Двухмерные схематизации траловой системы.
Первой расчетной схемой для определения конфигурации трала явилась схема Ф.И. Баранова [2]. Траловая система изображается (рис. 4.1.) на плоскости xoy в виде стержневого четырехзвенника с шарнирным соединением элементов в узлах.
В данной модели трал схематизирован двумя топенантами с приложением силы сопротивления трала RТ в точке их схождения. Очевидно, в этой точке может быть приложена только сила сопротивления мешка RТМ . Схематизация каркаса трала только боковыми канатными связями чрезвычайно упрощена и не учитывает наличие поперечных канатных связей в виде подбор, возникающих в них силовых реакций и их воздействие на форму устья. Приложение силы RT только в точке схождения топенантов не отражает реального распределения этой силы по всему каркасу трала. Не учитываются также силы тяжести и гидродинамические силы, действующие на ваера и кабели. Дальнейшим развитием схемы Баранова Ф.И.стала схема Кондратьева В.П. [8], в которой трал предложено схематизировать цепной линией (рис. 4.2.), равной длине верхней подборы l4, к которой прилагается, равномерно распределенная по ее длине, сила сопротивления трала, равная . Это предложение представляется более точным в отношении распределения сил сопротивления по длине подборы. В то же время она не учитывает распределение силы RT по длине топенантов и некоторых других конструктивных элементов трала. Кроме того, размеры трала не определяются однозначно длиной подборы. Обе эти схемы базируются также на допущении независимости горизонтального и вертикального раскрытия трала и потому не учитывают вертикальные силы и связи, имеющие место в любой траловой системе, и оказывающие влияние на горизонтальное раскрытие и наоборот. В схеме Э.М. Рыкунова [11] предполагается, что на горизонтальное раскрытие трала оказывают влияние не только силы сопротивления трала, его оснастки и распорная сила траловых досок, но и потопляющие силы элементов траловой системы. По этой схеме вертикальные силы приложены непосредственно к устью трала (рис 4.3) . Аналогично, с учетом и потопляющих сил построена схематизация траловой системы в работе В.Н. Стрекаловой [14].
Карпенко В.П. [7] разработал комплекс расчетных моделей раскрытия и конфигурации траловой системы, включающий в себя как двух- так и трёхмерные модели трала. Как и в описанных выше схемах, речь идет об определении пространственного положения узловых точек траловой системы и контуров канатно-сетной оболочки трала, изображение которой выполнено в виде канатного каркаса, включающего в себя подборы и топенанты. Делая попытку максимально учесть возможные варианты геометрического представления элементов траловой системы и распределения сил их сопротивления, Карпенко В.П. дает следующую классификацию вариантов схематизации конструктивных и силовых элементов: 1. По виду физического представления элемента канатного каркаса трала: - Стержневые - с представлением элемента каркаса в виде прямолинейного жесткого весомого или невесомого стержня; - Нитяные - с представлением элемента каркаса гибкими нитями; - Комбинированные—в изображении каркаса имеют место как стержневые, так и нитяные элементы; 2. По форме изображения подбор трала: - подбора – два стержневых элемента, подобно букве V; - подбора – цепная линия или парабола; - подбора изображена тремя или более элементами в виде буквы U, (могут быть использованы и нитяные и стержневые элементы); - устье изображено несколькими подборами в виде букв V; 3. По схеме распределения сил сопротивления сетной оболочки трала, прилагаемых к элементам каркаса: - равномерное распределение сосредоточенными силами в узлах соединения элементов; - нагружение равномерно распределенными силами по длине элемента; - нагружение равномерно распределенными силами по длине проекции элемента. Все модели предусматривают определение сопротивления сетной оболочки трала как функции ее раскрытия [7]. Схемы с V-образным изображением подборы представлены моделью 2VC1 (рис 4.4.), в которой передняя часть трала схематизируется в горизонтальной плоскости двумя топенантами (образующими) и одной обобщенной (верхней, нижней) подборой, состоящей из двух шарнирно соединенных невесомых стержней. Данная схема отличается простотой решения и позволяет описать форму трала, включая угол конусности сети. Схемы с изображением подборы ломаной линией, состоящей из более чем 2-х элементов, представлены моделями 2UC1 и 2UK5. В первой, подбора схематизирована четырьмя прямолинейными стержнями, во второй, гужевую часть подборы предлагается изображать цепной линией. Изображение подборы из нескольких частей позволяет приблизить ее вид к истинному, который, как известно по многочисленным подводным наблюдениям, [2, 9] подобен параболе или полуэллипсу. Эта же форма подборы достигается и при ее схематизации цепной линией. При этом сопротивление верхней и нижней пластей прилагается равномерным распределением силы равной половине сопротивления трала RТ по длине подборы. Упрощением для всех рассмотренных выше моделей является то, что горизонтальное раскрытие устья трала отождествляется с хордой верхней подборы. Данный подход является неверным, поскольку из рассмотрения исключаются боковые подборы, положение которых и определяет горизонтальное раскрытие трала по крыльям.
Неверное же определение горизонтального раскрытия трала будет вызывать неточности в расчете сопротивления трала и, соответственно, других параметров конфигурации траловой системы. Канатный каркас современных разноглубинных тралов, имеющих кабельную оснастку с голыми концами, наиболее адекватно отображают модели с так называемым W-образным изображением подбор. Здесь устье трала схематизировано тремя секциями спаренных канатов (рис 4.5.) и девятью узловыми точками: В – вершины крыльев верхней (нижней) подборы; С – центры верхней (нижней) подборы; Е – вершины крыльев боковой подборы; F – центры крыльев боковой подборы; Н – точки соединения топенантов с устьем трала, связанные между собой конструктивными элементами в виде невесомых стержней или нитей.
Средняя пара канатных элементов, при этом, изображает верхнюю и нижнюю подборы, а боковые – сборочные подборы, получаемые при соединении крыльев верхней и боковой пластей. Такая схематизация позволяет разделить такие важные характеристики конфигурации трала как раскрытие верхней (нижней) подборы и раскрытие трала по крыльям, и не отождествлять их друг с другом. Раскрытие верхней подборы теперь соответствует координате 2×YВ, раскрытия трала по крыльям – координате 2×YЕ. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|