Mέγιστη αντοχή Bulk Carrier σε άθικτη και βεβλαμμένη κατάσταση

Iωαννίδης, Δημήτριος; Ioannidis, Dimitrios

dc.contributor.author	Iωαννίδης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Ioannidis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2017-12-08T11:06:35Z
dc.date.available	2017-12-08T11:06:35Z
dc.date.issued	2017-12-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46047
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14684
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μέγιστη αντοχή	el
dc.subject	Πλοίο φορτίου χύδην	el
dc.subject	Καμπτική ροπή συναρτήσει της καμπυλότητας	el
dc.subject	Μετατόπιση και περιστροφή του ουδέτερου άξονα	el
dc.subject	Λυγισμός και διαρροή υλικού	el
dc.subject	Ultimate strength	en
dc.subject	Bulk carrier	el
dc.subject	Bending moment depending on curvature	el
dc.subject	Transition and rotation of neutral axis	el
dc.subject	Buckling and material yielding	el
dc.title	Mέγιστη αντοχή Bulk Carrier σε άθικτη και βεβλαμμένη κατάσταση	el
dc.title	Ultimate strength of Bulk Carrier at intact and damaged condition	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική	el
heal.classification	Θαλάσσιες κατασκευές	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/795ea7948f4f9b8fba3246722d8e6417697c678c
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	18-10
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό της να εξετάσει τη μέγιστη αντοχή των πλοίων, που μεταφέρουν φορτίο χύδην (Βulk Carriers), στις καμπτικές καταπονήσεις hogging και sagging, οι οποίες προκύπτουν είτε σαν αποτέλεσμα μιας κατάστασης φόρτωσης του πλοίου, είτε λόγω της επίδρασης κυματισμών και του συνδυασμού αυτών. Για την εκπλήρωση αυτού του σκοπού επιλέγονται δύο πρόσφατα ναυπηγημένα Bulk Carriers, το ένα διπλού τοιχώματος και το άλλο μονού, με όμοιες κύριες διαστάσεις και μεταφορική ικανότητα. Αρχικά ελέγχεται μέσω του λογισμικού MARS 2000 του Γαλλικού Νηογνώμονα (Βureau Veritas) εάν η τοπική και ολική τους αντοχή στις υπηρεσιακές συνθήκες, με τις ορθές τάσεις λόγω διαμήκους κάμψης να διατηρούνται στην ελαστική περιοχή, ικανοποιεί τις προδιαγραφές τις οποίες ορίζουν οι ενοποιημένοι κατασκευαστικοί κανονισμοί (Common Structural Rules - Harmonized) του Διεθνούς Οργανισμού Νηογνωμόνων (International Association of Classification Societies). Στη συνέχεια κάνοντας τις υποθέσεις της θεωρίας δοκών Euler-Bernoulli χρησιμοποιείται η απλοποιημένη επαυξητική-επαναληπτική μέθοδος του Smith για την εύρεση της μέγιστης αντοχής του καθενός Bulk Carrier σε άθικτη κατάσταση. Η μέθοδος επιλύει το πρόβλημα μηδενισμού της συνιστάμενης αξονικής δύναμης, της οποίας η εφελκυστική και θλιπτική συνιστώσα δίνουν σαν ζεύγος δυνάμεων τη στιγμαία καμπτική ροπή. Οι πλαστικές παραμορφώσεις, οι οποίες υπεισέρχονται μετά από κάποιο σημείο επιβολής καμπυλότητας στο πλοίο-δοκό, εισάγουν τη μη γραμμικότητα στο πρόβλημα. Επομένως η τελική αστοχία του κάθε στοιχείου της κατασκευής προκύπτει με ελαστο-πλαστική κατάρρευση ή ελαστο-πλαστικό λυγισμό, όπως θα εξηγηθεί στο Κεφάλαιο 3. To πρόβλημα μηδενισμού της συνιστάμενης αξονικής δύναμης επιλύεται μέσω της μετατόπισης του ουδέτερου άξονα της κάμψης. Όσον αφορά τη βεβλαμμένη κατάσταση του Bulk Carrier, θεωρούνται τρία σενάρια βλάβης με βάση τους κανονισμούς CSR-H τα οποία είναι: α) συμμετρική προσάραξη (grounding), β) πλευρική προσάραξη (lateral grounding) και γ) σύγκρουση (collision). Για τα σενάρια β και γ, όπου προκύπτει γεωμετρική ασυμμετρία στη διατομή του πλοίου, εφαρμόζεται η τροποποιημένη επαυξητική-επαναληπική μέθοδος, η οποία λαμβάνει υπόψη της και την περιστροφή του ουδέτερου άξονα, πέραν της μετατόπισης, η οποία εξασφαλίζει το μηδενισμό της οριζόντας ροπής. Ωστόσο, οι κανονισμοί CSR-H εφαρμόζουν και για τις βεβλαμμένες καταστάσεις την απλοποιημένη μέθοδο του Smith. Επομένως ελέγχεται κατά πόσο η αγνόηση της περιστροφής του ουδέτερου άξονα επηρεάζει τον ακριβή υπολογισμό της μέγιστης αντοχής. Τα αποτελέσματα των δύο Bulk Carriers, σχετικά με τη μέγιστη αντοχή τους σε άθικτη και βεβλαμμένη κατάσταση, συγκρίνονται μεταξύ τους και αξιολογούνται. Σε σύγκριση με τις προβλεπόμενες από τους κανονισμούς φορτίσεις εμφανίζουν μεγάλα αποθέματα αντοχής μέχρι την κατάρρευση. Προκύπτει δε ότι το Βulk Carrier Διπλού Τοιχώματος εμφανίζει μεγαλύτερη μέγιστη αντοχή στην άθικτη κατάσταση υπό sagging. Παράλληλα εξετάζεται κατά πόσον μειώνει κάθε βλάβη τη μέγιστη αντοχή του καθενός Bulk Carrier. To Bulk Carrier Μονού Τοιχώματος αποδεικνύεται πιο ανθεκτικό κατόπιν βλάβης.	el
heal.abstract	This diploma thesis aims at examining the maximum strength of Bulk Carriers in hogging and sagging stresses, that arise either as a result of the ship's loading condition or due to the effects of waves and the combination of these. To accomplish this, two newly built Bulk Carriers, one double-walled and the other single-walled, with similar pricncipal particulars and deadweight are selected. It is initially checked by the MARS 2000 software of the Bureau Veritas if their local and total strength, with the normal stresses due to longitudinal bending maintained in the elastic area, meets the specifications defined in the CSR-H of the IACS. Then, using the Euler-Bernoulli theory, Smith's simplified incremental-iterative method is used to find the maximum strength of each Bulk Carrier in intact condition. The method resolves the problem of zeroing the resultant axial force, whose tensile and compressive component give as a pair of forces the instantaneous bending moment. The plastic deformations, which occur after a point of curvature implementation, introduce nonlinearity into the problem. Therefore, the final failure of each component of the structure results from elastic-plastic collapse due to material yielding or elastic-plastic buckling, as will be explained in Chapter 3. The problem of zeroing the resultant axial force is solved by shifting the neutral axis of bending. Regarding the Bulk Carrier’s damaged condtion, three CSR-H damage scenarios are considered: a) grounding, b) lateral grounding, and c) collision. For scenarios b and c, where the geometrical asymmetry emerges in the cross-section of the ship, the modified incremental-iterative method, which takes also into account the rotation of the neutral axis which ensures that the horizontal torque is zeroed. However, the CSR-H apply Smith's simplified method for the damaged condtions too. It is therefore checked whether ignoring the rotation of the neutral axis affects significantly the exact calculation of the ultimate strength. The results of the two Bulk Carriers, with regard to their ultimate strength in intact and damaged condition, are compared and evaluated. Compared to the loadings provided by the CSR-H Rules the two ships appear big margins of strength until their collapse. It turns out that the Double Skin Bulk Carrier has higher ultimate strength at intact condition under sagging. At the same time, the diploma thesis examines the amount that each damage reduces the maximum strength of each Bulk Carrier.Τhe Single Skin Bulk Carrier proves to be more durable to damage.	en
heal.advisorName	Σαμουηλίδης, Μανώλης	el
heal.committeeMemberName	Ζαραφωνίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	234 σ.
heal.fullTextAvailability	true