rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваrmrs-7Research ArticleПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙSTRENGTH OF SHIPS AND FLOATING FACILITIESОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕРЖАЩЕЙ СИЛЫ СУДОВЫХ ЯКОРЕЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙDETERMINATION OF THE HOLDING FORCE OF SHIPANCHORS BASED ON MODELTESTSКочневЮ. А.KochnevYu. A.

канд. техн. наук, доцент

Нижний Новгород

PhD, assistant professor

Nizhny Novgorod

tmnnkoch@mail.ruФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта»РоссияVolga State University of Water TransportRussian Federation202225102024068/694350Copyright © Кочнев Ю.А., 20242024Кочнев Ю.А.Kochnev Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/7

Внедрение на современных судах так называемых легких якорей, или якорей с повышенной и высокой держащей силой, требует наличия у них свидетельства классификационного общества, подтверждающего, что они в состоянии удержаться в различных типах грунта при величине внешней нагрузки не менее двух нагрузок обычного бесштокового якоря, которым является, например якорь типа Холла. Для получения свидетельства необходимо проведение испытаний, которые трудоемки и требуют использования специального судна, оборудованного манипулятором, краном или кран-балкой для подвешивания, сбрасывания и выбирания испытуемых якорей. Малым и средним предприятиям, выпускающим подобные якоря, необходимы альтернативные методы испытаний, позволяющие снизить их стоимость и время проведения. В статье рассмотрена возможность имитационных испытаний моделей якорей, полученных аддитивным изготовлением их из ABS пластика на непромышленном 3-D принтере. Приведены критерии подобия натурного и модельного процесса поведения якоря в грунте при его статическом положении и волочении, полученные методом анализа размерностей. Представлены результаты испытания якоря с формой подобной международно используемому якорю AC-14 совместно с якорем Холла близкой массы, для получения которых потребовалось разработать как лабораторную установку, так и технологии выполнения эксперимента.

Introduction of so-called light anchors on modern ships, or anchors with high and super high holding power, requires them to have a certificate of the classification society confirming that they are able to hold in various types of soil with an external load of at least two loads of a conventional stockless anchor, for example, a Hall type anchor. To obtain a certificate, it is necessary to conduct tests that are time-consuming and require the use of a special vessel equipped with a manipulator, crane or crane beam for hanging, dropping and selecting test anchors. Small and medium-sized firms manufacturing such anchors need alternative test methods to reduce their cost and time. The article considers the possibility of simulation tests of anchor models obtained by additive manufacturing them from ABS plastic with a non-industrial 3-D printer. The criteria of similarity of the full-scale and model process of the anchor behavior in the ground at its static position and drawing, obtained by dimensional analysis, have been given. The results of testing an anchor of a shape similar to the internationally used AC-14 anchor together with a Hall anchor of a similar mass have been presented, for which it was necessary to develop both a laboratory installation and methodology for carrying out the experiment.

якорьдержащая силаякорь AC-14якорь AR-14якорь Холлаимитационные испытанияаддитивные технологииanchorholding powerAC-14 anchorAR-14 anchorHall anchorsimulation testsadditive technologiesReferencesHyun-Kyoung Shin, Byoung-Cheon Seo, Jea-Hoon Lee, Experimental study of embedding motion and holding power of drag embedment type anchor on hard and soft seafloor, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol. 3, Issue 3, September 2011, pp. 193 — 200, DOI: doi.org/10.2478/IJNAOE-2013-0062.Hyun-Kyoung Shin, Byoung-Cheon Seo, Jea-Hoon Lee, Experimental study of embedding motion and holding power of drag embedment type anchor on hard and soft seafloor, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol. 3, Issue 3, September 2011, pp. 193 — 200, DOI: doi.org/10.2478/IJNAOE-2013-0062.Фарниев А.С. Анализ свойств материалов, используемых в аддитивных технологиях, и особенности их влияния на формирование внутренних резьб / А.С. Фарниев, П.А. Новиков // ВЕСТНИК СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, 2020, № 3(19) — с. 42 — 46.Farniyev A.S., Novikov P.A. Analiz svoystv materialov, ispolzuyemykh v additivnykh tekhnologiyakh, i osobennosti ikh vliyaniya na formirovaniye vnutrennikh rezb [Analysis of the properties of materials used in additive technologies and features of their influence on the formation of internal threads]. VESTNIK SOVREMENNYKH TEKHNOLOGY, 2020, No. 3(19), pp. 42 — 46.Azadi M., Dadashi A., Dezianian S., Kianifar M., Torkaman S., Chiyani M. High-cycle bending fatigue properties of additive-manufactured ABS and PLA polymers fabricated by fused deposition modeling 3-D-printing. Forces in Mechanics Vol. 3, September 2021, 100016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.finmec.2021.100016.Azadi M., Dadashi A., Dezianian S., Kianifar M., Torkaman S., Chiyani M. High-cycle bending fatigue properties of additive-manufactured ABS and PLA polymers fabricated by fused deposition modeling 3-D-printing. Forces in Mechanics Vol. 3, September 2021, 100016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.finmec.2021.100016.Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 8-е изд., перераб. М.: Наука, 1977. — 440 с.Sedov L.I. Metody podobiya i razmernosti v mekhanike [Similarity and dimensionality methods in mechanics]. 8-e ed. revised. M.: Nauka, 1977, 440 p.Кочнев Ю.А. Математическая модель судового якоря / Ю.А. Кочнев, Е.П. Роннов // Морские интеллектуальные технологии СПб — № 4 (42) 2018, с. 23 — 28.Kochnev Yu.A., Ronnov Ye.P. Matematicheskaya model sudovogo yakorya [Mathematical model of a ship anchor]. Marine Intellectual Technologies. St. Petersburg, No. 44(42) 2018, pp. 23 — 28.Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. Учеб. для машиностроит. и приборосроит. спец. вузов. — 5е изд. перераб. и доп. — М.: Высш. шк., — 1990. — 607 с.Nikitin N.N. Kurs teoreticheskoy mekhaniki [Course of theoretical mechanics]. Textbook for machinery and device manufacturing colleges. 5th ed. revised and extended. M.:Vyssh. shk., 1990, 607 p.Судовые устройства: Справочник / ред. Александрова М.Н. – Л.: Судостроение, 1987 — 656 с.Aleksandrov M.N. Sudovyye ustroystva: Spravochnik [Ship devices: Guide]. L.: Sudostroyeniye, 1987, 656 p.Кадыров А.С. Применение методов теории подобия и размерностей при моделировании процесса вращения фрезерного рабочего органа в среде глинистого тиксотропного раствора / А.С. Кадыров, Ж.Ж. Жунусбекова, В.С. Смагина, Б.С. Жумабаев // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований № 6, 2015 — с. 31 — 37.Kadyrov A.S., Zhunusbekova Zh.Zh., Smagina V.S., Zhumabayev B.S. Primeneniye metodov teorii podobiya i razmernostey pri modelirovanii protsessa vrashcheniya frezernogo rabochego organa v srede glinistogo tiksotropnogo rastvora [Application of similarity and dimension theory methods in modeling the rotation process of a milling working body in a clay thixotropic solution]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamentalnykh issledovaniy (International Bulletin of Applied and Fundamental Studies) No. 6, 2015, pp. 31 — 37.Пенский О.Г. Сопряжeнные модели проникновения твердых тел // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. № 1, 2007 — с. 151 — 161.Penskiy O.G. Sopryazhennyye modeli proniknoveniya tverdykh tel [Conjugate models of penetration of solids]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskiye nauki. (Proceedings of higher educational institutions. Povolzhsky Region. Technical Sciences) No. 1, 2007, pp. 151 — 161.Велданов В.А. Возможности моделирования проникания тел в грунтовые среды / В.А. Велданов, А.Ю. Даурских, А.С. Корнейчик, М.А. Максимов // Инженерный журнал: наука и инновации. — 2013 — № 9. Режим доступа: URL: http://www.engjournal.ru/catalog/machin/rocket/947.html — DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-947.Veldanov V.A., Daurskikh A.Yu., Korneychik A.S., Maksimov M.A. Vozmozhnosti modelirovaniya pronikaniya tel v gruntovyye sredy [Possibilities of modeling the penetration of bodies into ground environments]. Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii. (Engineering Bulletin: science and innovations) 2013, No. 9. URL: http://www.engjournal.ru/catalog/machin/rocket/947.html, DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-947.Котов В.Л. Численное моделирование плоскопараллельного движения конических ударников в грунтовой среде на основе модели локального взаимодействия / В.Л. Котов, А.Ю. Константинов // Вычислительная механика сплошных сред. 2014 — т. 7. № 3 — с. 225 — 233.Kotov V.L., Konstantinov A.Yu. Chislennoye modelirovaniye ploskoparallelnogo dvizheniya konicheskikh udarnikov v gruntovoy srede na osnove modeli lokalnogo vzaimodeystviya [Numerical simulation of plane-parallel motion of conical impactors in a ground environment based on a model of local interaction]. Vychislitelnaya mekhanika sploshnykh sred (Computational mechanics of continua), 2014, vol. 7. No. 3, pp. 225 — 233.Коронатов В.А. Дополнения к элементарной теории проникания твердого тела в грунтовые среды при однократном и многократном ударе // СИСТЕМЫ. МЕТОДЫ. ТЕХНОЛОГИИ, 2021, № 2(50) — с. 42 — 50, DOI: 10.18324/2077-5415-2021-2-42-50.Koronatov V.A. Dopolneniya k elementarnoy teorii pronikaniya tverdogo tela v gruntovyye sredy pri odnokratnom i mnogokratnom udare [Additions to the elementary theory of penetration of a solid body into ground media with a single and multiple impact]. SISTEMY. METODY. TEKHNOLOGII (Systems. Methods. Technologies), 2021, No. 2(50), pp. 42 — 50, DOI: 10.18324/2077-5415-2021-2-42-50.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.