Computational Method for Evaluation of Hull Girder Strength in Concept Design Stage

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2007

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Laivanrakennusoppi

Mcode

Kul-24

Degree programme

Language

en

Pages

78 s. + liitt. 42

Series

Abstract

Laivan suunnittelussa rakennemuutoksien toteuttaminen sekä uusien rakennevaihtoehtojen analysointi on edullisinta suorittaa laivan rakenteiden alkusuunniteluvaiheessa. Tehokkaampia ja kehittyneempiä laskentaohjelmia kuitenkin tarvitaan jotta alkusuunnittelussa tutkittavien rakennevaihtoehtojen lukumäärää pystytään lisäämään. Tässä työssä on kehitetty alkusuunnitteluvaiheen nopeaan analyysiin soveltuva rakennesuunnitteluohjelma. Suunnitteluohjelmalla voidaan analysoida epäprismaattisen 3D-laivamallin rakenteita sekä suorittaa automatisoitu rakennemittojen optimointi geneettistä algoritmiä käyttäen. Geneerisen suunnittelutyökalun kehittämisessä painopiste on olemassa olevien laskentamallien yhdistämisessä. Rakenneanalyysi muodostuu viidestä moduulista: geometriamalli, globaalin vasteen laskenta, kuormat, paikallislujuuden laskenta sekä optimointi. Geometriamalli perusta on NAPA Steel malli, josta laivan rakenteet tuodaan automaattisesti suunnitteluohjelmaan. Globaalin vasteen nopeaan analysointiin konseptisuunnitteluvaiheessa käytetään Coupled beam menetelmää. Menetelmällä laskettuja normaali- ja leikkausjännityksiä on verrattu palkkiteorialla ja elementtimenetelmällä laskettuihin tuloksiin. Eri rakennetasoilla vaikuttavat voimat on yhdistetty käyttäen superpositioperiaatetta ja rakenne-elementtien diskretointia. Paikallislujuusanalyysi on suoritettu erikseen rakenteen jokaiselle jäykistetylle levyelementille, sisältäen kymmenen kriteeriä rakenteen pettämiselle. Optimoinnin mahdollistamiseksi koko rakenne analyysi on automatisoitu, mukaan lukien globaalin vasteen laskenta jokaiselle uudelle rakennevaihtoehdolle. Kaikki suunnitteluohjelman laskentamoduulit onnistuttiin liittämään saumattomasti toisiinsa ja automatisoitu rakenneoptimointi suoritettiin onnistuneesti. Optimoinnin tuloksena rakenteen teräspaino keveni yhdeksän prosenttia. Couple beam menetelmällä lasketun globaalin vasteen laskenta osoittautui tarkaksi ja luotettavaksi. Ennen kaikkea analyysin nopeus sekä mahdollisuus yhdistää coupled beam menetelmä optimointiin osoittivat menetelmän soveltuvan ominaisuuksiltaan täydellisesti rakenteiden alkusuunnitteluun.

Description

Supervisor

Varsta, Petri

Thesis advisor

remes, Heikki

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553958

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK