Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты

Козин В. М,

2.3. Исследования ИГВ на вязко-упругой модели ледяного покрова

Для исследования ИГВ в условиях ИГР в ледяном покрове от движения объектов в опытовом бассейне КнАГТУ использовалась вязко-упругая модель неразрушаемого.ледяного покрова. Модельные исследования проводились на полимерной модели сплошного льда (рис.2.65).

Цель буксировочных испытаний состояла в определении параметров резонансных ИГВ и волнового сопротивления при различных  скоростях и режимах движения  моделей СВП и подводных судов.

В качестве модельного льда использовался поливинилхлоридный пластикат, как наиболее доступный материал для изготовления модели сплошного льда. Использование данного материала позволило использовать более крупные модели нагрузки в исследованиях.Значение модуля упругости пластиката, однозначно задававшего масштаб моделирования [54], определялось опытным путем на специально разработанном стенде (рис.2.66). Кинематическая схема стенда представлена на рис.2.67. Образцы для испытаний (рис.2.68) на растяжение представляли собой ленты длиной 1300-1400 мм шириной 15 мм и толщиной 1 мм.

Рис.2.65.Общий вид полимерной модели сплошного льда

В результате испытаний образцов пластиката на растяжение при различных скоростях нагружения было определено  среднее значение Е_м=20 МПа, что обеспечивало проведение модельных экспериментов в масштабе 1/150 для пресноводного льда и 1/250 для морского.

Рис.2.67.Кинематическая схема стенда: 1-кривошипно-шатунный механизм; 2-ползун; 3-образец; 4-тензодатчик для измерения удлинения; 5- тензодатчик для измерения растягивающего усилия

Рис.2.66.Стенд для испытаний образцов модельного материала

Полимерная модель сплошного льда представляла собой конструкцию из непроницаемого покрытия, закрепленного на жестком каркасе, плавающую на поверхности воды (рис.2.69). Покрытие набиралось из листов пластиката толщиной 1 мм, сваренных между собой по кромкам тепловой сваркой. Каркасом обеспечивалась положительная плавучесть модельного покрытия, поскольку модельный лед имел плотность 1380 кг/м³ . Габаритные размеры модели сплошного льда составляли L´B=10,5´3,5м. При масштабе 1/200 моделировался сплошной ледяной покров толщиной 0,2 м.

Рис.2.68.Образцы модельного  материала

Рис.2.69. Общий вид модели сплошного льда: 1- полимерный лед; 2 - поплавковый каркас; 3 - хомуты крепления; 4 - рейки с прижимными планками

В процессе буксировки модели определялась скорость ее движения, записывались профили взволнованной поверхности на различных удалениях от линии движения модели и величина буксировочного сопротивления, при помощи измерительной системы (рис.2.70) [78].

Рис.2.70. Схема измерительной системы для записи колебаний модельного льда:

1-напорные трубки системы компенсации гидростатического давления; 2-преобразователь; 3-гидростатические датчики