Wybrane aspekty zmęczeniowych uszkodzeń okrętowych wałów napędowych

• Autorzy: Marszałkowski Konrad
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problem zmęczeniowego pękania konstrukcji okrętowych w sposób istotny dla eksploatacji tychże obiektów ujawnił się na przełomie lat 70. i 80. ubiegłego stulecia. Ponieważ pęknięcia zmęczeniowe dotyczą głównie kadłubów statków i są szczególnie dotkliwe dla dużych jednostek (zbiornikowców, masowców i kontenerowców), dlatego też cała uwaga towarzystw klasyfikacyjnych i biur projektowych skupia się głównie na tym aspekcie uszkodzeń zmęczeniowych. Odrębną grupą uszkodzeń o charakterze zmęczeniowym, są wciąż odnotowywane przez armatorów uszkodzenia elementów konstrukcyjnych układu napędowego. Mimo ogólnej świadomości istnienia tego problemu odczuwalny jest brak metod badawczych pozwalających na wczesną i jednoznaczną lokalizację inicjacji mikropęknięć zmęczeniowych w materiałach konstrukcyjnych linii napędowej statku. W artykule przedstawiono w syntetycznym skrócie podłoże teoretyczne tego zagadnienia.

Słowa kluczowe

PL

okrętowe wały napędowe; wały śrubowe; zmęczenie; pęknięcie zmęczeniowe; analiza; synteza

EN

marine propeller shaft; screw shaft; fatigue; fatigue crack; analysis; synthesis

• Wydawca: Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Gdańsk University of Technology
• Czasopismo: Journal of Polish CIMEEAC
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 15, no 1
• Strony: 77--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys.

Twórcy

autor

Marszałkowski Konrad

• Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, Katedra Siłowni Morskich i Lądowych, ul. G. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, tel/fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Aurecon. (2015). Aratere Shaft Failure Investigation. Final Report. Interisland Line. 15 October 2015, Revision: 0, Aurecon New Zealand Limited.
• 2. Balyts’kyi O. I., Kawiak M., Kawiak P. (2013). Assessment of the fatigue damage to the propeller shaft of a sea craft. Materials Science, Vol. 49, No. 1, July 2013. Springer Science Business Media New York.
• 3. Belak S. (2004). System model for ship hull motions and deformations determining in the sailing conditions. Japan. OCEANS ‘04 MTTS/IEEE TECHNO-OCEAN, 2, 9-12 Nov. 2004.
• 4. Bruski S. (2005). Zastosowanie metod analizy częstotliwościowej drgań skrętnych wału napędowego do identyfikacji stanu technicznego wtryskiwaczy paliwa średnioobrotowego silnika okrętowego w eksploatacji. Praca doktorska. Politechnika Gdańska.
• 5. Buch A. (1964). Zagadnienia wytrzymałości zmęczeniowej. Warszawa. Państwowe Wydawnictwo Naukowe.
• 6. Cudny K. (1990). Linie wałów okrętowych. Konstrukcje i obliczenia. Gdańsk. Wydawnictwo Morskie.
• 7. Drak B. (2000). Wpływ zmęczenia materiałów na skutki awarii w maszynach elektrycznych. Wrocław. Studia i Materiały nr 49. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej.
• 8. Fahir Arisoy C., Basman G., Kalami Sesen M. (2003). Failure of a 17-4 PH stainless steel sailboat propeller shaft. Engineering Failure Analysis 10 str. 711–717. Pergamon-Elsevier Science Ltd.
• 9. Fonte M., Reis L., Freitas M. (2015a). Fatigue crack growth under rotating bending loading on aluminium alloy 7075-T6 and the effect of a steady torsion. Theoretical and Applied Fracture Mechanics No. 80 str. 57–64. Elsevier Science Limited.
• 10. Grządziela A. (2008). Dynamics of minehunters shafts lines. Warszawa. Diagnostyka nr 1(45)/2008.
• 11. Hasse L., Spiralski l., Šikula J. (2004). Pomiar i obróbka sygnałów emisji akustycznej w diagnostyce obiektów. Gdańsk. XIV Seminarium Zastosowanie Komputerów W Nauce I Technice’ 2004 Oddział Gdański PTETiS. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej Nr 20.
• 12. Kaniowski J. , Szala J. (2000). Analysis of fatigue cracks propagation in complex structures. Fracture Mechanics Beyond.
• 13. Kocańda S. (1985). Zmęczeniowe pękanie metali. Warszawa. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
• 14. Kocańda S., Szala J. (1997). Podstawy obliczeń zmęczeniowych. Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN.
• 15. Kolenda J. (1988). Hałasy i drgania na statkach. Gdańsk. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
• 16. Kolenda J. (2011). Współczynnik bezpieczeństwa zmęczeniowego wałów przy losowym zginaniu i skręcaniu. Gdynia. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, rok LII, nr 1/ (184).
• 17. Korczewski Z. (2017a). Diagnostyka eksploatacyjna okrętowych silników spalinowych – tłokowych i turbinowych. Wybrane zagadnienia. Gdańsk. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
• 18. Kowalewski L. Z. (2008). Współczesne Badania Wytrzymałościowe – Kierunki i Perspektywy Rozwoju. Warszawa. Biuro Gamma.
• 19. Kowalewski L. Z. (2011). Zmęczenie materiałów – podstawy, kierunki badań, ocena stanu uszkodzenia. Warszawa. Siedemnaste seminarium. Nieniszczące Badania Materiałów. Zakopane 8-11 marca 2011. Instytut podstawowych problemów techniki PAN.
• 20. Lewińska-Romicka A. (2001). Badania nieniszczące. Podstawy Defektoskopii. Warszawa. Wydawnictwa Naukowo–Techniczne.
• 21. Marszałkowski K. (2019). Metody identyfikacji stanów niezdatności eksploatacyjnej okrętowych wałów napędowych – pomiary drgań mechanicznych linii wałów. Journal of Polish Cimeeac, Vol. 14, 135-145.
• 22. Pantazopoulos G., Papaefthymiou S. (2015). Failure and fracture analysis of austenitic stainless steel marine propeller shaft. Journal of Failure Analysis and Prevention. 12/2015, Volume 15, Issue 6, pp 762–767.
• 23. Pawlędzio A. (2006). Metoda wyznaczania linii ugięcia kadłuba okrętu. Gdynia. Zeszyty naukowe Akademii Marynarki Wojennej. Rok XLVII nr 2 (165).
• 24. Polski Rejestr Statków. (2017). Przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich. Część VI Urządzenia maszynowe i urządzenia chłodnicze. Gdańsk.
• 25. Ranachowski Z. (2012). Emisja akustyczne w diagnostyce obiektów technicznych. Warszawa. Drogi i Mosty nr 2. Instytut Badawczy Dróg i Mostów.
• 26. Ranachowski Z. (2015). Zastosowanie emisji akustycznej w diagnostyce obiektów technicznych. Warszawa. XXI Seminarium. Nieniszczące Badania Materiałów. Zakopane 18-20 marca 2015. Instytut podstawowych problemów techniki PAN.
• 27. Roger L.M. (1979). The application of vibration signature analysis and acoustic emission source location to on-line monitoring of antifriction bearing, Tribology International 12(2)/1979.
• 28. Socha G. (2007). Nowa metoda wczesnego wykrywania i monitorowania kumulacji uszkodzeń stali konstrukcyjnych. Rozprawa habilitacyjna. Warszawa. Prace instytutu lotnictwa. Kwartalnik naukowy nr. 2/2007 (189). Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa.
• 29. Šverko D. (2006). Shaft alignment optimization. Houston. American Bureau of Shipping, Technology Department. ABS Technical Papers 2006.
• 30. Szala J. (1979). Badania i obliczenia zmęczeniowe elementów maszyn w warunkach obciążeń losowych i programowych. Warszawa. Tom 6 Prace IPPT. Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN.
• 31. Szala J., Boroński D. (2008). Ocena stanu zmęczenia materiału w diagnostyce maszyn i urządzeń. Bydgoszcz, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB.
• 32. Tian Z., Yan X., Zhang C., Xiong Y., Yang P. (2016). Vibration characteristics analysis on ship propulsion system taking hull deformations into account. Technical Gazette 23, 3(2016), str. 783-790.
• 33. Trębacz L. (2011). Identyfikacja kryteriów pękania plastycznego w oparciu o wyniki badań doświadczalnych. Rozprawa doktorska. Akademia Gróniczo–Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie.
• 34. Vizentin G., Vukelić G., Srok M. (2017). Common failures of ship propulsion shafts. Scientific Journal of Maritime Research 31 (2017). Faculty of Maritime Studies Rijeka.
• 35. Wojnowski W. (1991a). Okrętowe siłownie spalinowe. Część I. Gdynia. Morski Instytut Rybacki.
• 36. Yan-Shin S., Jien-Jong C. (1997). Analysis of fatigue crack growth on a cracked shaft. International Journal of Fatigue Vol. 19, No. 6, str. 477–485, Elsevier Science Limited.