Вибрация на корабле.

Кроме шума другим сильно выраженным физическим фактором, дейст­вующим в условиях корабля является вибрация.

Как известно, вибрация - это механические колебательные движения, передающиеся телу человека или отдельным его частям от источников коле­баний.

Источники вибрации:

1. Гребные винты

2. Двигатель, механизмы проворачивания

3. Удары волн

4. Вибрация после выстрелов, взлетов.

Вибрация бывает:

1) Местная

Естественно, что на корабле преобладает общая вибрация.

В результате действия вибрации развивается профессиональное заболе­вание - вибрационная болезнь.

Особенно опасно совпадение частоты вибрации с собственной частотой колебания тела человека или отдельных органов.

Для стоящего человека резонансными частотами являются частоты 5-15 Гц, для сидящего - 4-6 Гц, собственная частота желудка составляет 2 Гц, сердца и печени - 4 Гц, мозга - 6-7 Гц.

При совпадении вынуждающей частоты с собственной частотой колеба­ния органа наблюдается явление резонанса и, как следствие, висцероптозы (опущение внутренних органов). Под воздействием общей вибрации развива­ются поражения ЦНС, вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, возникает нарушение обменных процессов, быстрая утомляемость и др. Под действием общей вибрации также может происходить повреждение позвоночника за счет смещения межпозвоночных дисков.

По частоте вибрации могут быть

1) Низкочастотные (до 35 Гц). При этом поражаются нервы, мыш­цы, костный аппарат.

2) Высокочастотные (100 - 150 - 250 Гц). Поражаются в основном сосуды.

Профилактика вибрационных воздействий:

1. Технологические методы, (уравновешивание двигателей, частей двигателей и тд.).

2. Виброизоляция (амортизаторы, прокладки и тд.).

3. Эксплутационные методы (изменение резонансной частоты за счет, например, изменения частоты колебаний корабля).

4. Индивидуальная защита включает в себя обувь на виброгасящей по­дошве (толстая резина), виброкресла, вибропояса и тд.

Качка - это разновидность вибрации. Качка может быть (по направлению)

1) Бортовая (поперечная)

2) Килевая (продольная)

3) Вертикальная Последствиями качки могут быть

1. Смещение органов

2. Раздражение оболочек органов

3. Боль в органах (печень, селезенка)

4. Тошнота, рвота, нарушение сна, головокружение из-за нарушения вестибулярного аппарата - синдром морской болезни.

Профилактика качки (морской болезни):

1) Технические мероприятия (приспособления - успокоители качки)

2) Личные мероприятия (необходимы движения, совершение работы и тд)

3) Усиленная вентиляции.

4) Тренировка

5) Питание только холодными блюдами в небольшом количестве и обязательно с включением соленых и кислых продуктов.

6) Медикаментозная коррекция при помощи фармакологических препаратов (аэрон, аппликации скополамина на мочку уха или за ухо, эфедрин и др.)

19. Обязанности корабельного врача.

1) Контроль за здоровьем персонала

2) Оценка физического состояния личного состава

3) Состаачение меню-раскладки, контроль за качеством и количеством питания.

4) Контроль за соблюдением режима питания.

5) Лабораторный контроль суточного рациона.

6) Профилактика гиповитаминозов

7) Профилактика пищевых отравлений

8) Контроль за местами приготовления пищи.

9) Контроль за качеством мытья посуды

10) Предупреждение заражения продуктов отравляющими веществами, ра­диоактивными веществами, бактериологическими средствами (военное время).

11) Контроль за продуктами, взятыми в иностранных портах.

20. Военно-морская база. Санитарно-гигиенические требования к планировке, устройст­ву, водоснабжению.

Военно-морская база (ВМБ) - это комплекс береговых инженер­но-технических сооружений, предназначенных для

1) Боевого обеспечения кораблей.

2) Материально-технического обеспечения кораблей.

3) Обеспечения отдыха и лечения личного состава.

4) Предоставления кораблям безопасной стоянки Военно-морская база состоит из нескольких элементов.

1. Элементы акватории.

2. Элементы территории, а также береговые сооружения.

3. Элементы обороны

Вибрация

РУКОВОДСТВО ПО ИЗМЕРЕНИЮ ВИБРАЦИИ
И ОЦЕНКЕ ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
НА ПАССАЖИРСКИХ И ТОРГОВЫХ СУДАХ

ISO 6954:2000
Mechanical vibration - Guidelines for the measurement, reporting and evaluation
of vibration with regard to habitability on passenger and merchant ships
(IDT)

Москва Стандартинформ 2010

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 857-ст

4 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ИСО 6954:2000 «Вибрация. Руководство по измерению и представлению вибрации и оценка ее воздействия на человека на пассажирских и торговых судах» (ISO 6954:2000 «Mechanical vibration - Guidelines for the measurement, reporting and evaluation of vibration with regard to habitability on passenger and merchant ships»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Вибрация на судах является негативным фактором, мешает в выполнении служебных заданий, влияет на степень комфорта и служит причиной жалоб со стороны членов экипажа и пассажиров.

В настоящем стандарте приведено руководство по оценке условий обитания для различных зон на судне. Условия обитания оцениваются на основе измерений общего среднеквадратичного значения корректированного по частоте ускорения в диапазоне частот от 1 до 80 Гц.

Настоящий стандарт устанавливает требования к измерительной аппаратуре, методам проведения измерений и анализа вибрации.

Результаты измерений, проведенных в соответствии с настоящим стандартом, могут быть использованы:

При проверке соответствия уровня вибрации техническим требованиям;

Для сравнения с вибрацией на других судах;

Для разработки и совершенствования стандартов в области вибрации.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация РУКОВОДСТВО ПО ИЗМЕРЕНИЮ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКЕ ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА НА ПАССАЖИРСКИХ И ТОРГОВЫХ СУДАХ Vibration. Guidelines for the measurement and evaluation of vibration with regard to habitability on passenger and merchant ships

Дата введения - 2011-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по оценке вибрации с точки зрения условий обитания (степени комфорта) на пассажирских и торговых судах, а также требования к средствам и методам измерения вибрации в местах постоянного нахождения пассажиров и экипажа.

Настоящий стандарт не распространяется на оценку низкочастотной вибрации, которая может служить причиной морской болезни.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 2631-1:1997 Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1. Общие требования (ISO 2631-1:1997, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements)

ИСО 2631-2 Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 2. Вибрация в зданиях в диапазоне частот от 1 до 80 Гц (ISO 2631-2, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 2: Vibration in buildings (1 Hz to 80 Hz)

ИСО 8041 Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ISO 8041, Human response to vibration - Measuring instrumentation)

3 Средства измерений вибрации

3.1 Общие требования

Средства измерений должны удовлетворять требованиям ИСО 8041.

Допускается использование аппаратуры, соответствующей требованиям ИСО 8041, у которой измерительная шкала охватывает область свыше 80 Гц при условии, что характеристики фильтра отвечают требованиям ИСО 2631-2 (см. ).

Поверку средств измерений следует проводить не реже, чем раз в два года. В документации должна быть указана дата проведения последней поверки.

3.2 Проверка работоспособности

Перед проведением измерений и после их окончания необходимо проверить работоспособность каждого измерительного канала.

4 Точки и направления измерений

4.1 Местоположение датчиков вибрации

Точки установки датчиков вибрации выбирают в обитаемых зонах на каждой палубе, а их количество должно быть достаточным, чтобы характеризовать вибрацию судна с точки зрения ее воздействия на пассажиров и экипаж.

Направления измерений должны совпадать с тремя осями судна: продольной, траверзной и вертикальной.

5 Условия проведения измерений

Измерения вибрации проводят, в первую очередь, при приемных или ходовых испытаниях судна. Для получения сопоставимых и надежных результатов необходимо, чтобы в процессе измерений выполнялись следующие условия:

a) судно движется свободно по прямому курсу; 1)

b) двигатель работает в представительном режиме с постоянной выходной мощностью;

c) волнение не превышает 3 баллов;

d) гребной винт полностью погружен;

e) глубина не менее чем в пять раз превышает осадку судна.

Любые отклонения от указанных условий должны быть зафиксированы в протоколе испытаний.

1) Под свободным движением понимается движение судна с постоянной скоростью и постоянным курсом в пределах перекладки руля на левый и на правый борт 2°.

6 Метод измерений

По меньшей мере, в двух точках на каждой палубе измерения должны быть проведены в трех направлениях. В остальных точках измеряют только вертикальную составляющую вибрации.

Для оценки вибрации независимо от направления измерений применяют комбинированную функцию частотной коррекции по ИСО 2631-2.

Приложение А
(обязательное)
Функция частотной коррекции

Используемая в настоящем стандарте функция частотной коррекция представляет собой комбинированную функцию частотной коррекции по ИСО 2631-2 (см. таблицу А.1 и рисунок А.1).

1 - функция частотной коррекции для ускорения; 2 - функция частотной коррекции для скорости

Рисунок А. 1 - Комбинированные функции частотной коррекции с учетом полосовой фильтрации

Таблица А.1 - Значения комбинированной функции частотной коррекции в третьоктавных полосах в диапазоне частот от 1 до 80 Гц (рассчитаны на основе истинных значений среднегеометрических частот третьоктавных полос с учетом полосовой фильтрации

xa	Частота, Гц		Для ускорения		Для скорости
	Номинальная	Истинная	Коэффициент W a		Коэффициент W a
а х обозначает номер полосы частот в соответствии с МЭК 61260							Владелец:
Тип судна:	Место приписки:	Верфь, номер	Дата постройки
Характеристики корпуса		Характеристики главного двигателя
Длина между перпендикулярами, м:			Число цилиндров:
Теоретическая ширина, м:	Осадка, м:		Мощность, кВт:
Высота борта, м:	Дедвейт, т:	Частота вращения, мин-1:	Передаточное число:
Характеристики гребныхвинтов		Условия измерений
Количество и тип:	Количество лопастей:	Волнение:	Скорость и направление ветра:
Диаметр, м:	Наклон в градусах;	Осадка носом, м:	Средняя осадка, м:
Частота вращения, мин-1:		Осадка кормой, м:	Глубина, м:
Примечания:

Тип и характеристики измерительной аппаратуры

Результаты измерений

(ИСО 2631-1:1997) «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования»

Место установки датчика	Направление измерений	Общее среднеквадратичное значение корректированной вибрации
		ускорение, мм/с2	скорость, мм/с
		ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий»
		ГОСТ ИСО 8041-2006 «Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений»
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: IDT - идентичные стандарты; MOD - модифицированные стандарты.

Библиография

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring – Vocabulary

IEC 61250, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters

Ключевые слова: вибрация, судно, оценка вибрации, пассажиры, экипаж

Вибрация на корабле.

Кроме шума другим сильно выраженным физическим фактором, дейст­вующим в условиях корабля является вибрация.

Как известно, вибрация - это механические колебательные движения, передающиеся телу человека или отдельным его частям от источников коле­баний.

Источники вибрации:

1. Гребные винты

2. Двигатель, механизмы проворачивания

3. Удары волн

4. Вибрация после выстрелов, взлетов.

Вибрация бывает:

1) Местная

Естественно, что на корабле преобладает общая вибрация.

В результате действия вибрации развивается профессиональное заболе­вание - вибрационная болезнь.

Особенно опасно совпадение частоты вибрации с собственной частотой колебания тела человека или отдельных органов.

Для стоящего человека резонансными частотами являются частоты 5-15 Гц, для сидящего - 4-6 Гц, собственная частота желудка составляет 2 Гц, сердца и печени - 4 Гц, мозга - 6-7 Гц.

При совпадении вынуждающей частоты с собственной частотой колеба­ния органа наблюдается явление резонанса и, как следствие, висцероптозы (опущение внутренних органов). Под воздействием общей вибрации развива­ются поражения ЦНС, вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, возникает нарушение обменных процессов, быстрая утомляемость и др. Под действием общей вибрации также может происходить повреждение позвоночника за счет смещения межпозвоночных дисков.

По частоте вибрации могут быть

1) Низкочастотные (до 35 Гц). При этом поражаются нервы, мыш­цы, костный аппарат.

2) Высокочастотные (100 - 150 - 250 Гц). Поражаются в основном сосуды.

Профилактика вибрационных воздействий:

1. Технологические методы, (уравновешивание двигателей, частей двигателей и тд.).

2. Виброизоляция (амортизаторы, прокладки и тд.).

3. Эксплутационные методы (изменение резонансной частоты за счет, например, изменения частоты колебаний корабля).

4. Индивидуальная защита включает в себя обувь на виброгасящей по­дошве (толстая резина), виброкресла, вибропояса и тд.

Качка - это разновидность вибрации. Качка может быть (по направлению)

1) Бортовая (поперечная)

2) Килевая (продольная)

3) Вертикальная Последствиями качки могут быть

1. Смещение органов

2. Раздражение оболочек органов

3. Боль в органах (печень, селезенка)

4. Тошнота, рвота, нарушение сна, головокружение из-за нарушения вестибулярного аппарата - синдром морской болезни.

Профилактика качки (морской болезни):

1) Технические мероприятия (приспособления - успокоители качки)

2) Личные мероприятия (необходимы движения, совершение работы и тд)

3) Усиленная вентиляции.

4) Тренировка

5) Питание только холодными блюдами в небольшом количестве и обязательно с включением соленых и кислых продуктов.

6) Медикаментозная коррекция при помощи фармакологических препаратов (аэрон, аппликации скополамина на мочку уха или за ухо, эфедрин и др.)

Вопрос № 2 Условия на судне.

По факторам, относящимся к условиям судна , нужно отметить, что для улучшения условий пребывания человека на судне ведется непрерывная работа в процессе проектирования судна и его эксплуатации. Конструктивно среда обитания человека на судне обеспечивается по следующим направлениям:

1.Климатические условия . К этим условиям относят:

а) температуру в помещении, которая должна поддерживаться на среднем уровне около + 20 градусов,

б) относительную влажность воздуха (наиболее комфортные условия при относительной влажности 40-60%),

в) скорость движения воздуха в помещениях, циркуляция воздуха должна быть умеренной и не превышать 0,1-0,2 м\с.

2.Освещенность. Сюда можно отнести:

а) освещенность рабочих мест. Наиболее благоприятные условия создаются при естественном освещении. К освещенности естественной и искусственной предъявляются следующие требования: свет не должен слепить глаза, сила света должна быть постоянной, а отражение световых лучей должно быть исключено, избыточная освещенность также вредна, как и недостаточная,

б) освещенность в жилых и для отдыха помещениях. Здесь тоже отдается предпочтение естественному освещению. В зависимости от назначения помещения устанавливаются определенные нормы освещенности: от 50 лк в коридорах до 200лк на рабочих панелях пультов управления.

3.Шум. По воздействию на человека звук проявляется следующим образом:

Допустимая граница 20-30 дБ. Сила звука в 130 дБ вызывает болевые ощущения. При силе звука в 150 дБ ощущение становится непереносимым и оглушает. В судовых условиях шум является сложнейшей проблемой создания нормальной среды обитания человека. Для снижения шума от работающих агрегатов, их устанавливают на специальных амортизаторах и шумопоглощающих прокладках, закрывают звукоизолирующими кожухами и звукоотражающими экранами и щитами. Переборки помещений, также как и подволоки их покрываются звукопоглощающей изоляцией. Жилые помещения размещаются как можно дальше от отсека машинного отделения. Для ослабления шума применяют шумозащитные средства в виде наушников, вкладышей. Влияние шума в зависимости от его уровня от различных источников характеризуется следующей таблицей (табл.№12):

Таблица №12

Источник шума	Сила звука дБ	Влияние на человека
Судовой гудок (тифон, сирена)		Болезненное
Пневматическая дрель		Вредное, неприятное
Вспомогательный двигатель		Вредное, неприятное
Нормальный разговор		Безопасное
		Безопасное
Ночная тишина		Ощущения покоя, комфорта
Шорох листьев		Ощущение покоя. Комфорта

4.Вибрация . На судне человек круглые сутки находится под воздействием вибрации, которая возникает от неуравновешенных вращающихся масс, ударов механизмов и т.д. Кроме того что вибрация нарушает прочность конструкции, она крайне отрицательно воздействует на человека, вызывая утомление, расстройство нервной системы и ухудшение зрения. Наиболее опасной для человека является вибрация с частотой 6-9 Гц, лежащая в диапазоне собственных колебаний внутренних органов человека. Глобальная проблема, которую должны решать судостроители, заключается в снижении вибрации до минимально безопасного для человека уровня. Наиболее эффективным способом борьбы с вибрацией является:

установка амортизаторов и демпферов,

размещение механизмов, работающих с повышенной вибрацией в изолированных помещениях,

монтаж отдельных помещений или всей жилой надстройки на специальных подвесках.

5.Инфразвук . На судне источниками инфразвука являются, энергетическая установка, гребной винт, система вентиляции и кондиционирования воздуха, а также штормовая погода. Инфразвук характеризуется колебаниями ниже 20 дБ и при воздействии на организм человека вызывает чувство беспокойства и страха. Система кровообращения человека является низкочастотным колебательным контуром и при воздействии на нее инфразвука учащается сердцебиение настолько, что может произойти разрыв артерий или остановка сердца. Инфразвук распространяется в воздухе со скоростью около 330 м\сек, а в воде - до 1650 м\сек. Опережая зону со штормовым ветром, инфразвук достигает судна намного раньше наступления плохой погоды, что способствует чувству необъяснимого страха. При частоте 7 Гц ультразвук смертелен для человека. Он становится «безмолвным убийцей».

6.Электромагнитные излучения . Источниками электромагнитных излучений служат радиотехнические и электронные устройства, трансформаторы и генераторы сверхвысоких частот. Весь спектр электромагнитных полей условно разделен на 3 категории:

а)токи высокой частоты (ниже 30 МГц),

б)токи ультравысокой частоты (30-300 МГц),

в)токи сверхвысокой частоты (более 300 МГц).

Электромагнитные излучения оказывают вредное влияние на организм человека. Наиболее опасными будут излучения сверхвысокой частоты. Ткани человека поглощают энергию электромагнитного излучения, и если организм не может справиться с образующимся теплом, то возникает тепловой эффект. При этом страдают органы человека со слаборазвитой сосудистой системой (глаза, мозг, желудок). Опасность воздействия излучений усугубляется тем, что оно не обнаруживается органами чувств. Если электромагнитное излучение не превышает предельно допустимых норм, то расстройства в организме человека носят обратимый характер.

В процессе длительного плавания восприятие обитаемого пространства судна как совокупность материальных, социальных и духовных условий притупляется. Оторванность моряка от берега, замкнутость жизненного пространства, в котором нет привычной социальной дистанции, создают многие профессиональные и сугубо личные трудности. Члены экипажа связаны между собой на судне не только посредством обычных средств, но через органы чувств - слуха, обоняния и даже подсознательного ощущения физического присутствия других людей, когда в любой момент тебя могут увидеть, услышать. Предметно - пространственное окружение человека на судне нуждается в постоянном обновлении. Следует находить неадекватные решения по созданию конструктивных адаптеров, которые существенно повышают комфортность. Совершая одиночное кругосветное плавание, Ф.Чичестер отмечал положительные результаты адаптеров: "На мою плиту при любой качке можно было поставить полный стакан или чашку, не боясь, что содержимое прольется. Достигалось это благодаря удачно сконструированной подвесной качающейся раме с тяжелым поддоном, который играл роль маятника. Подвесное кресло, соединенное с качающимся столом, было размещено очень удачно. Я мог сидеть в кресле совершенно прямо, независимо от крена судна. Это была одна из самых удачных деталей в оборудовании яхты". Одной из особенностей вахтенной службы является возникновение в течение рейса длительных периодов вынужденной бездеятельности при невозможности покинуть рабочее место.

В открытом море, когда движение судна не осложнено помехами, возникает состояние скуки, тревожного монотонного ожидания. Некоторые исследователи психологического состояния человека рассматривают скуку как пассивное состояние, при котором понижается интерес к окружающей действительности. С физиологической точки зрения скука вызывает торможение нервных процессов коры головного мозга, что дало И.П.Павлову назвать ее сном с открытыми глазами. Это чрезвычайно опасная ситуация, которая зачастую приводит к тяжелым авариям. Одной из причин скуки, кроме того, является состояние, когда труд в период вынужденной пассивности дискредитируется и человек из творческой, целеустремленной личности превращается в придаток машины (судно). Специалист с высшим уровнем культуры с целостно - ориентационным характером устремлений, попадая в вынужденные, незаполненные ценными формами жизнедеятельности условия, оказывается в профессиональном конфликте с выполняемой работой.

Предпринимаются попытки, для преодоления скуки: от технических средств, стимулирующих двигательную активность (квитирование сигналов различных звуковых или световых датчиков предупреждения), и профессионального отбора, до гармонизации среды музыкой, дизайнерными решениями ее эстетизации. Но они не полностью устраняют это явление. Автоматизация и механизация ручного труда, процессов анализа информации от множества датчиков, облегчает и расширяет возможности человека в успешном управлении судном. Улучшение конструктивных элементов судна устраняет отрицательное влияние на человека шумов, теплового воздействия, вибрации, качки судна и помогает лучшей адаптации членов экипажа к судну. Обслуживание судна и дисциплинарная практика имеют индивидуальные и общественные особенности, а инициатива и расторопность, выполнение национальных и международных, по линии МОТ, стандартов обеспечения судов и перемещения членов экипажей с судна на берег улучшают или ухудшают состояние человека при исполнении обязанностей по службе.

При расчетах общей вибрации корпус судна считают безопорной балкой с изменяющимися вдоль ее оси массой и характеристиками жесткости.

Центр инерции массы А (рис. 11) в каждом поперечном сечении с достаточной точностью можно считать лежащим на оси симметрии на расстоянии от горизонтальной главной центральной оси (В - центр жесткости).

Практический интерес представляют расчеты двух типов общих колебаний:

а) поперечных колебаний в вертикальной плоскости (вертикальная вибрация);

б) совместных поперечных в горизонтальной плоскости и крутильных колебаний (горизонтально-крутильная вибрация).

Расчет общих колебаний корпуса в вертикальной плоскости.

При расчетах общей вертикальной вибрации корпуса судна как балки применяют уравнение Тимошенко, учитывающее деформации поперечного сдвига и инерцию вращения поперечных сечений. Массу балки следует рассчитывать с учетом присоединенных масс воды, которые зависят от числа узловых точек формы колебаний. При определении изгибной жесткости учитывают, что пояски балки, образованные палубами, днищем и вторым дном, имеют Относительно большую ширину. Поэтому в расчет вводят редукционные

коэффициенты, которые также зависят от числа узловых точек формы колебаний. Данные для определения присоединенных масс при расчете свободных колебаний корпуса приведены в п. 3.

В табл. 6 приведены значения редукционных коэффициентов момента инерции поперечного сечения двух основных типов судов, сухогрузного с двумя палубами и двойным дном и нефтеналивного с двумя продольными переборками . Значения приведенных коэффициентов можно использовать для судов с относительным удлинением

6. Редукционные коэффициенты момента инерции судов

(см. скан)

Для судов с другим типом поперечного сечения и другим относительным удлинением (в связи с отсутствием данных) рекомендуется при определении момента инерции принимать во внимание приведенную ширину поясков балки которую следует определять как меньшую из величин

где номер тона свободных колебаний; ширина и длина судиа.

Расчет характеристик жесткости корпуса на сдвиг в поперечных сечениях выполняют по формулам сопротивления материалов .

Характерные черты приближенного метода расчета частот свободных колебаний, в котором учитывается зависимость массы и жесткости от номера тона, показаны ниже на примере с использованием уравнений Лагранжа II рода.

Перемещения корпуса судна при колебаниях представляет собой наложение трех составляющих: перемещений судна как жесткого целого перемещений, вызванных изгибом перемещений, вызванных сдвигом

Выбрав вектор координатных функций ( знак транспонирования)

где в качестве следует принять собственные формы безопориой призматической балки, представим

здесь векторы-столбцы обобщенных координат.

Потенциальная энергия балки, соответствующая перемещениям (22), при условии, что характеристики жесткости не зависят от номера тона колебаний,

где ширина поперечных сечений судна на ватерлинии; матрицы изгибной и сдвиговой жесткостей.

здесь момент инерции поперечного сечения относительно центральной оси площадь сдвига. Пусть диагональная матрица а содержит в качестве элементов квадратные корни редукционных коэффициентов момента инерции поперечного сечения, т. е.

где - редукционный коэффициент момента инерции для тона колебаний. Тогда исправленную матрицу изгибной жесткости можно представить в виде

Кинетическая энергия системы, при игнорировании зависимости присоединенных масс от номера тона колебаний, определяется по формуле

где погонная масса (масса единицы длины) балки; радиус инерции единицы длины балки относительно оси присоединенная масса, найденная с использованием гипотезы плоского обтекания; точкой обозначено дифференцирование по времени.

Для получения компактных формул введем расширенные векторы обобщенных координат и координатных функций.

Полное вертикальное перемещение корпуса судна

Пусть диагональная матрица содержит в качестве элементов квадратные корни из поправочных коэффициентов, характеризующих зависимость присоединенной массы от числа узловых точек формы смещений корпуса, т. е.

где поправочные коэффициенты к присоединенной массе на влияние пространствениости потока при смещениях судна как жесткого целого; то же при упругих смещениях.

Значения следует определять по табл. 3. При определении используют формулу Пабста

С учетом (31) и поправок (32) уравнение для кинетической энергии системы приводится к виду

Матрицы определяют по следующим формулам:

Уравнения колебаний

Дальнейший расчет частот и форм свободных колебаний можно выполнить известными методами.

При расчете вынужденной резонансной вибрации присоединенные массы учитываются так же, как и при расчете свободных колебаний.

Для расчета вертикальных колебаний необходимо знать закон и числовые характеристики рассеяния энергии.

Демпфирование общей вертикальной вибрации корпуса судна определяется сложной совокупностью факторов - гистерезисными потерями в материале, конструкционным демпфированием, возбуждением местных колебаний элементов корпуса (перекрытий, шпангоутных рам и т. п.), рассеянием энергии во внешнюю среду. Возможность теоретического определения характеристик демпфирования колебаний практически отсутствует. Имеющиеся экспериментальные данные ограничены и не позволяют надежно определять коэффициенты демпфирования колебаний для судов различных типов, размеров, конструктивных форм. Это влечет за собой низкую точность расчетов вынужденной резонансной вибрации.