АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ДВУХЗВЕННЫХ СИСТЕМ ПОДВЕШИВАНИЯ С ЭЛАСТИЧНЫМИ СТРОПАМИ ПРИ ПОГРУЗКЕ / ВЫГРУЗКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ И ТЯЖЕЛОВЕСНЫХ ГРУЗОВ
Аннотация
Проведен анализ статической устойчивости двухзвенных систем подвешивания крупногабаритных и тяжеловесных грузов (КТГ), которые достаточно широко применяются сегодня на морском транспорте. Анализ устойчивости проведен исходя из предположения о том, что такие системы подвешивания (СП) могут быть рассмотрены как механические системы с идеальными голономными связями, имеющие две степени свободы. При этом вторичные стропы СП первоначально параллельны друг другу, а все стропы системы являются эластичными, т. е. удлиняются под действием нагрузки. Показано, что такая система находится в положении устойчивого равновесия (несмотря на ее возможное отклонение от исходного положения и изменение формы), если ЦТ груза расположен внутри или на границах некоторой области - равнобедренного треугольника, названного условно «треугольником безопасности» (ТБ). Показано, что основание ТБ - это платформа вторичного подвеса (отрезок между точками крепления вторичных строп), а высота ТБ зависит от отношения массы траверсы и груза, а также величины удлинения эластичных строп. Для случая предельного положения устойчивого равновесия СП (когда ЦТ груза размещен на одной из боковых сторон «треугольника безопасности») получено аналитическое выражение для оценки угла отклонения траверсы относительно исходного (горизонтального) положения. Для такого предельного случая получены также уравнения, позволяющие рассчитать удлинения всех эластичных строп, а также вычислить размеры (высоту и длину основания) ТБ, т. е. области, внутри которой должен находиться ЦТ груза, чтобы двухзвенная система подвешивания оставалась в положении устойчивого равновесия. Возможности разработанных методов и аналитических выражений демонстрируются с помощью конкретного числового примера. Выполнен также сравнительный анализ устойчивости двухзвенных систем подвешивания с эластичными и неэластичными стропами. Показано, что при прочих равных условиях высота и площадь «треугольника безопасности», а значит, и устойчивость СП выше в случае применения неэластичных строп.
Ключевые слова
двухзвенная система подвешивания, устойчивость, предельное положение равновесия, «треугольник безопасности», эластичные стропы, “safety triangle”
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Kaps H. Stability of Cargo Suspension Arrangements. Transport Information Service (TIS) / H. Kaps. - 2013. - 26 p.
Kaps H. Stabiltät von Anschlagvorkehrugen / H. Kaps // Schiff & Haffen. - No. 5. - Pp. 56-58.
Kaps H. BBC Guideline. Safe Solutions for Project Cargo Operations. Version 1.0 / H. Kaps. - BBC Chartering & Logistics GmbH&Ko, 2009. - 68 p.
Leine R. The Historical Development of Classical Stability Concepts: Lagrange, Poisson and Lyapunov Stability / R. Leine // Nonlinear Dynamics. - 2010. - Vol. 59. - Is. 1 - 2. - Pp. 173-182. DOI: 10.1007/s11071-009-9530-z.
Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики / С. М. Тарг. - М.: Высш. шк., 1986. - 416 с.
Nikitin Y. V. Static and tip-over stability analysis of two-chain suspension arrangements for large scale cargo operations / Y. V. Nikitin // WMU Journal of Maritime Affairs. - 2014. - Vol. 13. - Is. 1. - Pp. 101-126. DOI 10.1007/s13437-013-0054-5.
Никитин Е. В. Устойчивость двухзвенной системы подвешивания груза с параллельными стропами вторичного подвеса / Е. В. Никитин // Вестник одесского национального морского университета. - 2013. - № 3(39). - С. 156-167.
РД 31.11.21.24-96. Правила безопасности морской перевозки КГТ грузов. - СПб.: ЦНИИМФ, 1996. - 20 с.
РД 31.40.22-93. Правила разработки рабочей технологической документации на погрузочно-разгрузочные работы в морских портах Российской Федерации. - М., 1993.
Никитин Е. В. Анализ устойчивости двухзвенных систем подвешивания крупногабаритных грузов с эластичными стропами вторичного подвеса / Е. В. Никитин // Вiсник СевНТУ. - 2014. - № 153. - С. 84-87.
Никитин Е. В. Устойчивость комплексных систем подвешивания с эластичными стропами при погрузке/разгрузке тяжеловесных и крупногабаритных грузов / Е. В. Никитин, Е. В. Гембатый // Совершенствование проектирования и эксплуатации морских судов и сооружений: сб. докл. межвуз. науч.-техн. конф. - Севастополь: СевГУ, 2015. - С. 80-84.
Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - М.: Главиздат, 1953. - 608 с.
Об авторах
Никитин Евгений Васильевич - доктор технических наук, профессор
Черноморское высшее военно-морское училище имени П. С. Нахимова
