Модель морской платформы

и 1987008 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(22) Заявлено 19,06. 81 (21) 3305528/29-15 Р 4)М.Кп з Е 02 В 1/02 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ио дедам изобретениИ,и открытий(088.8) Дата опубликования описания 07.01.83(54) М РСКОЙ ПЛйТФОРМЫ е я и а Изобретение относится к модельным испытаниям гидротехнических сооружений на воздействие волн, проводивих на стадии проектирования.Известны модели, осуществленные по принципу физического.моделирования ) 1).Однако при модельных испытаниях морских платформ, колонны которых представляют собой достаточно гибкие решетчатые конструкции, находящиеся под воздействием инерционных и скоростных гидродинамических нагрузок от волн, необходимо удовлетворять критериям подобия фруда, Рейнольдса и Коши, которые несовместимы.Известна также модель морской платформы, состоящая из верхнего строения и секционных, колонн, При этом модель выполнена упрощенной геометрии и изготовлена с целью сохранения приближенного гидродинамического подобия из композитного материала на основе эпоксидной смоедостатком известной модели явся большая трудность иэготовлеколонн, поскольку вначале должыть определена, с учетом упрощений, их геометрическая форма,обеспечивающая подобие гидродинамических сил. Затем эта форма должна быть воплощена в материале с заданаями плотностью и модулем упругости. Корректировка каких либохарактеристик модели (плотности,гибкости или гидродинамического сопротивления) после ее изготовлениявозможна. В этом случае колонны следует изготавливать заново. Упрощенная геометрическая форма колоннизвестной модели подбирается иэ условия равенства волновых нагрузок 15 путем методических опытов на геометрически подобной модели и модели супрощенной геометрией, При этомпредполагается, что инерционная составляющая волновой нагрузки малапо сравнению со скоростной. В действительности их соотношение ( 0,3:,0,4) таково, что требует ее учета.Таким образом, известная модельимеет сложную технологию изготовле ния и .не обеспечивает механичекого подобия с достаточной точкостью. Цель изобретения - повышение т ности моделирования процесса взаимодействия колонн с волнами и упа рощение технологии изготовления модели .Поставленная цель достигается тем, что колонна выполнена в виде гибкого стержня и секций гидродинамического сопротивления, закрепленных на стержне с интервалом, исключающйм их взаимное касание.При этом секция гидродинамического сопротивления выполнена в виде пространственного каркаса с симмет 10 рично укрепленными на нем элементами гидродинамического сопротивления, а ,элементы гидродинамического сопротивления выполнены в форме призмы или цилиндра.Такое устройство позволяет легко подобрать гибкий стержень необходимой жесткости, используя, например, стандартные дюралюминиевые трубки, и проконтролировать его Фактический прогиб, как отдельно, так и в сборке с секциями. Так же несложно изготовить секции сопротивления, заранее расчитав их гидродинамические характеристики (инерционные и скоростные) и проконтролиро вав результаты путем измерения волновой нагрузки в опыте. Материалы для изготовления секций сопротивления могут быть любые, обеспечивающие необходимый вес опоры. При не обходимости применяется балластировка. Таким образом, при значительно более простой технологии изготовления модели обеспечивается более высокая точность моделирования. 35На Фиг. 1 показана модель платФормы, общий вид, на Фиг. 2 - конструкция ее колонны.Устройство содержит гибкий стержень 1, секцию гидродинамического сопротивления 2, элемент гидродинамического сопротивления 3, связь 4, кольцо 5, винт б.ПредЛагаемое устрОйство представляет собой динамически подобную мо- дель морской платформы на решетчатых колоннах, Основу колонны составляет гибкий стержень 1, сечение которого подбирается по величине 40 50 Ем (м (-Б Ен где Е , Е" - модули упругости на модели и в натуре,М н1 ,- моменты инерции сеченияодели и в натс - масштаб жесткостисАв(-) где аГ - масштаб модели или линейный масштаб.На стержень 1 надеты и закреплены на одном кольце 5 винтом б сек ции гидродинамического сопротивления 2 с минимальными между ними эа" ворами так, чтобы при изгибе стержня 1 секции 2 не касались друг друга. Секции 2 имеют по габаритам фор му призмы, поперечное сечение которой подобно сечению натурной колонны, и состоят из параллельных исимметрично расположенных элементовгидродинамического сопротивления 3и связей 4, соединяющих их с кольцом 5 в достаточно жесткую пространственную конструкцию. Форму элементов гидродинамического сопротивления 3 выбирают с учетом достаточнойизученности ее гидродинамическиххарактеристик (например, пластина,круглый или призматический стерженьи т.д.) . Размеры поперечного сеченияэлементов 3 и их количество определяют из условийЬ м, м. - ф н н-го элемента на модели и -го элементав натуре соответственно;,7,.,Ч - площади сечения и объм н нфф ( 1емы элементов,Ч Ч - скоростное и инерционс ф иное сопротивлениегибкого стержня 1 скольцом 5 и связями 4с(., К - масштабы жесткости.После изготовления одной секции,опытным путем проверяют ее гидродинамическое сопротивление и, при необходимости, корректируют поперечныеразмеры или число элементов сопротив-ления.Использование изобретения значите-. льно упрощает задачу физического моделирования при изучении поведения морских платформ, повышает точность моделирования, упрощает технологию, уменьшает трудоемкость и стоимость изготовления моделей, предусматривает применение доступных материалов, дает реальную возможность проведения модельных испытаний крупных сооружений на существующем лабораторном оборудовании.формула изобретения1. Модель морской платформы, состоящая из верхнего строения и секционных колонн, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью повышения точности моделирования процесса взаимодействия колонн с волнами и упрощения технологии изготовления модели, колонна выполнена в виде гибкого стержня и секций гидродинами987008 Составитель В, Казедактор М. Товтин Техред А.Вабинец ов тор Г. Огар Тираж 671 Государствен делам изобре осква, ЖРак 8/6ВНИИПИпо1 но Подпо комитета СССй и открытийушская наб., д 5 13035, М Ра .4/ал ППП "Патент", г.ужгород, ул, Проектная, 4 ческого сопротивления, закрепленныхна стержне с интервалом, исключающимих взаимное касание. 2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что секция гидродинамического сопротивления выполнена в виде пространственного каркаса с симметрично укрепленными на нем элементами гидродинамического сопротивления.3, Устройство по и. 2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что элемент гидродинамического сопротивления выполнен в виде призмы или цилиндра.Источники информации,принятые вовнимание при экспертизе1. Седов Л.И. Методы подобия и5 размерности в механике. И Гостехиздат, 1957, с, 56-57.2. Халфин И,Ш., Плешаков А.В."Исследование волнового воздействияна решетчатые опоры передвижной бу 10 ровой .Установки, ж-л "Нефтепроьисловое строительство", ВНИИОЭНГ 1 7,1976.