Υπολογισμός της μέγιστης διαμήκους αντοχής φορτηγού πλοίου μεταφοράς χύδην ξηρού φορτίου με χρήση της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων

Μπίρμπας, Ευστάθιος; Birmpas, Efstathios

dc.contributor.author	Μπίρμπας, Ευστάθιος	el
dc.contributor.author	Birmpas, Efstathios	en
dc.date.accessioned	2019-10-17T11:08:45Z
dc.date.available	2019-10-17T11:08:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49299
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16997
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Αντοχή πλοίο πεπερασμένα στοιχεία εφελκυσμός	el
dc.subject	Hull strength finite element sagging	en
dc.title	Υπολογισμός της μέγιστης διαμήκους αντοχής φορτηγού πλοίου μεταφοράς χύδην ξηρού φορτίου με χρήση της Μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μέθοδος Πεπερασμένων Στοιχείων	el
heal.classification	Μέγιστη αντοχή γάστρας φορτηγού πλοίου	el
heal.classification	Επαναληπτική Επαυξητική Μέθοδος	el
heal.classification	Ανάλυση σταδιακής κατάρρευσης	el
heal.classification	Nonlinear finite element analysis	en
heal.classification	Incremental iterative analysis	en
heal.classification	Ultimate hull girder strength	en
heal.classification	Progressive collapse analysis	en
heal.classification	Sagging Hogging	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-23
heal.abstract	Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των διαφορετικών τρόπων μοντελοποίησης, σε προγράμματα που εφαρμόζουν αριθμητικές μεθόδους, και η επίδραση τους στην αντοχή σε διαμήκη κάμψη ενός πλοίου που μεταφέρει φορτίο χύδην (Bulk Carrier). Αρχικά γίνεται σύντομη αναφορά στους κανονισμούς CSR, στις διαθέσιμες μεθόδους υπολογισμού διαμήκους αντοχής καθώς και στις βασικές έννοιες θεωρίας που σχετίζονται με την μελέτη. Ακολουθεί περιγραφή της διαδικασίας σύνθεσης του υπολογιστικού μέρους. Σε πρώτο στάδιο κατά την εφαρμογή της μη γραμμικής μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων οι δοκιμές γίνονται σε μία πιο απλή κατασκευή, το Reckling No.23 και οι πιο αποτελεσματικές στρατηγικές μοντελοποίησης εφαρμόζονται στη συνέχεια στον σύνθετο φορέα που αντιπροσωπεύει το Bulk Carrier. Η εντατική κατάσταση σε αυτές τις κατασκευές προκύπτει μόνο από την επιβολή στροφής στα δύο άκρα τους κατά το διάμηκες επίπεδο συμμετρίας και εξετάζεται η μέγιστη επιτρεπόμενη καμπτική ροπή σε φαινόμενα hogging και sagging για κάθε περίπτωση. Στα πλαίσια αυτής της μελέτης αμελούνται οι στρεπτικές καταπονήσεις, η επίδραση συνδυαστικών φορτίσεων, οι παραμένουσες τάσεις και αρχικές ατέλειες των κατασκευαστικών στοιχείων. Για την εξαγωγή αποτελεσμάτων γίνεται εφαρμογή της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων, με χρήση του λογισμικού ABAQUS/CAE, καθώς και της επαυξητικής επαναληπτικής μεθόδου με χρήση του λογισμικού MARS2000 – έκδοσης που εφαρμόζει τους κανονισμούς CSR-H 2018. Η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων περιλαμβάνει περιπτώσεις που χρησιμοποιείται ο αλγόριθμος στατικής επίλυσης (Abaqus/Standard) καθώς και περιπτώσεις δυναμικής επίλυσης (Abaqus/Explicit). Το τέλος κάθε ενότητας εξεταζόμενων περιπτώσεων συνοδεύεται με παρουσίαση των αποτελεσμάτων των δύο προγραμμάτων σε κοινά διαγράμματα. Επίσης πραγματοποιείται σύγκριση της μέγιστης επιτρεπόμενης καμπτικής ροπής και σχολιασμός του εκάστοτε τρόπου μοντελοποίησης. Σημαντικό συμπέρασμα της εργασίας αποτελούν οι ιδιαίτερα πιο συντηρητικές τιμές αντοχής σε κάμψη που υπολογίστηκαν με την επαυξητική επαναληπτική μέθοδο συγκριτικά με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων. Ακόμη οι απαιτήσεις σε υπολογιστική ισχύ και χρόνο επίλυσης της πρώτης μεθόδου ήταν σημαντικά μικρότερες από τη δεύτερη. Οι περιπτώσεις δυναμικής επίλυσης με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων προσέγγισαν καλύτερα τα αποτελέσματα της επαυξητικής επαναληπτικής μεθόδου τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως αναφορά. Ο χρόνος επίλυσης με χρήση του δυναμικού αλγορίθμου (Explicit) ήταν εξαιρετικά μεγαλύτερος από τον αντίστοιχο απαιτούμενο χρόνο του στατικού αλγορίθμου (Standard).	el
heal.abstract	The aim of this diploma thesis is to study different modelling approaches, by using programs which implement numerical methods, and examine the effect they have on the longitudinal strength of a Bulk Carrier ship. Initially a brief reference to the Common Structural Rules is made, as well as to the available longitudinal strength calculation methods. The theoretical background of the problem is also presented. Next, the computational part of this thesis gets extensively described. Different modelling ways of the nonlinear finite element approach are initially tested on a simple structure, Reckling No.23, and the most productive modelling strategies are utilized on the more complex structure which represents the Bulk Carrier. The response of these structures results exclusively from the application of rotation angle at both ends and the maximum allowable bending moment in hogging and sagging conditions is examined. The torsion load, load combination, welding residual stress and the initial geometric imperfections are not considered in this study. The finite element method, ABAQUS/CAE software, as well as the incremental iterative method, MARS2000 software – version compatible with CSR-H 2018, are implemented in order to acquire results. The finite element analyses include a number of cases of both implicit static (Abaqus/Standard) and explicit dynamic analysis (Abaqus/Explicit). In the end of every section the results from both software and for every case are presented in the same diagram. The ultimate bending moment is then examined and compared as well as the corresponding modelling strategy for each scenario. In general the incremental iterative method required less computing power, less calculation time and produced quite lower strength limits compared to the finite element method. The explicit cases of the finite element approach provided results closer to the ones of the incremental iterative method. The explicit dynamic analysis required significantly greater calculation time compared to the implicit static analysis.	en
heal.advisorName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Σαμουηλίδης, Μανόλης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών. Εργαστήριο Ναυπηγικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.
heal.fullTextAvailability	true