Романюта Дмитрий Александрович, аспирант кафедры кораблестроения
Romanyuta Dmitriy Alexandrovich, Post-graduate student of the Department of Shipbuilding
В статье выполнен анализ формы отпечатка и характера распределения давления по пятну контакта от колес на накатных судах, требуемых Правилами Российского Речного Регистра (РРР). Установлено, что предписываемая РРР прямоугольная форма пятна контакта от колеса в большинстве случаев соотносится с реальными условиями. Распределение равномерных давлений по длине отпечатка колеса не соответствует фактической картине, а в направлении ширины – допустимо. Представлена формула, описывающая некоторую параболическую функцию и отображающая форму неравномерного давления вдоль пятна контакта. С помощью специализированного программного комплекса FEMAP with NX NASTRAN методом конечных элементов произведена оценка напряженнодеформированного состояния перекрытий двух накатных судов от воздействия колес грузового и легкового автомобиля. Расчет выполнен с учетом двух видов нагрузок: при равномерном и параболическом характере распределения давлений вдоль пятна контакта. Пиковое значение давления при параболической форме оказалось в 1,5 раза больше, чем при равномерной. Разница в результатах прочностного анализа по максимальным перемещениям и напряжениям в балках составила около 3 %. В то же время максимальные значения напряжений в настиле при разных формах распределения давления по отпечатку колеса отличаются на 10–11 %. Использование предложенной формулы, описывающей параболический характер нагрузки по длине пятна контакта, может быть существенно при определении размеров отпечатка колеса, величины максимального напряжения в настиле и значения допускаемого остаточного прогиба настила в соответствии с требованиями ПРРР.
The article analyzes the shape of the imprint and the nature of the pressure distribution over the contact patch from the wheels on rolling ships, required by the Rules of the Russian River Register (RRR). It has been found that the rectangular shape of the contact patch from the wheel prescribed by the RRR in most cases corresponds to real conditions. Distribution of uniform pressures along the length of the imprint of the wheel does not correspond to the actual picture, but in the direction of the width it is permissible. A formula is presented that describes a certain parabolic function and displays the form of non-uniform pressure along the contact patch. Using the specialized software complex FEMAP with NX NASTRAN, the finite element method was used to assess the stress-strain state of the floors of two trailer ships from the impact of the wheels of a truck and a car. The calculation was carried out taking into account two types of loads: with a uniform and parabolic nature of the pressure distribution along the contact patch. The peak value of the pressure with a parabolic shape turned out to be 1.5 times higher than with a uniform one. The difference in the results of the strength analysis for the maximum displacements and stresses in the beams was about 3%. At the same time, the highest stress values in the flooring, with different forms of pressure distribution over the wheel imprint, differ by 10–11%. The use of the proposed formula, which describes the parabolic nature of the load along the length of the contact patch, can be essential in determining the dimensions of the wheel imprint, the value of the maximum stress in the flooring, and the value of the admissible residual deflection of the flooring, in accordance with the requirements of the RRR Rules.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.