Анализ основных механизмов деградации корпуса судна: синергетика, моделирование и методы контроля
Аннотация
Постепенные отказы корпусов судов связаны с развитием процессов коррозии, износа и усталости материала, вероятность возникновения которых возрастает по мере увеличения срока эксплуатации судна [15]. Это подтверждает необходимость комплексного рассмотрения указанных процессов при оценке технического состояния корпуса. Их совместное воздействие приводит к снижению несущей способности и затрудняет оценку остаточной долговечности конструкций. В работе выполнен анализ взаимного влияния этих факторов с использованием классических моделей прогнозирования долговечности — закона Пэриса, правила Майнера, вероятностного подхода на основе модели пропорциональных рисков Кокса — а также современных методов обработки данных на основе машинного обучения. По данным экспериментальных исследований совместное действие коррозии и циклических нагрузок приводит к существенному сокращению долговечности по сравнению с изолированным воздействием каждого фактора. Предложена концептуальная структура интегрированной системы мониторинга технического состояния корпуса, объединяющая различные типы датчиков (волоконно-оптические, электрохимические, акустической эмиссии) и методы интеллектуальной обработки сигналов (автоэнкодеры для очистки от шумов). Результаты могут быть использованы при разработке систем мониторинга технического состояния судов, совершенствовании подходов к техническому обслуживанию по фактическому состоянию, а также при подготовке нормативных документов классификационными обществами.
Литература
Guedes Soares C., Garbatov Y. Reliability of maintained ship hulls subjected to corrosion and fatigue // Structural Safety. – 1999. – Vol. 21, No. 2. – P. 107–123.
Paik J.K. Ultimate Limit State Analysis and Design of Plated Structures. – 2nd ed. – Chichester : John Wiley & Sons, 2018. – 664 p.
Melchers R.E. Probabilistic Models for Corrosion in Structural Reliability Assessment // Corrosion Science. – 2005. – Vol. 47, No. 10. – P. 2391–2410.
Dowling N.E. Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture, and Fatigue. – 4th ed. Pearson, 2013. – 960 p.
Fatemi A., Yang L. Cumulative fatigue damage and life prediction theories: a survey of the state of the art for homogeneous materials // International Journal of Fatigue. – 1998. – Vol. 20, No. 1. – P. 9–34.
Anderson T.L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications. – 4th ed. – Boca Raton : CRC Press, 2017. – 753 p.
Cox D.R. Regression Models and Life Tables // Journal of the Royal Statistical Society. Series B. – 1972. – Vol. 34, No. 2. – P. 187–220.
Cui W. A State of the Art Review on Fatigue Life Prediction Methods for Metal Structures // Journal of Marine Science and Technology. – 2002. – Vol. 7, No. 1. – P. 43–56.
Zio E. Prognostics and Health Management of Industrial Assets: A Review // Reliability Engineering & System Safety. – 2022. – Vol. 221. – Article 108321.
Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Часть II. Корпус. – Санкт Петербург : РМРС, 2026.
Барышников С.О., Погодаев Л.И., Чистов В.Б. Надежность механизмов и корпусов судов: монография. – СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2018. – 251 с.
Барышников С.О., Красюк А.Б., Чистов В.Б. Способ расчета надежности корпусов судов и их элементов с учетом выполненных ремонтов и условий дальнейшей эксплуатации // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. – 2020. – Т. 12. – № 1. – С. 85–95.
Ганнесен В.В., Петрова Е.Е. К вопросу деградации корпуса судна в результате коррозии // Научные труды Даль-рыбвтуза. – 2023. – Т. 66. – № 4. – С. 144–152.
Бимбереков П.А. Определение потребного числа измерений остаточных толщин на участке элемента связи корпуса судна на основе оценочных зависимостей для запаса толщин и рекомендуемых скоростей изнашивания // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2015. № 1. С. 76–80.
Казанцев Д.А., Бурмистров Е.Г., Зинченко Д.Ф. Подготовка данных для выявления причин отказов корпусов судов и судовых технических средств // Научные проблемы водного транспорта / Russian Journal of Water Transport. – 2024. – № 80 (3). – С. 15–23.
Copyright (c) 2026 Научные проблемы водного транспорта
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
