Sunday, December 28, 2014

Research Project (Outline)

Research Project « Automated system for prognostication of the residual life of the ship hull structures»

Significance

It is well known from exploitation practice of sea and river vessels that «sudden» destructions of the various structural elements can result in undesirable consequences and considerable financial losses. The primary reason of such incidents can be connected with a presence of fatigue cracks that have achieved critical lengths. The problem much aggravates by special conditions, which are favorable for crack growth and can be found everywhere in the ship structures:

• Presence of stress concentrators of various nature (technological, constructive and operational);
• Influence of dynamic loads with non-regular nature, which are conditioned by the sea waves, operation of the ship propulsion plants and impacts of the carried cargo;
• Influence of the surface-active ambient mediums (seawater, technological fluids and carried cargo).

There are no methods, which allow to completely remove above-mentioned reasons, therefore they must be taken as initial conditions on solution of the problem, connected with providing of the strength and durability of the separate elements of the ship structure. It should be denoted, that initial part of the destruction, corresponded to the nucleation and growth of the small crack (with characteristic dimension up to 10 mm), can not be reliably found during exploitation period of the ship’s hull due to its small size and huge area of the surface which must be examined. At the same time, approximately 90% of the total durability (especially in case of low amplitudes of the cyclic stresses) of constructive element is due to this phase.

Objectives

That is why the only way to find the solution of the problem is a creation of the integrated system, which will be able to prognosticate such phase of the destruction process during, which nucleation and growth of small cracks happen without serious consequences for strength and durability of the ship structure.

Results

The significant practical result of the present project is a creation of the mobile system for prognostication of the residual life of the ship structures. On the one hand, this system will allow to provide minimal costs on technical maintain and repairing of the hull structures with simultaneously observation of classification societies rules. On the other hand, this system will allow to prognosticate and timely prevent destructions of the ship structures, which can have catastrophic consequences. The distinctive feature of this system is autonomy, mobility, ability to deployment on any objects of sea and river transport (in case of appropriate modernizations, this system can be used at other types of transport: railroad, automobile, aviation transport).

The scope of the Research Project

Research Project includes:

Исследовательская работа: «Автоматизированная система прогнозирования остаточного ресурса судовых корпусных конструкций»

Актуальность

Из практики эксплуатации морских и речных судов известны случаи «внезапного» разрушения различных конструктивных элементов, приводящие к нежелательным последствиям и значительным экономическим потерям. Основными причинами подобных случаев являются усталостные трещины, достигшие предельных размеров. Для зарождения и последующего роста усталостных трещин в конструктивных элементах судна имеются все условия, а именно:

• Наличие концентраторов различной природы (технологических, конструкционных и эксплуатационных);
• Воздействие динамических нагрузок нерегулярного характера, обусловленное волновым воздействием моря, работой энергетических установок, ударами перевозимого груза;
• Влияние поверхностно-активной окружающей среды (море, перевозимый груз).

Устранить указанные перечисленные причины зарождения и роста трещин не представляется возможным и их следует принять как изначальные условия решения задачи обеспечения прочности и долговечности отдельных конструктивных элементов. Следует также отметить, что начальная стадия разрушения, представляющая собой зарождение и рост малой трещины (характерным размером до 10 мм) не поддается надежному обнаружению при эксплуатации судна вследствие малости размера и большой протяженности обследуемых поверхностей. В то же время на эту стадию приходится до 90 % от всей долговечности конструктивного элемента (с учетом относительно невысоких амплитуд циклических напряжений).

Цели и задачи

Единственным путем решения задачи обеспечения прочности и долговечности конструктивных элементов корпуса судна является создание комплексной системы прогнозирования продолжительности стадии зарождения и роста малых трещин вплоть до допускаемых размеров, не приводящих к нежелательным последствиям.

Результаты

Важным практическим результатом настоящего проекта является построение мобильной системы прогнозирования остаточного ресурса судовых корпусных конструкций, которая позволит с одной стороны обеспечить минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт судов при соблюдении требований классификационных обществ, с другой стороны прогнозировать и своевременно предупреждать разрушения корпусных конструкций. Отличительной особенностью предлагаемой системы является ее автономность, мобильность, способность к развертыванию на любых объектах морского и речного транспорта, а при некоторой доработке и на других видах транспорта (железнодорожном, автомобильном, авиационном).

Объем исследовательской работы

Исследовательская работа состоит:

No comments:

Post a Comment