Динамические расчеты прочности судовых конструкций

Репринтное издание

Книга посвящена расчетам прочности судовых конструкций и вибрации под действием динамически прилагаемых нагрузок в основном применительно к судам внутреннего плавания. Изложена общая теория малых упругих свободных и вынужденных колебаний систем с одной и несколькими степенями свободы, а также призматических балок. Описаны причины, вызывающие вибрацию отдельных судовых конструкций и всего корпуса в целом, и методы расчета общей и местной вибрации. Приведены расчеты динамической прочности при ударе волн в корпус судна, меры борьбы с вибрацией, а также описывается аппаратура для экспериментального изучения вибрации.
Книга является учебником для студентов старших курсов кораблестроительных факультетов и может быть полезной работникам конструкторских бюро, проектирующим суда.

Оглавление
Предисловие
Введение
Глава 1. Системы с одной степенью свободы
§ 1. Уравнение движения
§ 2. Свободные колебания
Вязкое сопротивление. Пример. Гистерезисное сопротивление. Постоянная сила сопротивления
§ 3. Вынужденные колебания
Колебания при гармонической возмущающей силе и комбинированном сопротивлении. Качественный анализ явления. Пример. Амортизация возмущающих усилий. Пример. Колебания, вызванные гармоническими перемещениями точки подвеса. Пример виброизоляции прибора. Колебания с нелинейной восстанавливающей силой
§ 4. Движение и коэффициенты динамичности при произвольном изменении возмущающей силы во времени
Общее решение. Мгновенное приложение постоянной силы. Сила, линейно возрастающая и остающаяся далее постоянной. Падение груза на балку
§ 5. Энергия
Мощность, необходимая для поддержания колебаний. Прохождение через резонанс. Энергетический метод определения собственных частот. Примеры
Глава 2. Системы с несколькими степенями свободы
§ 6. Свободные колебания
Применение уравнений Лагранжа. Применение ЭЦВМ. Главные координаты и главные колебания. Теорема Рэлея. Пример
§ 7. Вынужденные колебания
Общее решение. Пример
§ 8. Изгибные колебания балок с сосредоточенными массами
Общее решение в матричной форме. Пример определения собственных частот. Пример нахождения вынужденных колебаний
Глава 3. Призматические балки
§ 9. Свободные колебания
Общие положения. Решение в форме бесконечного ряда. Балка, свободно опертая на жесткие опоры. Свободная (безопорная) балка. Таблицы собственных частот и форм колебаний балок с различными закреплениями концов
§ 10. Вынужденные поперечные колебания
Вывод исходных дифференциальных зависимостей. Колебания без учета сопротивления. Решение в форме ряда. Колебания без учета сопротивления. Решение в замкнутой форме. Свободно опертая балка под действием момента у опоры. Балка под действием сосредоточенной силы в пролете
§ 11. Вынужденные колебания при наличии сопротивления
Решение в форме ряда. Решение в замкнутой форме с учетом сопротивления. Пример расчета в форме ряда и в замкнутой форме
§ 12. Влияние упругого основания и осевых сил на свободные поперечные колебания балки
Общее решение. Пример. Качественный анализ влияния упругого основания и продольной силы. Аналогия с задачей об устойчивости. Пример
§ 13. Продольные и крутильные колебания
Продольные колебания. Собственные колебания стержня со свободными концами. Крутильные колебания
§ 14. Метод парциальных откликов
Сущность метода. Система масс, совершающих вынужденные колебания. Пример
§ 15. Метод конечных элементов
Идея метода. Продольные колебания. Поперечные колебания. Пример
Глава 4. Силы, вызывающие вибрацию
§ 16. Усилия, вызываемые поршневыми механизмами
Инерционные усилия в одноцилиндровом двигателе. Инерционные усилия в многоцилиндровом двигателе. Опрокидывающие моменты двигателей
§ 17. Воздействие гребных винтов на корпус судна
Механическая неуравновешенность винта. Гидродинамическая неуравновешенность винта в окружающей его среде
Глава 5. Общая вибрация корпуса судна
§ 18. Дифференциальные уравнения колебаний
Уравнение изгиба и уравнение сдвига. Возможные упрощения в уравнениях
§ 19. Влияние забортной воды
Гравитационное влияние. Демпфирующее влияние. Инерционное влияние. Влияние мелководья. Присоединенные массы при местной вибрации пластин и перекрытий
§ 20. Свободные колебания. Метод Рэлея - Папковича
Функция формы в первом приближении. Ортогонализация функции формы с низшими тонами. Уточнение формы колебаний и частоты по основному дифференциальному уравнению. Учет вращения элементов корпуса и сдвигов
§ 21. Свободные колебания. Метод конечных разностей. Сведение двух дифференциальных уравнений к одному. Метод конечных разностей. Матричная форма записи и применение ЭЦВМ
§ 22. Приближенные формулы для частот свободных колебаний
§ 23. Вынужденные колебания
Решение в форме ряда. Пример. Решение в замкнутой форме. Интегрирование методом Рунге - Кутта. Вынужденные колебания скоростных судов с учетом гистерезисного сопротивления
Глава 6. Судовой набор
§ 24. Балки
Метод трех динамических моментов. Учет сопротивления. Пример
§ 25. Рамы
Выбор расчетного метода. Пример определения собственной частоты. Пример расчета вынужденных колебаний
§ 26. Перекрытия
Метод приравнивания прогибов. Пример. Энергетический метод Свободные колебания. Вынужденные колебания. Пример. Регулярные перекрытия. Колебания, вызванные перемещением контура. Пример. Собственные частоты колебаний перекрытия с большим числом (пять и больше) одинаковых и равноудаленных балок обоих направлений
Глава 7. Пластины
§ 27. Гибкие прямоугольные пластины небольшого прогиба
Основное дифференциальное уравнение. Собственные частоты свободно опертой пластины. Пример. Вибрация свободно опертой пластины, вызванная колебаниями ее контура. Собственные частоты пластины, жестко заделанной на кромках. Вибрация жестко заделанной пластины, вызываемая колебаниями ее контура
§ 28. Тонкие пластины, гнущиеся по цилиндрической поверхности
Учет напряжений распора. Вывод дифференциального уравнения колебаний. Напряжения в пластине. Пример
Глава 8. Динамическая прочность судов и судовых конструкций
§ 29. Динамические нагрузки корпуса судна и общие методы их определения
§ 30. Суда на подводных крыльях
Метод расчета. Пример
§ 31. Катера
§ 32. Водоизмещающие гибкие суда
§ 33. Удар волны в обшивку
Глава 9. Меры борьбы с вибрацией
§ 34. Вибрация на плавающих судах и ее нормирование
Сведения о судовой вибрации. Шум
§ 35. Мероприятия по ослаблению вибрации и шума
Антивибрационные мероприятия в процессе проектирования судна. Подкрепление пластин ребрами жесткости. Изоляция корпуса от возмущающих усилий. Борьба с вибрацией на построенных судах
§ 36. Экспериментальное исследование вибрации
Задачи экспериментальных исследований. Аппаратура. Обработка показаний приборов
Указатель литературы