Многоцикловое и истирающее воздействия дрейфующего ледяного покрова на морские гидротехнические сооружения (Расчет конструкции ледостойких оснований. Особенности имитационного моделирования), страница 9

В результате старения происходит изменение механических и физических свойств материала, снижается прочность при растяжении, увеличивается хрупкость при низких температурах.

Как отмечалось ранее, износ – это результат процесса постепенного изменения размеров сооружения по его поверхности при трении. Он проявляется в виде постепенного изменения состояния поверхности сооружения под действием внешних нагрузок (лед, волна и т.п.).

l0

 
HиП 2.06.04-82* Hагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). М., Стройиздат 1983, 39 с.)

Г. H. Смирнов, С. И. Рогачко, Г. H. Евдокимов О ледовых нагрузках на портовые сооружения. Транспортное строительство. И так автор предлагает простую вероятностью модель взаимодействия льда и сооружения.

3.2. Численный алгоритм расчета.

В данной главе предлагается разработка оригинальной гибридной модели взаимодействия системы «ледяная плита - опора гидротехнического сооружения» и ее программная реализация. Для описания механизма формирования воздействия ледяного покрова от отдельных льдин был использовали дискретный подход. При взаимодействии сооружения с ледяной плитой имеют место два случая взаимодействия ледяной плиты с опорой: а) процесс внедрения ледяной плиты с разрушением ее передней части (навал); б) процесс прорезания сооружением ледяной плиты (прорезание). Программная реализация модели выполнена на языке Visual Basic 5 и представляет собой интерактивный комплекс. При работе с ним имеется возможность компьютерного моделирования реальных ситуаций посредством оперативного варьирования входных параметров: прочности и толщины и сплоченности льда, скорости движения льда, линейных размеров как самой льдины, так и региона их распространения, формы опоры сооружения и ее размеров. В главе 3.3. приводятся результаты численных экспериментов, их анализ и некоторые выводы.

Математическая формализация системы «лед – опора гидротехнического сооружения».

При циклическом воздействии ледяного поля на сооружение имеют место сложные колебательные процессы самого сооружения. Основная часть традиционных моделей данного направления [1-4] базируются на представлении компактной математической модели взаимодействия. Последние могут быть описаны несколькими математическими соотношениями в той или иной форме. Подобные модели более ориентированы на качественное изучение и с их помощью могут быть получены только грубые количественные характеристики взаимодействия ледяной плиты и сооружения. В частности, [см.обзор] в модели Маатененна отсутствует  достаточно четкая математическая формулировка; не выделен член, обеспечивающий устойчивость системы и наличие предельного цикла; модель описывает идеализированный физический процесс, где в каждый момент времени имеет место непрерывное предельное состояние, предшествующее дроблению льда в зоне контакта. Следует также отметить, что для практического использования математического аппарата требуется численно указать значения ряда физических параметров и коэффициентов (см. исходные данные). В рассмотренных ниже случаях полагается, что диаметр сооружения существенно ниже диаметра льдины.

Упрощенные энергетические балансовые соотношения справедливы только для удара плиты о сооружение [5]. В этом случае вся кинетическая энергия льдины приравнивается работе контактной силы P на пути внедрения опоры в лед. Контактная сила определяется как произведение эффективного значения предела прочности льда на смятие R на площадь зоны контакта, а геометрия зоны контакта определяется формой передней грани сооружения. Поэтому интегральное балансовое соотношение выглядит следующим образом

,                                                        (1)