -1 n-1 спрямо линията, минаваща през антените 1 1 и 1 n. (S 2 -S n-1).

В първоначалното положение на антените (при липса на деформация на корпуса на кораба) всички антени са разположени на една и съща права линия и стойността на стрелката за отклонение/огъване за всяка приемна антена ще бъде равна на нула ( i = 0).

По време на навигация, под въздействието на външни фактори, корпусът на кораба се деформира и съответно се променя взаимното разположение на приемните антени 1 1 -1 n, неподвижно закрепени към корпуса на кораба (фиг. 2). В този случай изчислените стойности на стрелките за отклонение/огъване S, получени в компютър 4 за всяка приемна антена, няма да бъдат равни на нула и сравняването им с максимално допустимите стойности в ROM на компютъра позволява да се оцени степен на безопасност и предотвратяване на разпадането на кораба.

Измервател на деформацията на корпуса на кораб, съдържащ приемници на сигнали на глобална навигационна спътникова система, чиито приемни антени са неподвижно монтирани върху корпуса на кораба, система за обмен на данни и процесор, характеризиращ се с това, че антените са разположени по протежение на корпуса на кораба на една и съща линия от носа към кърмовата част, успоредна на централната линия на самолета на кораба, и процесорът е конфигуриран да изчислява текущите стойности на стрелките на отклонение/огъване в точките на закрепване на антената като разстоянието на вътрешните приемни антени от линията, свързваща текущото положение на най-външните антени на носа и кърмата.

Срокът на експлоатация на корпуса на кораба и неговото добро техническо състояние зависят от условията на експлоатация, качеството на поддръжката и ремонта. По време на работа е необходимо да се вземат мерки за отстраняване на дефекти, предотвратяване на износване и повреда на конструкциите на кораба.

Техническото състояние (свойства) на продуктите и конструкциите, които те трябва да удовлетворяват по време на експлоатация, се установява съгласно работни чертежи и технически спецификации. Отклонението на техническото състояние на продуктите и конструкциите от техническите условия по отношение на корпуса на кораба се счита за дефект, а в механичната част (двигател и механизми) - за неизправност.

Износването на част или конструкция се проявява чрез промяна на размера, формата и механичните свойства на материала. Поради износване на част или конструкция, нейната надеждност и дълготрайност намалява. Износването на плавателния съд се определя от степента на износване на основните му елементи и най-вече на корпуса. Износоустойчивостта на корабна част или конструкция на корпуса е нейната способност да издържа на износване при определени условия на работа.

Степента на износване се характеризира с процеса на износване на част или конструкция и се определя от съотношението на количеството на износване към времето, през което се извършва това износване (например годишното изтъняване на дебелината на външната обвивка). Износването и повредите на корпусните конструкции възникват поради следните причини: корозия, ерозия и умора на метала.

Металната корозия е разрушаване на метал, причинено от химични или електрохимични процеси. В резултат на корозията корабните конструкции губят редица технически свойства. Следователно, за да се намали химическият или електрохимичният ефект на корозивната среда върху метала, се използват редица превантивни мерки (боядисване, поцинковане и др.).

Корпусните конструкции на кораба са подложени на корозионно износване както отвън, така и отвътре. Корозионното износване на конструкциите на корпуса се проявява както под формата на равномерно намаляване на дебелината на метала върху относително големи площи, така и под формата на отделни кухини, чиято дълбочина в някои случаи достига значителна част от дебелината на метала.

Металните конструкции на всички части на корпуса и надстройките са в по-голяма или по-малка степен подложени на условия, които влияят благоприятно върху ускоряването на процеса на корозия. Най-голямо корозионно износване са подложени на: листове от странична обшивка в областта на променливата водолиния; палубни листове на места, където водата се застоява; рамки в зони, където се пресичат с палуби, където се натрупва влага; плетива в трюми; прегради в трюмове при пресичане с палуби и платформи; комплект и облицовка на котелни и машинни котелни помещения, товарни трюми (при транспортиране на стоки с вътрешно генериране на топлина), въглищни ями, изложени не само на влажен въздух, но и на повишени температури, което насърчава корозията на метала; облицовка на тунели на карданни валове, палуби на танкери (влияние на изпарения от нефтени товари).

Ерозията на метала е процесът на разрушаване на метална повърхност под въздействието на наситена с въздух струя вода под формата на капчици. Ерозията включва и явлението разрушаване на метала в зоната на кавитация, при което във водния поток се образуват пространства с намалено налягане. Най-податливи на ерозия са външната обшивка на кърмата на витловите кораби, кърмовата стойка, скобите на витлата, направляващите дюзи и витлата. Ерозията на металите може да бъде намалена чрез използване на материали с висока якост и термична обработка (закаляване) на частите.

Повредите на корабните конструкции се разделят на остатъчни деформации и разрушения.

Остатъчните деформации включват: вдлъбнатини, намотки, гофри, счупвания на тялото; до разрушаване - пукнатини, разкъсвания, дупки. Повредите на корабните конструкции възникват в резултат на тежки условия на експлоатация, аварии, природни бедствия, умора на метала, както и нарушения на правилата за техническа експлоатация на кораба и отклонения от работните чертежи и нарушения на техническите условия на работа по време на строителството или ремонт на корпуса на кораба.

Вдлъбнатините (фиг. 105, а, б) представляват локална деформация на структурен елемент на тялото и се характеризират с размера и големината на стрелката на отклонение. Вдлъбнатина в листовете на корпуса, която има гладки очертания (в рамките на разстоянието), се нарича залив.

По време на експлоатацията на кораба могат да възникнат вдлъбнатини в пода (страни, дъно, палуба и др.) В резултат на компресия на корпуса на кораба от лед, сблъсъци с други кораби, когато товарът се удари в палубата, замръзване на вода в танкове и др.

Гофри (фиг. 105, c) са поредица от заливи, разположени между рамки или надлъжни греди и придаващи на конструкцията на кораба оребрен вид. Набръчквания се образуват по-често в края на носа.

Ориз. 105. Деформации на корпусни конструкции:
a - вдлъбнатина (залив) на листа, b - вдлъбнатина на страната, c - гофриране на страната

Повърхностни или през пукнатини - разрушаване в конструктивни елементи. Местата, където се появяват пукнатини, са всякакви изрези в ъглите на подовете, заварки, пресичане на рамката с напречни прегради и др.

На фиг. 106 показва пукнатини 2 в подовата стена 1 в местата, където преминават надлъжните дънни греди 3; на фиг. 107 - пукнатини 2 в напречната преграда в точките на свързване с надлъжната преграда 4 и в точките на твърди връзки със скоби 5, монтирани между преградите. Появяват се пукнатини в подводната част на външната обшивка поради умора на метала под въздействието на вибрации.

Ориз. 106. Пукнатини в стената на пода в местата, където преминават надлъжните долни греди:
1 - етаж, 2 - пукнатини, греда

Ориз. 107. Пукнатини в напречната преграда:
1 - напречна преграда, 2 - пукнатини в местата, където са монтирани „твърди точки“, 3 - дънна обшивка, 4 - надлъжна преграда, 5 - скоби, свързващи прегради

Разкъсването (фиг. 108) е разрушаване, при което конструкцията на корпуса на кораба се разделя на части.

Ориз. 108. Разрушаване на страничната обшивка (разкъсване) в областта на лъка

Дупките са локално разрушаване (разкъсване) на тавани. На фиг. 109 показва дупка в бордовата обшивка на кораба, в резултат на сблъсък с други кораби.

Ориз. 109. Дупка в страничната обшивка на кораба в резултат на сблъсък

Счупване на тялото - остатъчна деформация, характеризираща се с промяна в еластичната линия на тялото, възниква, когато надлъжните връзки са разрушени и загубят стабилност.

Ремонт на корпуса се извършва, когато:
пълно разрушаване (пукнатини, разкъсвания, счупвания) на метала в отделни конструкции на корпуса;
частично разрушаване (корозионно износване, абразия, драскотини) на основния метал или заварките;
локално механично увреждане на настилката на конструкцията на корпуса заедно с комплект (вдлъбнатини) или отделни листове (намотки);
остатъчна деформация на корпуса на кораба (загуба на устойчивост и др.), повишено гофриране на настилката на корпусните конструкции; появата на течове в нитови шевове; изтъняване на метала поради корозивно износване; повишени общи деформации на корпуса на кораба; интензивно ерозионно износване на изпъкналите части на външната обшивка в подводната част на кърмовия край.