Kaikki auton virittämisestä

Asus UX305FA. Onko kehon muodonmuutos normaalia? Laivan rungon muodonmuutosmittari Muodonmuutostyypit ja niiden esiintymisen syyt

Neuvostoliiton rekisterin säännöt sallivat laivan rungon muodonmuutoksen suurella aallolla, jonka poikkeutusnuoli ei ylitä 0,001 laivan pituudesta. Kun päädieselmoottori on sijoitettu aluksen keskiosaan, koneen perustuksen, koneen rungon ja kampiakselin kanssa yhteensovitetut rungon osat kokevat taivutusmuodonmuutoksia.
Jotta muodonmuutos olisi mahdollisimman pieni, osa koneen perustuksen alle asetetuista rungoista ja itse perustus jäykistetään. Tämä ei kuitenkaan täysin poista koneen rungon muodonmuutoksia. Yhden Doxford-dieselmoottorin koneen rungon pituus on siis yli 18 m. Mittattaessa sen elastista muodonmuutosta taipumanuoli saavutti 1 mm:n.
Joskus koneen runkojen ja kampiakselien merkittäviä muodonmuutoksia havaitaan suhteellisen lyhyissä dieselmoottoreissa; Ilmeisesti syynä tässä on sarjan ja koneen perustuksen riittämätön jäykkyys.
Esimerkiksi moottorialuksella "Port Manchester" kahdella 14-sylinterisellä V-muotoisella Pilstik-dieselmoottorilla (LG = 5660 hv l = 464 rpm) 2500 käyttötunnin jälkeen toisen dieselmoottorin kampiakseli epäonnistui. Tutkimuksen tuloksena todettiin, että rungon laakerien kannattimien taipuma-arvot laivan rungon ja itse dieselmoottorin (lämmitetty tai kylmä dieselmoottori, laiva lastattu tai painolastissa) eri olosuhteissa saavuttavat 1,8 mm. . Tällaisten muodonmuutosten olisi pitänyt johtaa kampiakselin rikkoutumiseen nopeasti kehittyvän väsymisprosessin vuoksi.
On myös muita tietoja. Moottorialuksen "San Francisco" päädieselmoottorin kampiakselin joustavien aukkojen mittaukset osoittivat, että niiden värähtelyjen amplitudi kuormitetun aluksen aikana aallolla saavuttaa 0,3 mm ja taipuma aluksen rungon nuoli on 70 mm. Se ei ole niin paljon.
Mutta on myös vakavia tapauksia. 6-sylinterisen Doxford-dieselmoottorin halkaisijaltaan 580 mm kampiakselin tiedetään rikkoutuvan akselin jännitysvaihteluiden suuren amplitudin vuoksi, kun alus purjehtii suurella aallolla, täyteen lastattuna ja painolastissa. Onnettomuuden tutkinnan aikana havaittiin, että suurin ero kampiakselin poskiaukoissa oli 0,762 mm.
Mutta yleensä viimeisten 15 vuoden aikana valmistettujen tehokkaiden hidaskäyntisten dieselmoottoreiden kampiakselien vikaantuminen on erittäin harvinainen tapahtuma. Koko sodanjälkeisen ajanjakson aikana BMP-alusten päädieselmoottoreiden kampiakselien vikaantuminen oli vain kaksi.
Lisäksi suurimmassa osassa uusia aluksia, tankkereista puhumattakaan, päädieselmoottori ei sijaitse laivan keskellä, vaan perässä, ja kampiakselit eivät koe sellaisia ​​taivutusrasituksia edes voimakkaalla nousulla. se pitäisi ottaa huomioon.
Ei ole tarvetta esittää koko kampiakselin kokemaa monimutkaisten jännitysten kompleksia, varsinkin vahvan nousun aikana, varsinkin kun näiden jännitysten luonne ja jakautuminen ei riipu niinkään itse akselin rakenteesta, vaan sen jäykkyydestä. perustus ja perustuksen alla oleva runkorakenne sekä kuiluasennuksen luonteesta. Mitä tulee laakerien kulumisnopeuteen, se varmasti kasvaa, jos kampiakseli kokee lisää elastista muodonmuutosta perustan riittämättömän jäykkyyden vuoksi, mutta mitä enemmän nykyaikaisten dieselmoottoreiden rakentamistekniikka paranee, sitä enemmän dieselmoottorin pääkomponenttien kulutuskestävyys kasvaa. .
On kuitenkin huomattava, että tšekkiläisten asiantuntijoiden tutkimusten mukaan kampiakselin muodonmuutosolosuhteissa toimivan dieselmoottorin 6S275IIIPV rungon laakerien paineet erosivat lasketuista 30-50% noususuunnassa. Tämä selittyy painekenttien epäsymmetrisellä jakautumisella suhteessa laakerin pituusakseliin.

Kaikilla rakennuksilla on erilainen herkkyys sateelle ja perustusmaan liikkeelle, mitä voi tapahtua rakentamisen ja käytön aikana, herkkyyden asteen määrää pääasiassa niiden jäykkyys.

Jäykkyydestä riippuen kaikki rakennukset ja rakenteet jaetaan kolmeen päätyyppiin:

  1. aivan kovaa
  2. jolla on rajallinen jäykkyys
  3. täysin joustava

Täysin jäykät rakenteet niillä on erittäin suuri jäykkyys pystysuunnassa. Esimerkki tällaisesta rakenteesta olisi torni tai savupiippu. Merkittävän jäykkyytensä vuoksi nämä rakenteet eivät ole alttiina taipumiselle tai muille paikallisille muodonmuutoksille ja kokevat painumisen yhtenä massana. Esimerkiksi Pisan kalteva torni kallistuu yhtenä massana (kallistuksena).

Täysin joustavat rakenteet ulkoisten kuormien vaikutuksesta ne seuraavat pohjan sedimenttejä, kun taas niissä ei käytännössä synny ylimääräisiä voimia. Tällaisia ​​rakenteita ovat esimerkiksi ylikulkusillat tai maalämpöjohdot.

Yksilörakentamisessa ehdottoman joustavat ja ehdottoman jäykät rakenteet ovat äärimmäisen harvinaisia, useimmiten kyse on rakennuksista lopullinen kovuus. Tällaiset rakenteet, joissa kehittyy epätasaisia ​​painumia tai maan liikkeitä, saavat muodonmuutoksia, jotka ilmaistaan ​​rakennusten yksittäisten osien kaarevuuksissa. Rajallisen jäykkyyden ansiosta ne pystyvät antamaan jonkin verran vastustuskykyä epätasaiselle painumalle, tasoittamalla sen, minkä seurauksena kantaviin seiniin ja seiniin syntyy voimia, joita ei usein oteta huomioon suunnittelussa, mikä voi johtaa halkeamia, jotka häiritsevät rakennusten normaalia toimintaa.

Yleisimmät rakennusten muodonmuutokset yksittäisissä asuinrakennuksissa:

Riisi. 1. Taipuma


Kuva 2. Taivutus


Riisi. 3. Vaihto.

Äärillisen jäykkyyden omaavat rakennukset voidaan puolestaan ​​jakaa kahteen muuhun alatyyppiin:

  • ehdollisesti jäykkä, jolle L\H =< 3
  • ehdollisesti joustava, jolle L\H > 3,

G de L on rakennuksen pisimmän seinän pituus, H on rakennuksen rakenneosan korkeus (yleensä tämä on kaikkien kerrosten korkeus + perustuksen korkeus, kattoa ei huomioida).

Tässä on kaksi esimerkkiä tällaisista rakennuksista vakioprojektiluettelostamme:

  • Ehdollisesti jäykkä talo projektin mukaan; L = 15,5 metriä, H = 8,5 metriä, suhde L\H = 1,8
  • Ehdollisesti joustava talo projektin mukaan; L = 16,5 metriä, H = 4,8 metriä, suhde L\H = 3,4

Uskotaan, että ehdollisen jäykät kokevat taipumaa (taivutusta) tai leikkausmuodonmuutoksia pienemmässä määrin, mutta vain kantapäässä kuten ehdottoman jäykissä. Joissakin tapauksissa tämä pitää paikkansa, mutta jotta lopullisesti selvitettäisiin, kuinka rakennus käyttäytyy tietyissä muodonmuutoksissa, on otettava huomioon tärkeimpien kantavien ja ympäröivien rakenteiden materiaalit, rakennuksen yleinen taivutus- ja leikkausjäykkyys. ja laskea myös näiden rakennusten päärakenteissa syntyvät voimat.

Useimmissa tapauksissa tämä mallinnusvoimien ongelma rakennusrakenteissa ratkaistaan ​​vähentämällä koko rakennus tiettyyn abstraktiin palkkiin elastisella pohjalla annetuilla jäykkyysindikaattoreilla. Tässä tapauksessa on mahdollista määrittää taivutusmomentti ja leikkausvoima rakennuksen osassa. Ja tietäen nämä voimatekijät, laske kunkin rakenneosan voimat, jotka syntyvät perustusmaan epätasaisten liikkeiden aikana.

Esimerkiksi VSN 29-85 tarjoaa seuraavan kaavan voimien (taivutusmomentti ja leikkausvoima) laskemiseksi maaperän huurteen suuruudesta riippuen:


Riisi. 4. Kaavat taivutusmomentin M ja leikkausvoiman F laskemiseksi VSN 29-85:stä.

Tässä kaavassa:

B, B 1 - kertoimet rakennuksen suunnittelusta riippuen (katso VSN 29-85, kuva 5 ja 6);

Rakennuksen jäykkyys on vähennetty yksinkertaiseksi palkkiksi;

Δh fi - ero rakennuksen eri osien kallistusmuodonmuutoksissa;

L - rakennuksen pisimmän seinän pituus

Voimien laskenta eri rakennusrakenteissa suoritetaan sitten seuraavalla kaavalla:

Riisi. 5. Kaavat erilaisten rakennusrakenteiden voimien laskentaan.

jossa i, i ovat tarkasteltavana olevan elementin osan taivutus- ja leikkausjäykkyys, vastaavasti;
G - leikkausmoduuli, yleensä otetaan 0,4E
Yleensä rakennuksen jäykkyys syntyy toisiinsa yhdistettyjen rakenteiden järjestelmällä:
  • säätiön pohja;
  • säätiö;
  • seinät;
  • teräsbetoni vyöt;
  • teräsbetonilattiat

Rakennuksissa, jotka on rakennettu melko hauraista materiaaleista, esimerkiksi hiilihapotettu betoni, seinillä on alhainen taivutus- ja leikkausjäykkyys erityisesti aukkojen alueilla. Ja suurikokoisista keraamisista kivistä ("lämmin keramiikka") tehdyillä seinillä, joissa on pystysuorassa vain ponttiliitokset eikä pystysuorat liimaliitokset, periaatteessa ei ole leikkausjäykkyyttä. Tässä tapauksessa rakennuksen pääjäykkyyden määräävät suurelta osin muut edellä luetellut rakenneosat.

Siten, kun ratkaistaan ​​rakennuksen normaalin toiminnan varmistamisen ongelma tulevaisuudessa, on tarpeen lähestyä sen suunnittelua järjestelmällisesti ja ottaa huomioon:

  1. Rakennuksen kokonaismitat, erityisesti sen rakenneosan korkeus (H) ja pisimmän seinän pituus (L) sekä niiden suhde.
  2. Maaperän epätasaisten painumien tai muiden liikkeiden esiintymisen todennäköisyys, joka määräytyy sen homogeenisuuden, kimmomoduulin arvon ja nosto-ominaisuuksien perusteella.
  3. Perustuksen pohjan jäykkyys.
  4. Säätiön jäykkyys.
  5. Seinien jäykkyys ja niiden aukkojen jäykkyys.
  6. Lattian jäykkyys.
  7. Hihnojen vahvistaminen.

Kun nämä tekijät otetaan huomioon, on mahdollista ymmärtää, miksi ei ole kovin järkevää käyttää laattaperustuksia tasaisissa yksikerroksisissa rakennuksissa, kuten meidän tai Z10-projektissa:


Riisi. 6. Hanke K-106-2


Riisi. 7. K-106-2-projektin suunnitteluratkaisu.

Tässä projektissa suhde L\H=4,2 käytettäessä MZLF:ää ja laattaperustalla L\H on yhtä suuri kuin 5, ts. talo on erittäin herkkä muodonmuutoksille, eikä se kestä epätasaista sadetta ja maaperän liikkeitä. Laattaperustuksissa ei ole tarvittavaa taivutusjäykkyyttä, ja USHP-tyyppisillä ripalaatoilla, joiden ripaleikkauksen korkeus on 200-300 mm, on myös tarvittava leikkausjäykkyys.

Laattaperustuksen tilannetta voidaan parantaa, mutta on otettava huomioon, että yksikerroksisessa rakennuksessa ylemmän vahvistetun hihnan suorituskykykerroin ei yleensä ylitä 20 % maksimista, koska hihna on mahdollista liukua pitkin muurausta tai jopa repiä pois. Interfloor-vahvistetut hihnat toimivat paljon paremmin, koska niihin kohdistuu merkittäviä päällekkäisten rakenteiden kuormituksia, jotka lisäävät kitkavoimia vahvistetun hihnan ja seinän välisissä liitoskohdissa. Samasta syystä U-muotoiset lohkot ovat suositeltavia vahvistettujen hihnojen rakentamiseen, koska ne lisäävät hihnan tarttumisaluetta seinään. Joissakin tapauksissa panssaroidun vyön toimintateho nousee 30-35 prosenttiin.

Toinen vaihtoehto laattaperustuksen käyttämiseen rakennuksissa, joiden suhde on L\H > 3, on lisätä pohjan jäykkyyttä esimerkiksi asentamalla paksuja tyynyjä hyvin tiivistetystä murskeesta, mutta useimmissa tapauksissa sen käyttö näyttää järkevämmältä. suhteellisen korkea MZLF perustana.

Kaikki rakenteet kokevat erilaisia ​​muodonmuutoksia, jotka aiheutuvat suunnittelun piirteistä, luonnonolosuhteista ja ihmisen toiminnasta.

Rakennusten ja rakenteiden muodonmuutosten havainnointi alkaa niiden rakentamishetkestä ja jatkuu käytön aikana. Ne edustavat mittaus- ja kuvailevien toimenpiteiden kompleksia muodonmuutosten suuruuden ja niiden esiintymisen syiden tunnistamiseksi.

Havaintotulosten perusteella varmistetaan suunnittelulaskelmien oikeellisuus ja tunnistetaan kuvioita, joiden avulla on mahdollista ennakoida muodonmuutosprosessi ja ryhtyä oikea-aikaisiin toimenpiteisiin niiden seurausten poistamiseksi.

Monimutkaisissa ja kriittisissä rakenteissa havainnot alkavat samanaikaisesti suunnittelun kanssa. Tulevalla rakennustyömaalla tutkitaan luonnontekijöiden vaikutusta ja samalla luodaan tukikylttijärjestelmä niiden vakavuuden määrittämiseksi etukäteen.

Rakenteen jokaisessa rakentamis- tai käyttövaiheessa sen muodonmuutoksia tarkkaillaan tietyin väliajoin. Tällaisia ​​kalenterisuunnitelman mukaan suoritettuja havaintoja kutsutaan systemaattisiksi.

Jos ilmenee tekijä, joka johtaa jyrkkään muutokseen normaalissa muodonmuutoskulussa (perustuksen kuormituksen muutos, ympäristön lämpötila ja itse rakenne, pohjaveden korkeus, maanjäristys jne.), tehdään kiireellisiä havaintoja.

Rinnakkain muodonmuutosten mittauksen kanssa niiden esiintymisen syiden tunnistamiseksi järjestetään erityisiä havaintoja maaperän ja pohjaveden kunnon ja lämpötilan muutoksista, rakenteen rungon lämpötilasta, sääolosuhteista jne. Muutokset rakenteessa kuorma ja asennettujen laitteiden kuormitus kirjataan.

Havaintojen suorittamiseksi laaditaan erityinen projekti, joka sisältää yleensä:

työn toimeksianto;

yleistiedot rakenteesta, luonnonoloista ja toimintatavoista;

tavanomaisten ja muodonmuutosmerkkien asettelu;

havaintojen kaavio;

vaaditun mittaustarkkuuden laskeminen;

havaintojen kalenterisuunnitelma (aikataulu);

esiintyjien kokoonpano, työn laajuus ja arviot.

Päätarkoitus on seurata Nakhodkan kaupungin pohjoisen mikropiirin rakennekompleksin muodonmuutoksia (KPD-80-tehdas - päärakennus, betonisekoitus, sementtivarasto, ruokala, hallinto- ja viihdekompleksi, kuten sekä asuinrakennukset) oli hankkia tietoa rakenteiden vakavuuden arvioimiseksi ja oikea-aikaisten ennaltaehkäisevien toimenpiteiden toteuttamiseksi sekä hyväksyttyjen rakennustekniikoiden ja perustuksessa käytettyjen paalumallien laadun tarkistaminen.

Havaintomateriaalin toimitti tieteellinen ohjaaja L.I. Poltorak.

1. Muodonmuutostyypit ja niiden esiintymisen syyt

Suunnitteluominaisuuksista ja ihmisen toiminnan luonnollisista olosuhteista johtuen rakenteet kokonaisuudessaan ja niiden yksittäiset elementit kärsivät monenlaisista muodonmuutoksista.

Yleensä termin alla muodonmuutos ymmärtää havaintokohteen muodonmuutosta. Geodeettisessa käytännössä muodonmuutosta on tapana pitää kohteen sijainnin muutoksena suhteessa johonkin alkuperäiseen.

Rakenteen massan jatkuvan paineen alaisena sen perustan pohjan maaperä tiivistyy (puristuu) vähitellen ja siirtyy pystytasossa tai luonnos rakenteet. Oman massan paineen lisäksi rakenteen painuminen voi johtua muista syistä: karsti- ja maanvyörymäilmiöt, pohjaveden pinnankorkeuden muutokset, raskaan kaluston toiminta, liikenne, seismiset ilmiöt jne. Kun huokoisen ja irtonaisen maaperän rakenne muuttuu radikaalisti, muodonmuutoksia tapahtuu nopeasti ajan kuluessa, ns nosto.

Siinä tapauksessa, että rakenteen perustan alla olevat maaperät puristuvat epätasaisesti tai maaperän kuormitus on erilainen, painuma on epätasainen. Tämä johtaa muun tyyppisiin rakenteiden muodonmuutoksiin: vaakasuuntaisiin siirtymiin, siirtymiin, vääristymiin, taipumiin, jotka voivat ulkoisesti ilmetä halkeamien ja jopa vikojen muodossa.

Puolueellisuus vaakatasossa olevat rakenteet voivat johtua maaperän, veden, tuulen jne. sivuttaispaineesta.

Korkeat tornityyppiset rakenteet (piiput, tv-tornit jne.) testataan vääntö Ja mutka johtuu epätasaisesta aurinkolämpöstä tai tuulenpaineesta.

Muodonmuutosten tutkimiseksi rakenteen tunnusomaisissa paikoissa pisteet tallennetaan ja niiden tila-aseman muutokset määritetään valitun ajanjakson aikana. Tässä tapauksessa tietty paikka ja aika otetaan alkuasetuksiksi.

Absoluuttisen tai koko sedimenttiä S rakenteeseen kiinnitetyt pisteet määräytyvät ajoittain niiden merkit H suhteessa alkuperäiseen vertailupisteeseen, joka sijaitsee kaukana rakenteesta ja pidetään paikallaan. Ilmeisesti pisteen syväyksen määrittämiseksi nykyisellä ajanhetkellä suhteessa havaintojen alkuun on tarpeen laskea näillä hetkillä saatu korkeusero, ts. S=Hvirta-Halku. Samalla tavalla voit laskea sademäärän edellisen ja seuraavien havaintojaksojen (jaksojen) väliseltä ajalta.

Keskiverto luonnos Sav koko rakenne tai sen yksittäiset osat lasketaan sen kaikkien n pisteen ratkaisujen summan aritmeettisena keskiarvona, ts. Sav=?S/n. Yleisten ominaisuuksien täydellisyyden vuoksi ilmoita keskimääräisen luonnoksen lisäksi suurin Snaib ja pienin Sname rakenteiden pisteiden laskeutumat.

Epätasaisuus sademäärä voidaan määrittää sademäärän eron perusteella ?S mitkä tahansa kaksi pistettä 1 ja 2, ts. .?S1,2=S2-S1.

Pankki Ja kaltevuus rakenteet määritellään kahden rakenteen vastakkaisilla reunoilla sijaitsevien pisteiden tai sen osien painumaerona valitulla akselilla. Kaltevuutta pituusakselin suunnassa kutsutaan raunioista, ja poikkiakselin suunnassa - vinossa. Rullauksen määrä suhteessa etäisyyteen l kahden pisteen 1 ja 2 välillä kutsutaan suhteellinen rulla K. Se lasketaan kaavalla K=(S2-S1)/l.

Vaakasuora siirtymä q rakenteen yksittäiselle pisteelle on tunnusomaista sen koordinaattien ero xtek, ytek Ja xbeginning, ybeginning, saatu nykyisessä ja alkuperäisessä havaintojaksossa. Koordinaattiakselien sijainti on pääsääntöisesti sama kuin rakenteen pääakselit. Laske siirtymät yleisessä tapauksessa kaavojen avulla qx=xtek-xstart; qy=ycurrent-beginning. Samalla tavalla voit laskea edellisen ja seuraavien havaintojaksojen väliset siirtymät. Vaakasuuntaiset siirtymät määritetään myös yhtä koordinaattiakselia pitkin.

Vääntö pystyakselin ympäri on tyypillistä lähinnä tornimaisille rakenteille. Se määritellään muutoksena kiinteän pisteen säteen kulma-asemassa, joka on vedetty tutkittavan vaakaleikkauksen keskustasta.

Muutos muodonmuutoksen suuruudessa valitulla aikavälillä on tunnusomaista keskinopeus muodonmuutos vav. Esimerkiksi tutkittavan pisteen keskimääräinen selvitysprosentti tietyn ajanjakson aikana t kahden syklin välillä i Ja j mitat ovat samat vav=(Sj-Si)/t. Keskimääräisen kuukausinopeuden välillä on ero t ilmaistuna kuukausien lukumäärällä ja vuosikeskiarvolla, milloin t- vuosien lukumäärä jne.

Laivan rungon muodonmuutosmittarilla tarkoitetaan paikan tai uppouman mittauslaitetta, jota voidaan käyttää meri- ja jokilaivojen ja -alusten ohjauksessa navigoinnin turvallisuuden varmistamiseksi ja laivan rungon murtumisen estämiseksi kovassa merenkäynnissä tai suuria kuormia vastaan.

Laite valvoo jatkuvasti rungon taipuma/taivutusnuolia ulkoisten vaikutusten alaisena suurella tarkkuudella, koska GNSS-antennit on asennettu samalle linjalle laivan runkoa pitkin sen keskitason suuntaisesti, kun taas prosessori määrittää poikkeama/taivutusnuolet etäisyydeksi. sisäisten vastaanottoantennien uloimpien keula- ja peräantennien nykyiset sijainnit yhdistävältä linjalta.

1 p.f., 2 ill.

Vaatimuksessa esitetty hyödyllisyysmalli liittyy paikan tai uppouman mittausvälineisiin ja sitä voidaan käyttää erityisesti ohjattaessa meri- ja jokilaivoja ja aluksia navigoinnin turvallisuuden varmistamiseksi ja laivan rungon poikittaismurtuman estämiseksi kovassa meressä tai suuria kuormia vastaan .

Laitteet ovat tunnettuja dynaamisten kuormien jatkuvaan valvontaan, mukaan lukien laivojen runkojen jännitykset ja muodonmuutokset (katso US-patentti 5942750, IPC H01J 5/16, NKI 250/227.14, 356/32, 340/555, US-patentti 6701260, IPC G01L). 00, NKI 702/43, 702.42, 73.863.636).

Nämä laitteet käyttävät kuituoptisia antureita, jotka on sijoitettu laivan rakenteen eri kohtiin, mittaamaan paikallisia muodonmuutoksia ja jännityksiä aluksen rungon metallissa.

Kuituoptiset anturit tallentavat jännityksen-puristuksen paikallisilla asennusalueillaan eivätkä anna riittävästi tietoa kotelon kunnon arvioimiseksi, jolle on tunnusomaista kotelon taipumis-/taivutusnuolien suuruus pystytasossa, esim. aaltokuormien vaikutus.

Tunnettu järjestelmä antennin asennuspisteiden suhteellisen sijainnin määrittämiseksi, joka perustuu vaihemittauksiin globaalissa satelliittinavigointijärjestelmässä (GNSS) (katso US-hakemus 2004/0212533, IPC G01S 5/14, NKI 342/357.08, op. 10.28.2004 , hyväksytty prototyypiksi).

Järjestelmä sisältää yhden perusvastaanottimen antennilla, useita lisävastaanottimia antenneilla, viestintäjärjestelmän ja tietokoneen laskelmia varten.

Tunnettu järjestelmä ei ratkaise laivan rungon taipuman/taivutuksen tarkkailuongelmia, mikä on ulkoisten kuormien vaikutuksen alaisen rungon muodonmuutoksen mittauksen objektiivinen ominaisuus.

Vaatimuksen kohteena olevalla laitteella ratkaistu tekninen ongelma on tarjota mahdollisuus jatkuvaan automaattiseen mittaukseen (seurantaan) aluksen rungon taipumis-/taipumisnuolien arvot ulkoisten vaikutusten vaikutuksesta navigoinnin turvallisuuden varmistamiseksi.

Tämä ongelma on ratkaistu, koska laivan rungon deformaatiomittarissa, joka sisältää globaalin navigointisatelliittijärjestelmän signaalivastaanottimia, joiden vastaanottoantennit on asennettu kiinteästi laivan runkoon, tiedonvaihtojärjestelmä ja prosessori, antennit on sijoitettu pitkin laivan runko samalla linjalla keulasta peräosaan yhdensuuntaisesti aluksen keskitason kanssa, ja prosessori on konfiguroitu laskemaan antennin kiinnityspisteissä olevien poikkeama-/taittonuolien nykyiset arvot antennin kiinnityspisteiden etäisyydeksi. sisäiset vastaanottoantennit uloimman keulan ja perän antennien nykyisen sijainnin yhdistävältä linjalta.

Yksi vastaanottimista, jonka antenni on asennettu laivan rungon äärimmäiseen keulaan tai perään, on perus, muut vastaanottimet ovat lisälaitteita.

Perusvastaanotin toimii tukiasematilassa, lisävastaanottimet toimivat reaaliaikaisessa kinematiikka (RTK) -tilassa liikkeen vaihemittausten (OTF) moniselitteisyysresoluutiolla. Tiedonvaihto GNSS-vastaanottimien välillä sekä tiedonanto vastaanottimista prosessorille tapahtuu tiedonvaihtojärjestelmän avulla.

Ehdotetun laitteen tarkkuusominaisuudet voidaan määrittää sillä ehdolla, että RTK-moodissa kahden antennin korkeuden yksikköeron (h) mittauksen neliökeskiarvovirhe (RMSE) on 20-30 mm:

Tällöin ulkoantennien ja sisäisten antennien () läpi kulkevan linjan yksikkökorkeuseron SCP ei ylitä arvoa:

Tiedetään, että suurilla laivoilla nousujakso ylittää 10 sekuntia ja GNSS-vastaanottimen lähettämän datan taajuus saavuttaa arvot 20-100 Hz. Siten on mahdollista käyttää menettelyä korkeuserojen yksittäisten arvojen keskiarvoistamiseen jopa 0,5 s:n aikavälillä, mikä vastaa RTK-tietojen mukaan N = 10-50 näytettä. Näin ollen SKP keskimääräisen taipuman/taivutuksen arvon laskemiseksi määrä

Kun N = 10 ja h = 30 mm, arvo 15 mm, mikä on melko hyväksyttävää, koska taipuma/poikkeama-arvot voivat ylittää 100-300 mm suurten alusten rungoissa. Näin ollen ehdotettu laite saavuttaa ratkaisun ongelmaan.

Ehdotetun teknisen ratkaisun olemus on havainnollistettu piirustuksen kuvassa 1, kuvassa 2 on esitetty antennien asento kotelon vääntyessä.

Piirustus osoittaa:

1 1 -1 n GNSS-signaalin antennivastaanotin;

2 1 -2 n GNSS-vastaanotinta;

3 - tiedonvaihtojärjestelmä vastaanottimien ja prosessorin välillä;

4 - tietokone vaihemittausten käsittelemiseksi kaikista GNSS-vastaanottimista;

5 - laivan runko alkuperäisessä ja vääntyneessä (kuva 2) tilassa.

Vastaanottoantenneilla varustettujen GNSS-signaalivastaanottimien lukumäärä n määräytyy aluksen rungon pisteiden lukumäärän perusteella, joille poikkeutus-/taittopuomi S 2 -S n-1 mitataan.

Kun laite on toiminnassa, GNSS-radiosignaalit vastaanotetaan vastaanottoantenneista 1 1 -1 n vastaavien GNSS-vastaanottimien 2 1 -2 n tuloihin ja koodi- ja vaihemittaustiedot GNSS-vastaanottimista tietokoneeseen 4, tiedonvaihtojärjestelmä 3.

Lisävastaanottimissa ongelmat ratkaistaan ​​seuraavassa järjestyksessä:

Vaihemittauksissa muodostuu eroja lisävastaanottimien, esimerkiksi 2 2 -2 n ja perusvastaanottimen 2 1 antennien välille;

Ratkaisee epäselvyyden reaaliaikaisessa kinematiikassa (RTK) liikkeen (OTF) vaihemittauksissa;

Lisävastaanottimien 12-2n antennien 12-1n nykyiset suorakulmaiset koordinaatit suhteessa antenniin 11 toposentrisessä koordinaattijärjestelmässä määritetään;

Computer 4 ratkaisee ongelmat seuraavassa järjestyksessä:

Vastaanottavien antennien 1 2 - 1 n nykyiset suorakulmaiset koordinaatit lasketaan suhteessa vastaanottoantenniin 1 1 toposentrisessä koordinaattijärjestelmässä;

Antennien 1 1 ja 1 n läpi kulkevan linjan virtaparametrit lasketaan;

Aluksen rungon taipumien/taivuuksien arvot lasketaan antennien etäisyyden arvoina 1 2 -1 n-1 suhteessa antennien 1 1 ja 1 n läpi kulkevaan linjaan. (S2-Sn-1).

Antennien alkuasennossa (jos laivan rungon muodonmuutoksia ei ole) kaikki antennit sijoitetaan samalle suoralle viivalle ja kunkin vastaanottoantennin poikkeutus-/taittonuolen arvo on nolla (i = 0).

Navigoinnin aikana ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta aluksen runko vääntyy ja vastaavasti laivan runkoon kiinteästi kiinnitettyjen vastaanottoantennien 1 1 -1 n suhteellinen asento muuttuu (kuva 2). Tässä tapauksessa tietokoneessa 4 kunkin vastaanottoantennin lasketut poikkeutus-/taivutusnuolien S arvot eivät ole yhtä suuria kuin nolla, ja vertaamalla niitä tietokoneen ROM:n suuriin sallittuihin arvoihin voidaan arvioida turvallisuuden tasoa ja estää aluksen hajoamisen.

Laivan rungon deformaatiomittari, joka sisältää globaalin navigointisatelliittijärjestelmän signaalivastaanottimia, joiden vastaanottoantennit on kiinteästi asennettu laivan runkoon, tiedonvaihtojärjestelmän ja prosessorin, tunnettu siitä, että antennit on sijoitettu pitkin laivan runkoa samalle linjalle keula peräosaan, yhdensuuntainen keskilinjatason aluksen kanssa, ja prosessori on konfiguroitu laskemaan antennin kiinnityspisteissä olevien poikkeutus-/taittonuolien nykyiset arvot sisäisten vastaanottoantennien etäisyydenä linjasta, joka yhdistää uloimpien keula- ja peräantennien nykyinen sijainti.

Laivan rungon käyttöikä ja hyvä tekninen kunto riippuvat käyttöolosuhteista, huollon ja korjausten laadusta. Käytön aikana on tarpeen ryhtyä toimenpiteisiin vikojen poistamiseksi, jotta estetään kuluminen ja laivan rakenteiden vaurioituminen.

Tuotteiden ja rakenteiden tekninen kunto (ominaisuus), joka niiden on täytettävä käytön aikana, määritellään työpiirustusten ja teknisten eritelmien mukaisesti. Tuotteiden ja rakenteiden teknisen kunnon poikkeama teknisistä ehdoista aluksen rungon suhteen katsotaan virheeksi ja mekaanisessa osassa (moottori ja mekanismit) toimintahäiriöksi.

Osan tai rakenteen kuluminen ilmenee sen koon, muodon ja materiaalin mekaanisten ominaisuuksien muutoksena. Osan tai rakenteen kulumisesta johtuen sen luotettavuus ja kestävyys heikkenevät. Aluksen kulumisen määrää sen pääosien ja ennen kaikkea rungon kulumisaste. Laivan osan tai runkorakenteen kulutuskestävyys on sen kykyä kestää kulumista tietyissä käyttöolosuhteissa.

Kulumisnopeudelle on ominaista osan tai rakenteen kulumisprosessi, ja se määräytyy kulumisen määrän ja kulumisen välisen ajan suhteen (esimerkiksi ulkokuoren paksuuden vuotuinen oheneminen). Rungon rakenteiden kuluminen ja vauriot johtuvat seuraavista syistä: korroosio, eroosio ja metallin väsyminen.

Metallien korroosio on metallin tuhoutumista kemiallisten tai sähkökemiallisten prosessien seurauksena. Korroosion seurauksena laivojen rakenteet menettävät useita teknisiä ominaisuuksiaan. Siksi syövyttävän ympäristön kemiallisen tai sähkökemiallisen vaikutuksen vähentämiseksi metalliin käytetään useita ehkäiseviä toimenpiteitä (maalaus, galvanointi jne.).

Aluksen runkorakenteet ovat alttiina syövyttävälle kulumiselle sekä ulkopuolelta että sisältä. Runkorakenteiden syövyttävä kuluminen ilmenee sekä metallin paksuuden tasaisena pienenemisenä suhteellisen suurilla alueilla että yksittäisinä onteloina, joiden syvyys saavuttaa joissain tapauksissa merkittävän osan metallin paksuudesta.

Kaikkien rungon osien ja päällysrakenteiden metallirakenteet ovat enemmän tai vähemmän alttiina olosuhteille, jotka vaikuttavat suotuisasti korroosioprosessin kiihtymiseen. Seuraavat ovat alttiina suurimmalle korroosiokulumiselle: sivupinnoitelevyt muuttuvan vesiviivan alueella; kansilevyt paikoissa, joissa vesi pysähtyy; kehykset alueilla, joilla ne leikkaavat kansien kanssa, jonne kerääntyy kosteutta; neuleet pilssissä; laipiot ruumissa kansien ja tasojen risteyksessä; kattilahuoneiden ja konekattilahuoneiden, lastitilojen (kuljetettaessa tavaroita sisäisellä lämmöntuotannolla), hiilikaivoksilla, jotka ovat alttiina paitsi kostealle ilmalle, myös kohonneille lämpötiloille, mikä edistää metallin korroosiota; potkuriakselitunneleiden vuoraus, säiliöalusten kannet (öljylastihöyryjen vaikutus).

Metallien eroosio on prosessi, jossa metallipinta tuhoutuu ilmalla kyllästetyn vesivirran vaikutuksesta pisaroiden muodossa. Eroosioon kuuluu myös metallin tuhoutuminen kavitaatiovyöhykkeellä, jossa vesivirtaan muodostuu alennetun paineen tiloja. Eroosiolle alttiimpia ovat potkurivetoisten alusten perän ulkopinnoite, perätolppa, potkurin kiinnikkeet, ohjaussuuttimet ja potkurit. Metallien eroosiota voidaan vähentää käyttämällä lujia materiaaleja ja osien lämpökäsittelyä (karkaisua).

Aluksen rakenteiden vauriot jaetaan jäännösmuodonmuutoksiin ja tuhoutumiseen.

Jäännösmuodonmuutoksia ovat: kolhut, kierteet, poimut, rungon murtumat; tuhoon - halkeamia, repeämiä, reikiä. Aluksen rakenteiden vaurioituminen johtuu vakavista käyttöolosuhteista, onnettomuuksista, luonnonkatastrofeista, metallin väsymisestä sekä aluksen teknisen toiminnan sääntöjen rikkomisesta ja työpiirustuksista poikkeamisesta ja työskentelyn teknisten ehtojen rikkomisesta rakentamisen aikana. tai laivan rungon korjaus.

Kolhut (kuvat 105, a, b) edustavat rungon rakenneosan paikallista muodonmuutosta, ja niille on tunnusomaista taipumanuolen koko ja suuruus. Rungon levyissä olevaa kolhua, jolla on tasaiset ääriviivat (välin sisällä), kutsutaan lahdeksi.

Aluksen käytön aikana lattioissa (sivuilla, pohjalla, kannella jne.) voi syntyä kolhuja, jotka johtuvat aluksen rungon puristumisesta jään vaikutuksesta, törmäyksistä muihin aluksiin, lastin osuessa kannelle, veden jäätymisen seurauksena tankit jne.

Aallot (Kuva 105, c) ovat joukko lahtoja, jotka sijaitsevat runkojen tai pitkittäisten palkkien välissä ja antavat laivan rakenteelle uurteen ulkonäön. Poimutuksia muodostuu useammin nenän raajoihin.


Riisi. 105. Runkorakenteiden muodonmuutokset:
a - levyn kolhu, b - sivun kolhu, c - sivun poimutus

Pinta tai halkeamien läpi - rakenneosien tuhoutuminen. Paikkoja, joissa halkeamia esiintyy, ovat kaikenlaiset lattioiden kulmissa olevat leikkaukset, hitsit, rungon leikkauskohdat poikittaisilla laipioilla jne.

Kuvassa 106 esittää halkeamia 2 lattiaseinässä 1 paikoissa, joissa pituussuuntaiset pohjapalkit 3 kulkevat; kuvassa 107 - halkeamat 2 poikittaisessa laipiossa liitoskohdissa pitkittäisen laipion 4 kanssa ja jäykkien liitoskohtien kohdissa, joissa on kiinnikkeet 5, jotka on asennettu laipioiden väliin. Ulkokuoren vedenalaisessa osassa syntyy halkeamia, jotka johtuvat metallin väsymisestä tärinän vaikutuksesta.


Riisi. 106. Halkeamat lattian seinässä paikoissa, joissa pituussuuntaiset pohjapalkit kulkevat:
1 - lattia, 2 - halkeamat, palkki


Riisi. 107. Halkeamat poikittaislaipiossa:
1 - poikittainen laipio, 2 - halkeamat paikoissa, joissa "kovat kohdat" on asennettu, 3 - pohjapinnoite, 4 - pitkittäinen laipio, 5 - laipioita yhdistävät kannattimet

Repeämä (kuva 108) on vaurio, jossa aluksen rungon rakenne on jaettu osiin.


Riisi. 108. Sivupinnoitteen tuhoutuminen (repeämä) keulan alueella

Reiät ovat kattojen paikallista tuhoa (repeämiä). Kuvassa Kuvassa 109 näkyy reikä laivan sivupinnoitteessa, joka on syntynyt törmäyksestä muihin aluksiin.


Riisi. 109. Kolarissa syntynyt reikä aluksen sivupinnoitteessa

Rungon murtuma - jäännösmuodonmuutos, jolle on ominaista kehon elastisen linjan muutos, tapahtuu, kun pituussuuntaiset liitokset tuhoutuvat ja menettävät vakauden.

Rungon korjaukset suoritetaan, kun:
metallin täydellinen tuhoaminen (halkeamat, repeämät, murtumat) yksittäisissä runkorakenteissa;
epäjalometallin tai hitsausten osittainen tuhoutuminen (syövyttävä kuluminen, hankaus, naarmut);
rungon rakenteen kannen paikalliset mekaaniset vauriot yhdessä sarjan (lommot) tai yksittäisten levyjen (kelat) kanssa;
laivan rungon jäännösmuodonmuutos (vakavuuden menetys jne.), runkorakenteiden kannen lisääntynyt poimutus; vuotojen esiintyminen niittisaumoissa; metallin oheneminen syövyttävän kulumisen vuoksi; lisääntyneet aluksen rungon yleiset muodonmuutokset; ulomman kuoren ulkonevien osien voimakas erosiivinen kuluminen peräpään vedenalaisessa osassa.