Mathematical and geometric modeling of ship stemless anchors with increased holding power
Abstract
Development and modernization of existing ship anchors, such as SPEK, DELTA, LWT, Danforth, AC-14, Hall, Matrosov, to meet modern requirements of design and engineering organizations requires a well-founded approach, which is carried out by introducing into the design process a mathematical description of the main properties and further three-dimensional modeling in one of the computer packages. The anchor's mathematical model is represented by a set of equations and inequalities reflecting the mass balance of parts and the anchor as a whole, the chemical composition of the material, technological and strength requirements for individual elements of the structure, the quality of the anchor in the form of its holding force. All geometric characteristics in the development of three-dimensional digital twins of the product are parametrically dependent on the main dimensions standardized by standards, the distribution of which from the mass is represented as a power function with the values of the obtained regression coefficients given in the work. The features of creating digital twins of a ship's anchor are considered based on modeling its most complex part - the fluke, which is realized in the form of elementary geometric figures: a parallelepiped, a prism, a cone, etc. All this allows us to develop and model modern ship anchors with increased holding power that meet the new wishes of customers.
References
Catalog anchors gigantic inventory used and new with certificates / Anchor Marine Industrial Supply INC. – 28 p. Access mode: URL: https://anchormarinehouston.com/wp-content/uploads/2019/03/Section_1_Anchors.pdf
Судовые устройства: Справочник / под.ред. Александрова М.Н. – Л.: Судостроение, 1987 – 656 с.
Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. Учеб. для машиностроит. и приборостроит. спец. вузов. – 5е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., - 1990. – 607с.
Пенский О.Г. Сопряженнные модели проникновения твердых тел // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. №1, 2007 – с. 151 – 161.
Велданов В.А. Возможности моделирования проникновения тел в грунтовые среды / В.А. Велданов, А.Ю. Даурских, А.С. Корнейчик, М.А. Максимов // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013 – №9. Режим доступа: URL: http://www/engjournal.ru/catalog/machin/rocket/947.html - DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-947
Котов В.Л. Численное моделирование плоскопараллельного движения конических ударников в грунтовой среде на основе модели локального взаимодействия / В.Л. Котов, А.Ю. Константинов // Вычислительная механика сплошных сред. 2014 – т.7. №3 – с. 225 – 233.
Коронатов В.А. Дополнения к элементарной теории проникновения твердого тела в грунтовые среды при однократном и многократном ударе // СИСТЕМЫ. МЕТОДЫ. ТЕХНОЛОГИИ. 2021, №2(50) – с. 42 – 50, DOI: 10.18324/2077-5415-2021-2-42-50
Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 8-е изд., перераб. М.: Наука,1977. – с. 440.
Кочнев, Ю. А. Применение аддитивных технологий при исследовании взаимодействия судового якоря с грунтом / Ю. А. Кочнев, И. Б. Кочнева, С. Д. Костерина // Речной транспорт (XXI век). – 2021. – № 4(100). – с. 55-57.
Кочнев, Ю. А. Испытания модели судового якоря / Ю. А. Кочнев, С. Д. Костерина // Транспорт. Горизонты развития: Труды 2-го Международного научно-промышленного форума, Нижний Новгород, 07–09 июня 2022 года. – Нижний Новгород: Волжский государственный университет водного транспорта, 2022. – с. 86.
Кочнев, Ю. А. Влияние геометрических характеристик якоря на держащую силу / Ю. А. Кочнев, С. Д. Костерина // Транспорт. Горизонты развития: Труды 4-го Международного научно-промышленного форума, Нижний Новгород, 23–26 апреля 2024 года. – Нижний Новгород: Волжский государственный университет водного транспорта, 2024. – с. 188.
Shin, H.K. Experimental study of embedding motion and holding power of drag embedment type anchor on hard and soft seafloor. / Shin, H.-K., Seo, B.-C., & Lee, J.-H. // International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering – 2011. – №3(3)– p. 193–200. doi:10.2478/ijnaoe-2013-0062
Роннов, Е. П. Математическая модель судового якоря / Е.П. Роннов, Ю.А. Кочнев // Морские интелектуальные технологии. – Нижний Новгород: Волжский государственный университет водного транспорта, 2018. – с. 6.
References
Catalog anchors gigantic inventory used and new with certificates / Anchor Marine Industrial Supply INC. – 28 p. Access mode: URL: https://anchormarinehouston.com/wp-content/uploads/2019/03/Section_1_Anchors.pdf
Ship devices: Handbook / ed. Aleksandrov M.N. - L.: Sudostroenie, 1987 - 656 p.
Nikitin N.N. Course of theoretical mechanics. Textbook for mechanical engineering and instrument making. special. universities. - 5th ed. revised and enlarged. - M.: Higher. school, - 1990. - 607 p.
Pensky O.G. Conjugate models of penetration of solids // News of higher educational institutions. Volga region. Technical sciences. No. 1, 2007 – pp. 151 - 161.
Veldanov V.A. Possibilities of modeling the penetration of bodies into soil environments / V.A. Veldanov, A.Yu. Daurskikh, A.S. Korneichik, M.A. Maksimov // Engineering Journal: Science and Innovation. – 2013 – №9. Access mode: URL: http://www/engjournal.ru/catalog/machin/rocket/947.html - DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-947
Kotov V.L. Numerical modeling of plane-parallel motion of conical impactors in a soil environment based on a local interaction model / V.L. Kotov, A.Yu. Konstantinov // Computational mechanics of continuous media. 2014 – v.7. №3 – pp. 225 – 233.
Koronatov V.A. Supplements to the elementary theory of penetration of a solid body into soil media under single and multiple impacts // SYSTEMS. METHODS. TECHNOLOGIES. 2021, No. 2 (50) – pp. 42 – 50, DOI: 10.18324/2077-5415-2021-2-42-50
Sedov L. I. Methods of similarity and dimensionality in mechanics. 8th ed., revised. Moscow: Nauka, 1977. – 440 p.
Kochnev, Yu. A. Application of additive technologies in the study of the interaction of a ship's anchor with the ground / Yu. A. Kochnev, I. B. Kochneva, S. D. Kosterina // River transport (XXI century). - 2021. - No. 4 (100). - P. 55-57.
Kochnev, Yu. A. Testing a model of a ship's anchor / Yu. A. Kochnev, S. D. Kosterina // Transport. Development Horizons: Proceedings of the 2nd International Scientific and Industrial Forum, Nizhny Novgorod, June 7–9, 2022. – Nizhny Novgorod: Volzhsky State University of Water Transport, 2022. – P. 86.
Kochnev, Yu. A. Influence of Anchor Geometrical Characteristics on Holding Force / Yu. A. Kochnev, S. D. Kosterina // Transport. Development Horizons: Proceedings of the 4th International Scientific and Industrial Forum, Nizhny Novgorod, April 23–26, 2024. – Nizhny Novgorod: Volzhsky State University of Water Transport, 2024. – P. 188.
Shin, H.K. Experimental study of embedding motion and holding power of drag embedment type anchor on hard and soft seafloor. / Shin, H.-K., Seo, B.-C., & Lee, J.-H. // International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering – 2011. – №3(3)– p. 193–200. doi:10.2478/ijnaoe-2013-0062
Ronnov, E. P. Mathematical model of a ship's anchor / E. P. Ronnov, Yu. A. Kochnev // Marine intellectual technologies. - Nizhny Novgorod: Volga State University of Water Transport, 2018. - p. 6.
Copyright (c) 2025 Russian Journal of Water Transport
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
