Υπολογισμός της μέγιστης αντοχής της μέσης τομής με ημιαναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους

Abstract

Ο διεθνής οργανισμός νηογνωμόνων (international association of classification societies) αναγνωρίζοντας την ανάγκη εφαρμογής μεθοδολογιών οριακού σχεδιασμού κατά τον σχεδιασμό της μέσης τομής των πλοίων συμπεριέλαβε στους νέους κανονισμούς του (common structural rules) μεθοδολογίες για την εκτίμηση της οριακής αντοχής της μέσης τομής δεξαμενόπλοιων και πλοίων μεταφοράς φορτίου χύδην. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία αποσκοπεί στην εφαρμογή της επαναληπτικής διαδικασίας (incremental-iterative approach), που είναι μια από τις μεθόδους που προτείνεται από τους νέους κανονισμούς για την εκτίμηση της οριακής αντοχής της μέσης τομής, αλλά και στην εφαρμογή μιας εναλλακτικής μεθόδου βασισμένη στα πεπερασμένα στοιχεία. Το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων που χρησιμοποιήθηκε είναι το abaqus/standard. Οι μειωτικές καμπύλες φόρτισης, οι μορφές αστοχίας και η οριακή αντοχή των κατασκευαστικών στοιχείων της μέσης τομής όπως προκύπτουν και από τις δυο μεθόδους αναλύονται ενώ πραγματοποιούνται και συγκριτικές αναλύσεις. Επιπλέον υπολογίζεται η καμπύλη κάθετης καμπτικής ροπής – καμπυλότητας σύμφωνα και με τις δυο μεθόδους ενώ τα αποτελέσματα συγκρίνονται και τοιχόν διαφοροποιήσεις αναλύονται.

As common structural rules (csr) come into effect, the ultimate limit state assessment is being recognized as an important aspect of a ship’s structural analysis. The work reported in the present Dissertation aims to verify the IACS csr incremental – iterative approach which is a method adopted by the IACS for the estimation of the hull girder ultimate bending capacity. For this purpose, a double hull oil tanker is used as a case study. The vessel’s hull girder ultimate bending capacity is computed by applying the csr proposed incremental – iterative approach as well as by introducing an alternative approach based on finite element analysis. The finite element code used is abaqus/standard. The load end shortening curves, failure modes and ultimate limit states of the hull girder’s stiffened plate elements, as derived by both methods, are analyzed and detailed results and comparisons are presented. Moreover, the hull girder bending moment capacity, as determined using the bending moment curvature relationship computed by both approaches, is compared and the found differences discussed.