ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 55.42 Двигателестроение
ГРНТИ 55.45 Судостроение
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
ГРНТИ 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
Приводится формулировка, алгоритм проектировочного расчета прочного корпуса из полимерных композиционных материалов для подводной техники на основе требований прочности и устойчивости, формализованных в виде основного критерия качества прочного корпуса - отношения массы корпуса к его водоизмещению W/D , и пример расчета рациональной структуры композитного корпуса новой конструкции - корпуса в форме кругового замкнутого тороида. В проектировочном расчете учтена переменность толщины корпуса, которая является результатом производства тороида методом намотки. Ограничения по прочности приняты в виде критерия Мизеса - Хилла, а по устойчивости - по верхнему критическому давлению. В качестве примера для расчета был взят тороидальный прочный корпус, выполненный продольно-поперечной намоткой из полимерных композиционных материалов.
подводная техника, проектирование, тороидальный прочный корпус, намотка, внешнее гидростатическое давление, потеря устойчивости, прочность, углепластик, стеклопластик
1. Stevenson P., Furlong M., Dormer D. AUV Design: Shape, Drag and Practical Issues. Sea Technology, 2009,50 (1), pp. 41-44.
2. Kreptiuk A. V. Perspektivy metoda namotki kak sposoba sozdaniia prochnykh korpusov podvodnykh konstruktsii i apparatov [Prospects of winding method as a means of construction of pressure hulls of underwater units and apparatus]. Problemy tekhniki: Nauchno-proizvodstvennyi tekhnicheskii zhurnal, 2012, no. 4, pp. 133-148.
3. Patent na poleznuiu model' № 78215, Ukraina, MPK (2013.01) B63G 8/00. Podvodnoe sudno tipa «nyriaiushchee bliudtse» povyshennoi manevrennosti [Pat. № 78215, Ukraine, MIC (2013.01) B63G 8/00. Underwater vessel like "submersible plate" with higher maneuvering capabilities]. E. T. Burdun, A. V. Kreptiuk. № U 2012 10913; zaiavl. 18.09.2012; opubl. 11.03.2013. Promyshlennaia sobstvennost', 2013, biulleten' № 5.
4. Pat. 4282823 USA, B63G 8/00. Underwater hull or tank / Giunio G. Santi; assignee S. S. O. S. Sub Sea Oil Services S. p. A., Milan, Italy. N 62064; filled 30.07.1979; published 11.08.1981. 5 p.
5. Khairul Izman Abdul Rahim, Abdul Rahim Othman, Mohd Rizal Arshad. Conceptual design of a pressure hull for an underwater pole inspection robot. Indian Journal of Marine Science, 2009, vol. 38 (3), pp. 352-358.
6. Komkov M. A., Tarasov V. A. Tekhnologiia namotki kompozitnykh konstruktsii raket i sredstv porazheniia [Technology of winding of composite constructions of the missiles and the tools of destruction]. Moscow, Izd-vo MGTU im. N. E. Baumana, 2011. 431 p.
7. Peters S. T. Composite Filament Winding. ASM International, 2011. 167 p.
8. Davies P., Riou L., Mazeas F., Warnier P. Thermoplastic Composite Cylinders for Underwater Applications. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2005, vol. 18, no. 5, pp. 417-443.
9. Griffiths G. Technology and Applications of Autonomous Underwater Vehicles. Vol. 2. Abingdon, UK, Taylor & Francis, 2002. 372 p.
10. Kreptiuk A. V. Proektirovanie i metod rascheta ustoichivosti kompozitnykh toroidal'nykh prochnykh korpusov podvodnykh tekhnicheskikh sredstv, poluchennykh prodol'no-poperechnoi namotkoi [Designing and method of calculation of stability of composite toroidal pressure hulls of underwater vehicles made by the longitudinal-transverse winding]. Problemy tekhniki: Nauchno-proizvodstvennyi tekhnicheskii zhurnal, 2011, no. 2, pp. 113-127.
11. Burdun E. T., Kreptiuk A. V. Otsenka effektivnosti primeneniia vysokoprochnykh konstruktsionnykh materialov dlia toroidal'nykh prochnykh korpusov podvodnoi tekhniki [Assessment of the efficiency of the usage of highly resistant constructional materials for toroidal pressure hulls of underwater vehicles]. Sbornik nauchnykh trudov Natsional'nogo universiteta korablestroeniia, 2013, no. 2, pp. 43-48.
12. Available at: http://www.agy.com/technical_info/graphics_PDFs/ HighStrengthTechPaperEng.pdf.
13. Available at: http://www.torayca.com/en/index.html.
14. Available at: http://www.hexcel.com/resources/datasheets/carbon-fiber-data-sheets/im10.pdf.
15. Available at: http://pdf.directindustry.com/pdf/nippon-graphite-fiber-corporation/cn-series-high-modulus -fibers-10-micron-diameter/55302-59787.html.
16. Lizin V. T., Piatkin V. A. Proektirovanie tonkostennykh konstruktsii [Designing of the constructions with thin sides]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2003. 448 p.
17. Chernykh K. F., Shamina V. A. Raschet toroobraznykh obolochek [Calculation of toroidal shells]. Issledovaniia po uprugosti i plastichnosti. Sb. 2. Leningrad, Izd-vo LGU, 1963.
18. Karpov Ia. S. Proektirovanie detalei i agregatov iz kompozitov [Designing of the details and aggregates from composites]. Khar'kov, Natsional'nyi aerokosmicheskii universitet «Khar'kovskii aviatsionnyi institut», 2010. 768 p.
19. Shenoi R. A., Wellicome J. F. Composite Materials in Maritime Structures. Vol. 1. Fundamental Aspects (Cambridge Ocean Technology Series). Cambridge University Press, 1993. 368 p.
20. Dmitriev A. N. Proektirovanie podvodnykh apparatov [Designing of underwater vehicles]. Leningrad, Sudostroenie Publ., 1978. 235 p.
21. Cardon A. H. Durability Analysis of Structural Composite Systems: Reliability, Risk Analysis and Prediction of Safe Residual Integrity. Taylor & Francis, 1996. 190 p.
22. Ganeeva M. S., Kosolapova L. A. Chislennoe issledovanie napriazhenno-deformirovannogo sostoianiia i ustoichivosti ortotropnykh toroidal'nykh obolochek [Numerical study of stress-strained state and stability of orthotropic toroidal shells]. Akademiia nauk SSSR, Kazanskii fiziko-tekhnicheskii institut. Kazan', 1985. 26 p. Dep. v VINITI 29.01.85 g., № 864-85 DEP.
23. Available at: http://www.build-on-prince.com/carbon-fiber.html.
24. Toropov V. V., Jones R., Willment T., Funnell M. Weight and Manufacturability Optimization of Composite Aircraft Components Based on a Genetic Algorithm. 6th World Congresses of Structural and Multidisciplinary Optimization, Rio de Janeiro, 30 May - 03 June 2005, Brazil.