5. МЕСТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Колебания элементов корпуса судна — балок набора, рам, перекрытий, пластин обшивки, надстроек, мачт — возбуждаются как в результате непосредственного воздействия возмущающих нагрузок, создаваемых работающими двигателями, вентиляторами, насосами, гребными винтами, так и вследствие периодического смещения опор или опорного контура при общей вибрации судна.
Расчеты свободных и вынужденных местных колебаний судовых конструкций выполняют с использованием схем однопролетных и неразрезных балок, плоских и пространственных рам, изотропных и ортотропных пластин, цилиндрических подкрепленных оболочек, ортогональных балочных решеток — перекрытий и некоторых других. Большинство из этих схем обычны для задач динамики сооружений, и соответствующие методы расчета приведены в работах [7, 11, 16]. Некоторые особенности, характерные для судовых конструкций, проявляются при определении возмущающих сил, условии закрепления элементов корпуса на опорах (опорном контуре), числовых характеристик демпфирования, а также при учете взаимодействия конструкций с жидкостью.
В настоящем разделе приведено решение только наиболее характерной для судовых конструкций задачи вибрации судовых перекрытий.
Существует большое разнообразие конструктивных схем судовых перекрытий, из которых целесообразно выделить два вида:
а) перекрытия, состоящие из одного настила и подкрепляющих его продольных и поперечных балок набора;
б) перекрытия, состоящие из двух настилов, соединенных балками-стенками, образующими ортогональную решетку.
Для перекрытий вида а характерно слабое влияние кручения балок на колебания. Это позволяет получать достаточно точные результаты при замене перекрытия открытой ортогональной решеткой, состоящей из шарнирно соединенных между собой балок двух направлений. Для перекрытий вида б схема открытой решетки, хотя и применяется, приводит к большей погрешности при определении частот свободных
колебаний. Если балки-стенки каждого из направлений приблизительно одинаковы, одинаково установлены на опорах и расположены на одинаковых расстояниях 
от друга (регулярное перекрытие), достаточно точные значения собственных частот получаются при замене перекрытия ортотропной пластиной.
Частоты свободных колебаний открытой решетки (перекрытия) с большим числом одинаковых и равноотстоящих балок одного из направлений («главное направление») и с несколькими перекрестными связями, одинаково установленными на опорах (рис. 13), совпадают с частотами изолированной балки главного направления, несущей сосредоточенные массы 
в точках пересечения с перекрестными балками, и опирающейся в этих точках на упругие опоры с жесткостью 
Причем
где 
погонная масса и момент инерции 
перекрестной балки; а — расстояние между балками главного направления; 
длина перекрестных балок; 
собственные числа дифференциальною уравнения
определяющего формы свободных колебаний призматической балки, длина которой и характер опорных закреплений такие же, как у перекрестных балок.
Рис. 13
Рис. 14
При расчетах перекрестные связи принимают упругозаделанными на непроседаюших опорах, причем коэффициенты податливости по углу поворота на опорах 
удовлетворяют условию
Значения 
в этом случае являются корнями уравнения
где 
коэффициенты, определяемые равенствами
Значения первого корня уравнения (44) приведены в табл. 7.
При замене перекрытия ортотропной пластиной для определения частот и форм свободных колебаний используют дифференциальное уравнение
где 
перемещения, направленные по нормали к плоскости пластины; 
масса на единицу площади пластины; 
присоединенная масса жидкости.
7. Значения первого корня характеристического уравнения
(см. скан)
Характеристики жесткости 
выражаются через толщины верхнего и нижнего настилов 
моменты инерции 
балок, включающих в себя стеики, соединяющие настилы и присоединенные пояски:
где 
расстояние между настилами; 
коэффициент Пуассона.
При расчете вынужденных колебаний судовых перекрытий закон рассеяния энергии принимают в соответствии с гипотезой Е. С. Сорокина [1], причем коэффициент сопротивления для перекрытий вида а составляет 
а для перекрытий вида 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
(см. скан)
