Деформация здания. Измеритель деформаций корпуса корабля

Измеритель деформации корпуса корабля относится к средствам измерения положения или смещения и может быть использован при управлении морскими и речными кораблями и судами с целью обеспечения безопасности плавания и не допущения разлома корпуса корабля на волнении или при приеме больших грузов.

Устройство обеспечивает непрерывный мониторинг стрел прогиба/перегиба корпуса при внешних воздействиях с высокой точностью за счет установки антенн ГНСС на одной линии вдоль корпуса корабля параллельной его диаметральной плоскости, при этом процессор определяет по данным приемников антенн, поступившим через систему обмена, стрелы прогиба/перегиба как отстояния внутренних приемных антенн от линии, соединяющей текущее положения крайних носовой и кормовой антенн.

1 п.ф., 2 илл.

Заявляемая полезная модель относится к средствам измерения положения или смещения и может быть использована в частности при управлении морскими и речными кораблями и судами с целью обеспечения безопасности плавания и не допущения поперечного разлома корпуса корабля на волнении или при приеме больших грузов.

Известны устройства для непрерывного мониторинга динамических нагрузок, в том числе напряжений и деформаций судовых корпусов (см. патент США 5942750, МПК H01J 5/16, НКИ 250/227.14, 356/32, 340/555, патент США 6701260, МПК G01L 1/00, НКИ 702/43, 702,42, 73,863.636).

В указанных устройствах используются волоконно-оптические датчики, размещенные в различных точках судовой конструкции для измерения локальных деформаций и напряжений в металле корпуса судна.

Волоконно-оптические датчики регистрируют растяжение-сжатие в локальных областях их установки и не дают достаточной информации для оценки состояния корпуса, характеризуемого величинами стрел прогиба/перегиба корпуса в вертикальной плоскости, например, под воздействием волновых нагрузок.

Известна система для определения относительного положения точек установки антенн, основанная на фазовых измерениях в глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС) (см. заявку США 2004/0212533, МПК G01S 5/14, НКИ 342/357.08, оп. 28.10.2004, принято за прототип).

Система включает один базовый приемник с антенной, несколько дополнительных приемников с антеннами, систему связи и компьютер для проведения вычислений.

Известная система не решает задач контроля стрел прогиба/перегиба корпуса корабля, являющихся объективной характеристикой меры деформации корпуса под воздействием внешних нагрузок.

Техническая задача, решаемая заявленным устройством обеспечение возможности непрерывного автоматического измерения (мониторинга) величин стрел прогиба/перегиба корпуса корабля под влиянием внешних воздействий в целях обеспечения безопасности плавания.

Указанная задача решается за счет того, что в измерителе деформации корпуса корабля, содержащем приемники сигналов глобальной навигационной спутниковой системы, приемные антенны которых неподвижно закреплены на корпусе корабля, систему обмена данными и процессор, антенны размещены вдоль корпуса корабля на одной линии от носовой до кормовой его части, параллельной диаметральной плоскости корабля, а процессор выполнен с возможностью расчета текущих значений стрел прогиба/перегиба в точках крепления антенн как отстояния внутренних приемных антенн от линии, соединяющей текущее положение крайних носовой и кормовой антенн.

Один из приемников, антенна которого укреплена в крайней носовой или кормовой части корпуса корабля, является базовым, остальные приемники - дополнительные.

Базовый приемник работает в режиме базовой станции, дополнительные - в режиме кинематики реального времени (RTK) с разрешением неоднозначностей фазовых измерений в движении (OTF). Обмен данных между приемниками ГНСС, а также выдача данных из приемников в процессор производится с помощью системы обмена данными.

Точностные характеристики предлагаемого устройства могут быть определены из условия, что средняя квадратическая погрешность (СКП) измерения единичной разности высот двух антенн ( h) в режиме RTK составляет 20-30 мм:

Тогда СКП единичной разности высот линии, проходящей через крайние антенны и внутренние антенны () не превышает значения:

Известно, что для больших кораблей период килевой качки превышает 10 с, а частота выдачи данных приемником ГНСС достигает значений 20-100 Гц. Таким образом, можно использовать процедуру осреднения единичных значений разностей высот на интервале до 0,5 с, что соответствует числу N=10-50 отсчетов по данным RTK. Следовательно, СКП расчета средней величины прогиба/перегиба составляет величину

При N=10 и h =30 мм, величина 15 мм, что вполне допустимо, т.к. значения стрелы прогиба/перегиба могут превышать 100-300 мм для корпусов больших кораблей. Следовательно, предложенным устройством достигается решение поставленной задачи.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фиг.1 чертежа, на фиг.2 представлено положение антенн при деформации корпуса.

На чертеже обозначено:

1 1 -1 n приемник антенны сигналов ГНСС;

2 1 -2 n приемники ГНСС;

3 - система обмена данными между приемниками и процессором;

4 - компьютер для обработки фазовых измерений от всех приемников ГНСС;

5 - корпус корабля в начальном и деформированном (фиг.2) состояниях.

Количество n приемников сигналов ГНСС с приемными антеннами определяется числом точек на корпусе корабля, для которых производится измерения стрелы прогиба/перегиба S 2 -S n-1 .

При работе устройства радиосигналы ГНСС поступают от приемных антенн 1 1 -1 n на входы соответствующих приемников ГНСС 2 1 -2 n , а данные проведения кодовых и фазовых измерений поступают от приемников ГНСС в компьютер 4, через систему обмена данными 3.

В дополнительных приемниках производится решение задач в следующей последовательности:

Формируются разности фазовых измерений между антеннами дополнительных приемников, например, 2 2 -2 n и базовым приемником 2 1 ;

Разрешается неоднозначность фазовых измерений в режиме кинематики реального времени (RTK) в движении (OTF);

Определяются текущие прямоугольные координаты антенн 1 2 -1 n дополнительных приемников 1 2 -2 n относительно антенны 1 1 в топоцентрической системе координат;

В компьютере 4 производится решение задач в следующей последовательности:

Вычисляются текущие прямоугольные координаты приемных антенн 1 2 -1 n относительно приемной антенны 1 1 в топоцентрической системе координат;

Вычисляются текущие параметры линии, проходящей через антенны 1 1 и 1 n ;

Вычисляются значение величин прогибов/перегибов корпуса корабля, как значения расстояния антенн 1 2 -1 n-1 относительно линии, проходящей через антенны 1 1 и 1 n . (S 2 -S n-1).

В начальном положении антенн (при отсутствии деформации корпуса корабля), все антенны размещаются на одной прямой, при этом значение величины стрелы прогиба/перегиба для каждой приемной антенны будет равно нулю ( i =0).

В процессе плавания под влиянием внешних факторов происходит деформация корпуса корабля и, соответственно, изменяется взаимное положение приемных антенн 1 1 -1 n , неподвижно прикрепленных к корпусу корабля (фиг.2). При этом полученные в компьютере 4 расчетные значения величин стрел прогиба/перегиба S для каждой приемной антенны не будут равны нулю, а сравнение их с предельно допустимыми значениями в ПЗУ компьютера, позволяет оценить степень безопасности и предотвратить разлом корабля.

Измеритель деформаций корпуса корабля, содержащий приемники сигналов глобальной навигационной спутниковой системы, приемные антенны которых неподвижно закреплены на корпусе корабля, систему обмена данными и процессор, отличающийся тем, что антенны размещены вдоль корпуса корабля на одной линии от носовой до кормовой его части, параллельной диаметральной плоскости корабля, а процессор выполнен с возможностью расчета текущих значений стрел прогиба/перегиба в точках крепления антенн как отстояния внутренних приемных антенн от линии, соединяющей текущее положение крайних носовой и кормовой антенн.

Все сооружения испытывают различного рода деформации, вызываемые конструктивными особенностями, природными условиями и деятельностью человека.

Наблюдения за деформациями зданий и сооружений начинают с момента их возведения и продолжают в процессе эксплуатации. Они представляют собой комплекс измерительных и описательных мероприятий по выявлению величин деформаций и причин их возникновения.

По результатам наблюдений проверяется правильность проектных расчетов, и выявляются закономерности, позволяющие прогнозировать процесс деформации и своевременно предпринять меры по ликвидации их последствий.

Для сложных и ответственных сооружений наблюдения начинают одновременно с проектированием. На площадке будущего строительства изучают влияние природных факторов и в этот же период создают систему опорных знаков с тем, чтобы заранее определить степень их устойчивости.

На каждом этапе возведения или эксплуатации сооружения наблюдения за его деформациями производят через определенные промежутки времени. Такие наблюдения, проводимые по календарному плану, называются систематическими.

В случае появления фактора, приводящего к резкому изменению обычного хода деформации (изменение нагрузки на основании, температуры окружающей среды и самого сооружения, уровня грунтовых вод, землетрясения и др.), выполняют срочные наблюдения.

Параллельно с измерением деформаций для выявления причин их возникновения организуют специальные наблюдения за изменением состояния и температуры грунтов и подземных вод, температурой тела сооружения, метеорологических условий и т. п. Ведется учет изменения строительной нагрузки и нагрузки от установленного оборудования.

Для производства наблюдений составляют специальный проект, который в общем случае включает в себя:

техническое задание на производство работ;

общие сведения о сооружении, природных условиях и режиме его работы;

схему размещения условных и деформационных знаков;

принципиальную схему наблюдений;

расчет необходимой точности измерений;

календарный план (график) наблюдений;

состав исполнителей, объемы работ и смету.

Основной целью наблюдений за деформациями комплекса сооружений в Северном микрорайоне города Находка (завод КПД-80 - главный корпус, бетоносмесительный цех, склад цемента, столовая, административно-бытовой комплекс, а так же жилые дома) являлось получение информации для оценки устойчивости сооружений, принятия своевременных профилактических мер, а так же проверка качества принятой техники строительства и модели свай, применяемых для фундамента.

Материалы наблюдений были предоставлены научным руководителем Полторак Л.И.

1.Виды деформации и причины их возникновения

Вследствие конструктивных особенностей, природных условий деятельности человека сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различного рода деформации.

В общем случае под термином деформация понимают изменение формы объекта наблюдений. В геодезической же практике принято рассматривать деформацию как изменение положения объекта относительно какого-либо первоначального.

Под постоянным давлением от массы сооружения грунты в основании его фундамента постепенно уплотняются (сжимаются) и происходит смещение в вертикальной плоскости или осадка сооружения. Кроме давления от собственной массы, осадка сооружения может быть вызвана и другими причинами: карстовыми и оползневыми явлениями, изменением уровня грунтовых вод, работой тяжелых механизмов, движение транспорта, сейсмическими явлениями и т.п. При коренном изменении структуры пористых и рыхлых грунтов происходит быстро протекающая во времени деформация, называемая просадкой .

В том случае, когда грунты под фундаментом сооружения сжимаются неодинаково или нагрузка на грунт различная, осадка имеет неравномерный характер. Это приводит к другим видам деформаций сооружений: горизонтальным смещениям, сдвигам, перекосам, прогибам, которые внешне могут проявляться в виде трещин и даже разломов.

Смещение сооружений в горизонтальной плоскости может быть вызвано боковым давлением грунта, воды, ветра и т.п.

Высокие сооружения башенного типа (дымовые трубы, телебашни и т.п.) испытывают кручение иизгиб , вызываемые неравномерным солнечным нагревом или давлением ветра.

Для изучения деформаций в характерных местах сооружения фиксируют точки и определяют изменение их пространственного положения за выбранный промежуток времени. При этом определенное положение и время принимают за начальные.

Для определения абсолютных или полных осадок S фиксированных на сооружении точек периодически определяют их отметки H относительно исходного репера, расположенного в стороне от сооружения и принимаемого за неподвижный. Очевидно, чтобы определить осадку точки на текущий момент времени относительно начала наблюдений, необходимо вычислить разность отметок, полученных на эти моменты, т.е. S=Hтек-Hнач . Аналогично можно вычислить осадку за время между предыдущим и последующим периодами (циклами) наблюдений.

Средняя осадка Sср всего сооружения или отдельных его частей вычисляется как среднее арифметическое из суммы осадок всех n его точек, т.е. Sср=?S/n . Одновременно со средней осадкой для полноты общей характеристики указывают наибольшую Sнаиб и наименьшую Sнаим осадки точек сооружений.

Неравномерность осадки может быть определена по разности осадок ?S каких-либо двух точек 1 и 2, т.е.?S1,2=S2-S1 .

Крен и наклон сооружения определяют как разность осадок двух точек, расположенных на противоположных краях сооружения, или его частей вдоль выбранной оси. Наклон в направлении продольной оси называют завалом , а в направлении поперечной оси - перекосом . Величина крена, отнесенная к расстоянию l между двумя точками 1 и 2, называется относительным креном К . Вычисляется он по формуле K=(S2-S1)/l.

Горизонтальное смещение q отдельной точки сооружения характеризуется разностью ее координатxтек, yтек и xнач, yнач , полученных в текущем и начальном циклах наблюдений. Положение осей координат, как правило, совпадает с главными осями сооружения. Вычисляют смещения в общем случае по формулам qx=xтек-xнач ; qy=yтек-yнач . Аналогично можно вычислить смещения между предыдущим и последующим циклами наблюдений. Горизонтальные смещения определяют и по одной из осей координат.

Кручение относительно вертикальной оси характерно в основном для сооружений башенного типа. Оно определяется как изменение углового положения радиуса фиксированной точки, проведенного из центра исследуемого горизонтального сечения.

Изменение величины деформации за выбранный интервал времени характеризуется средней скоростью деформации vср . Так, например, средняя скорость осадки исследуемой точки за промежуток времени t между двумя циклами i и j измерений будет равна vср=(Sj-Si)/t . Различают среднемесячную скорость, когда t выражается числом месяцев, и среднегодовую, когда t - число лет, и т.д.

деформация - это нормально хм!

> "Компания .

> Так же возможно, что ."

ASUS не считает, что у Вас есть какие либо проблемы с Вашим аппаратом ",

пересборка аппарата немного уменьшит данную проблему ."

Bbk

• Пол: Мужчина

Недавно приобрел новенький UX305FA. При эксплуатации выяснилось, что "налетел на брак" - одна из кнопок на клавиатуре выпадала при нажатии под определенным углом. Решил обратиться в сертифицированный сервис-центр в Москве ("ТОПАЗ-2М"). Взяли ноутбук на диагностику и приняли решение заменить клавиатуру полностью. При осмотре ноутбука после ремонта я увидел дефекты сборки: боковые зазоры на стыках, нарушение геометрии корпуса (выпуклость клавиатурного блока и, как следствие, люфт тачпада, а также неплотное прилегание верхней части в закрытом виде). При повторном обращении в сервис-центр зазоры были исправлены, однако, нарушение геометрии корпуса исправлено не было. Сотрудник сервис-центра сообщил о том, что такая деформация - это нормально и дефект устранится в ходе эксплуатации со временем сам (хм! ). Все бы ничего, да люфт тачпада теперь создает дискомфорт при эксплуатации.

Взглянув на фото ноутбука, официальная тех. поддержка на сайте написала странный ответ:

> "Компания ASUS не считает, что у Вас есть какие либо проблемы с Вашим аппаратом .

> По этому ни считает, что Вам необходимо что-то делать с аппаратом.

> Вы так же можете обратиться в АСЦ и получить заключение, что с аппаратом все в порядке.

> Так же возможно, что пересборка аппарата немного уменьшит данную проблему ."

Т.е. с одной стороны наличие проблемы отрицается: "...ASUS не считает, что у Вас есть какие либо проблемы с Вашим аппаратом ",

а с другой стороны - признается: "...пересборка аппарата немного уменьшит данную проблему ."

Сталкивался ли у кто-нибудь с подобной проблемой на UX305FA? Что посоветуете?

недавно-это когда?если прошло две недели-в независимую и далее с ответом в ОЗПП.в Роспотребнадзор даже не суйся.эту контору давно пора разогнать.основное направление(и самое денежное для них)-пищевое.было одно обращение к ним.года 4 прошло.ответ ползет на черепахах.второй случай с кеем с ноутом.сдох через 3 дня после покупки(СПб).сервисники (я настоял что бы при мне) чего только не пытались.даже какие то супер секретные проги от асус.ноль.так один сервисник второму-хватит заниматься ерундой.все равно на разборку.я нисколько не сомневаюсь что из таких,на разборку,тебе и попался твой экземпляр,который,апгрейдил,какой то криворукий мастер.магазину проще сделать так,чем заморачиваться с возвратом поставщику.тебе решать.

Правилами Регистра СССР допускается деформация корпуса судна на крупной волне со стрелкой прогиба, не превышающей 0,001 длины судна. При расположении главного дизеля в средней части судна деформации изгиба будут испытывать детали набора корпуса вместе с машинным фундаментом, машинная рама и коленчатый вал.
Для того чтобы деформация была возможно меньшей, часть набора корпуса под машинным фундаментом и сам фундамент делают более жесткими. Однако это не исключает полностью деформаций машинной рамы. Так, у одного из дизелей Доксфорд длина машинной рамы превышает 18 м. При замере ее упругой деформации стрелка прогиба достигала 1 мм.
Иногда значительные деформации машинных рам и коленчатых валов наблюдаются и у относительно коротких дизелей; очевидно, здесь причиной является недостаточная жесткость набора и машинного фундамента.
Например, на теплоходе «Порт Манчестер» с двумя 14-цилиндровыми V-образными дизелями Пилстик (ЛГ=5660 э. л. с. при л=464 об/мин) спустя 2500 ч работы, вышел из строя коленчатый вал одного из дизелей. В результате обследования было обнаружено, что величины прогиба опор рамовых подшипников при различных состояниях корпуса судна и самого дизеля (дизеле прогретый или холодный, судно в грузу или в балласте) достигают 1,8 мм. Такие деформации должны были привести коленчатый вал к поломке вследствие быстро развивавшегося усталостного процесса.
Имеются и другие данные Измерения упругих раскепов коленчатого вала главного дизеля теплохода «Сан-Франциско» показали, что амплитуда их колебаний при ходе груженого судна на волне достигает 0,3 мм, а стрелка прогиба корпуса судна —70 мм. Это не так уж и много.
Но встречаются и тяжелые случаи. Известна поломка коленчатого вала диаметром 580 мм у 6-цилиндрового дизеля Доксфорд вследствие большой амплитуды колебаний напряжений вала при плавании судна на крупной волне в полном грузу и в балласте. При расследовании аварии было установлено, что максимальная разница в раскепах щек коленчатого вала достигала 0,762 мм.
Но вообще поломка коленчатых валов мощных малооборотных дизелей, построенных за последние 15 лет,—чрезвычайно редкое явление. За весь послевоенный период на судах БМП было только два случая поломок коленчатых валов главных дизелей.
Кроме того, у подавляющего большинства новых судов, не говоря уже о танкерах, главный дизель расположен не в середине судна, а в корме и коленчатые валы даже при сильной качке не испытывают таких напряжений изгиба, которые следовало бы принимать во внимание.
Нет необходимости приводить весь комплекс сложных напряжений, которые испытывает коленчатый вал, особенно во время сильной килевой качки, тем более, что характер и распределение этих напряжений зависят не столько от конструкции самого вала, сколько от жесткости его фундамента и набора корпуса под фундаментом, а также от характера укладки вала. Что касается скорости износа подшипников, то, безусловно, она увеличивается, если коленчатый вал испытывает дополнительные упругие деформации из-за недостаточной жесткости фундамента, но чем более совершенствуется технология постройки современных дизелей, тем более повышается износостойкость основных узлов дизеля.
Однако следует отметить, что по исследованиям чешских специалистов у рамовых подшипников дизеля 6S275IIIPV, работавших в условиях деформаций коленчатого вала, давления отличались от расчетных на 30—50% в сторону увеличения. Объяснялось это несимметричным распределением полей давления относительно продольной оси подшипника.