оценка глобальных ледовых нагрузок как обратная задача внешних сил строительной механики корабля

摘要

Объект и цель научной работы. Объектом научного исследования являются глобальные ледовые нагрузки, действующие на корпус судна, движущегося во льдах. Целью работы является классификация ледовых нагрузок на корпус судна с точки зрения строительной механики корабля, а также разработка методики определения глобальной ледовой нагрузки при взаимодействии судна с торосом. Материалы И методы. Используются данные натурных испытаний ледоколов и расчетные процедуры, основанные на методе конечных элементов. Основные результаты. Предложена классификация глобальных ледовых нагрузок, действующих на корпус судна, движущегося во льдах. На примере методики оценки глобальной ледовой нагрузки, возникающей при взаимодействии судна с торосом, показан подход к решению обратной задачи строительной механики корабля - оценки внешней нагрузки по известным реакциям сооружения. Заключение. Задача об определении параметров действующей глобальной ледовой нагрузки может рассматриваться как обратная задача строительной механики и теории корабля - определение закона изменения силы по известным реакциям. При этом следует разделять задачу определения параметров фактической ледовой нагрузки и задачу назначения расчетных нагрузок. Необходимо принимать во внимание временный характер ледовых нагрузок, а также их изменчивость во время действия. Последнее создает предпосылки для рассмотрения задач о ледовой нагрузке в вероятностной постановке.%Object and purpose of research. This paper studies global ice loads acting on the hull of the ship moving in ice. The purpose of the study is to classify the ice loads acting on the hull in terms of naval structural mechanics, as well as to develop the determination procedure for global ice load during ship interaction with the ridge. Materials and methods. The paper is based on the full-scale test data for icebreakers and on FEM-based calculation procedures. Main results. The paper suggests the classification of the ice loads acting on the hull of the ship moving in ice. The case study of the global ice load assessment procedure for ship interaction with a ridge illustrates the approach to solving the inverse problem of naval structural mechanics, i.e. assessment of the external load based on the known structural responses. Conclusion. Determination of the global ice load can be regarded as the inverse problem of naval structural mechanics and ship theory, i.e. determination of the force variation law based on the known responses. Determination of the actual ice load parameters shall be distinguished from the assignment of design loads. It shall be taken into account that ice loads are temporary and vary during their action. The latter circumstance provides the prerequisites for investigating ice load problems in the probabilistic formulation.