Предельная прочность арктических судов

Монография посвящена обоснованию подходов к нормированию, разработке методов оценки прочности и проектирования конструкций ледовых усилений, учитывающих резервы пластического деформирования материала и адекватно описывающих основные формы ледовых повреждений.
В первой главе выполнен статистический анализ данных о повреждаемости судов ледового плавания, проведен анализ повторяемости ледовых воздействий, установлен нормативный уровень повреждаемости, обоснованы опасные состояния и сформулированы соответствующие им критерии: критерий предельной прочности и критерий ограниченной пластической деформации.
Во второй главе получены оригинальные решения для описания упругопластического деформирования конструкций ледовых усилений в процессе образования основных типов ледовых повреждений, и представлено их экспериментальное подтверждение. Решения обеспечивают возможности регламентации требований к прочности конструкций ледовых усилений по критерию ограниченной пластической деформации.
В третьей главе разработаны методы и расчетные модели, в совокупности составляющие комплексную методику проектирования конструкций ледовых усилений на основании критерия предельной прочности, ориентированную на использование в требованиях Правил Регистра.
Монография будет полезна студентам технических специальностей, специалистам научно-исследовательских институтов, университетов, конструкторских бюро и классификационных обществ, занимающихся вопросами оценки прочности и проектирования судовых конструкций, подвергающихся воздействию ледовых нагрузок.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ повреждаемости и обоснование критериев прочности корпусов судов ледового плавания и ледоколов
1.1. Анализ данных о повреждаемости судов ледового плавания в условиях продленной навигации в Арктике
1.1.1. Типы ледовых повреждений, «старые» и «новые» суда ледового плавания
1.1.2. Данные о повреждаемости «старых» судов ледового плавания
1.1.3. Данные о повреждаемости «новых» судов ледового плавания и ледоколов
1.2. Особенности и закономерности ледовой повреждаемости. Отдельные (допустимые) и массовые (недопустимые) ледовые повреждения
1.2.1. Качественные особенности и закономерности ледовой повреждаемости
1.2.2. Определение отдельных (допустимых) и массовых (недопустимых) повреждений
1.2.3. Отдельные и массовые повреждения и ледовые нагрузки
1.3. Анализ факторов повторяемости нагрузок и накопления пластических деформаций. Законы распределения ледовых нагрузок
1.3.1. Особенности работы конструкций за пределом упругости при многократном нагружении
1.3.2. Законы распределения ледовых нагрузок. Принцип однократного нагружения
1.4. Критерии и методы оценки прочности. Расчётные ледовые нагрузки. Принципы регламентации режимов движения во льдах
1.4.1. Основные понятия и допущения. Структура расчётных критериев
1.4.2. Критерий предельной прочности. Расчётные методы и модели оценки предельной прочности
1.4.3. Критерий ограниченной пластической деформации. Особенности расчетных моделей
1.5. Выводы по гл. 1
Глава 2. Методы расчета прочности конструкций ледовых усилений при глубоком пластическом деформировании
2.1. Принципы построения расчетных моделей
2.2. Методы расчета прочности конструкций из жесткопластического материала в геометрически нелинейной постановке
2.2.1. Основные положения теории предельного равновесия конечномерных систем
2.2.2. Учет геометрически нелинейных факторов при описании запредельного деформирования конструкций
2.2.3. Описание работы материала в шарнирах текучести
2.3. Деформирование локально загруженной пластин наружной обшивки при образовании бухтины
2.3.1. Модель запредельного деформирования пластины
2.3.2. Модель упругопластического деформирования пластины при активном нагружении и разгрузке
2.3.3. Корректировка и экспериментальная проверка модели деформирования пластины
2.4. Деформирование локально загруженной панели при образовании вмятины
2.4.1. Работа материала в пластических шарнирах
2.4.2. Запредельное деформирование изолированной балки
2.4.3. Запредельное деформирование балки со сдвиговым характером перехода в предельное состояние. Учет поддерживающего влияния поясков
2.4.4. Приближенная модель упругопластического и запредельного деформирования панели
2.4.5. Определение эмпирических коэффициентов и проверка модели деформирования локально загруженной панели
2.5. Деформирование локально загруженной листовой конструкции совместно с наружной обшивкой при образовании вмятины-выпучины
2.5.1. Расчетная схема системы листовая конструкция - наружная обшивка
2.5.2. Предельное состояние и запредельное деформирование изолированного листа
2.5.3. Запредельное деформирование системы листовой элемент - пластина наружной обшивки
2.5.4. Упругопластическое деформирование системы листовой элемент - пластина наружной обшивки
2.6. Практическое использование решений об упругопластическом и запредельном деформировании конструкций
2.7. Выводы по гл. 2
Глава 3. Методология проектирования конструкций ледовых усилений по критерию предельной прочности
3.1. Проектирование балок основного набора и балочных систем (бортовых перекрытий)
3.1.1. Иерархический принцип построения расчетных моделей бортовых перекрытий
3.1.2. Обобщённый метод гибкого проектирования сложных бортовых перекрытий
3.2. Требования к предельной прочности и устойчивости элементов поперечных сечений балочных конструкций
3.2.1. Основные положения
3.2.2. Устойчивость элементов поперечных сечений
3.2.3. Предельная прочность профиля при заваливании
3.2.4. Предельная прочность стенки при смятии
3.2.5. Предельная прочность кничных соединений
3.2.6. Оптимальное проектирование балочных конструкций
3.3. Требования к предельной прочности наружной обшивки
3.3.1. Существующие требования и усовершенствованная модель локально загруженной пластины
3.3.2. Требования к толщине наружной обшивки
3.4. Проектирование листовых конструкций по критериям предельной прочности и устойчивости
3.4.1. Существующие требования к листовым конструкциям
3.4.2. Расчетные схемы (варианты) листовых конструкций, подлежащих расчетной регламентации
3.4.3. Нормирование расчетных нагрузок на листовые конструкции
3.4.4. Расчетные модели и методы, описывающие переход листовых конструкций в предельное состояние
3.4.5. Требования к размерам листовых конструкций по критерию устойчивости
3.4.6. Сопоставительный анализ новых и действовавших требований. Выводы
3.5. Выводы по гл. 3
Список использованной литературы