Feasibility study of a composite superstructure in a merchant vessel

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Ekqvist, Oskar
dc.contributor.author Stenbäck, Leevi
dc.date.accessioned 2016-06-17T12:55:30Z
dc.date.available 2016-06-17T12:55:30Z
dc.date.issued 2016-06-13
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/21067
dc.description.abstract Ships have traditionally been built from steel. For a long time, the classifications societies did not have a chance to catch up with the most recent developments in material sciences. Recent changes in the International Maritime Organization’s conventions have made it possible to use other than traditional materials. Composite materials offer great opportunities for structural engineers. The materials are light, corrosion resistant and many of their properties are customizable for the specific application. A container ship concept is chosen and a concept level study is performed on the superstructure panels. Due to its main parameters, container ships tend to be in constant hogging condition and never achieving significant sagging. Hence, reduction in the hogging moment would lead to direct reduction in midship section modulus requirements. Due to the placement on the ship, reductions in superstructure weight should translate well to reductions in hull girder global loads, especially the bending moment. Two rounds of preliminary calculations are done to see the effects of a lighter superstructure on the hull girder global loads. Classical lamination theory is assumed and composite laminate design software ESAComp is used to design the superstructure panels. Direct strength calculations are made to ensure structural integrity of the panels. The results from strength calculations are then used to calculate the achievable change in superstructure mass. The changes in hull girder bending moment due to superstructure weight reduction were in the range of 2-5 %. The weight savings achieved on the superstructure panels were greater than expected, but at the cost of panel thickness. The designed panels, while feasible in this ship concept, might not be that in others. Further research is needed for the usage of FRP-sandwich composites in ships. Optimization of material selection, dimensioning, and general arrangement of the ship could lead to further reductions in weight and global loads. Fire safety is the main concern of composite materials and research in the subject is needed. en
dc.description.abstract Skepp har traditionellt byggts av stål. Klassifikations sällskapen har för lång tid inte kunna följa med takten av material teknologin. Nya förändringar i International Maritime Organizations överenskommelser har ledigt till att andra än traditionella material kan användas i skeppsbyggning. Kompositmaterialer ger ingenjörer nya möjligheter. Materialen är lätta, korrosionsbeständiga och flera av deras materialegenskaper kan finjusteras för varje specifika tillämpning. Ett containerfartyg koncept väljs och koncept nivås studie utförs på däckshusets paneler. På grund av dess huvudmått, är containerfartyg oftast i hogging tillstånd och uppnår inte betydande sagging tillstånd. Därmed skulle en förminskning av hogging momentet leda till direkt minskning i kravet på midskepps böjmotstånd. På grund av placeringen på fartyget, skulle minskning i däckshuset massa leda till minskningar i skrovbalkens globala laster, speciellt i böjningsmomentet. Två preliminära beräknings omgångar görs för att se effekten av ett lättare däckshus på skrovets böjningsmoment. Klassisk laminats teori antas och ESAComp-programmet används för att planera panelerna till däckshuset. Hållfasthets beräkningar görs för att säkerställa panelernas strukturella integritet. Resultaten från hållfasthets beräkningarna används för att beräkna en möjlig minskning av däckshuset massa. Minskningarna i skrovbalkens böjningsmoment på grund av däckshusets viktminskning var i storleksordningen 2-5 %. De uppnådda vikt förminskningarna var större än förväntat. Förminskningarna var möjliga på grund av relativt stora paneltjocklekar. Planlagda panelerna var tekniskt genomförbara i detta skepps koncept, men är inte kanske det i andra. Mer studier inom använding av FRP-sandwichpaneler i fartyg behövs. Optimering av materialval och dimensionering kunde leda till ytterligare minskning i vikt och globala laster. Speciellt brandsäkerheten av materialen bör studeras. sv
dc.format.extent 71+55
dc.language.iso en en
dc.title Feasibility study of a composite superstructure in a merchant vessel en
dc.title Undersökning av teknisk genomförbarhet av ett komposit däckshus i ett kommersiellt fartyg sv
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword composite en
dc.subject.keyword FRP en
dc.subject.keyword sandwich en
dc.subject.keyword superstructure en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201606172675
dc.programme.major Meritekniikka fi
dc.programme.mcode K3005 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Romanoff, Jani
dc.programme Konetekniikan koulutusohjelma fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account