Semi-automated process for verifying compliance with ice class rules using 3D structural model

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2009
Department
Sovelletun mekaniikan laitos
Major/Subject
Laivanrakennusoppi
Mcode
Kul-24
Degree programme
Language
en
Pages
90 (+2)
Series
Abstract
Ship building as an industry is facing ever increasing demands for efficient design process, and comprehensive CAD tools are one answer to this problem. Ice classification rules are an important aspect to consider when designing a ship for ice infested waters. Implementing the verification of structural ice rules with a 3D structural model into the design spiral of the ship could shorten the design time and reduce the amount of modification later in the process. The objective of this study is to develop understanding on the process of verifying structural ice rules and form an understanding how this process could be implemented into NAPA software. Finnish-Swedish Ice Class Rules and IACS Polar Class rules are studied to get the idea what the ice rules are and how the calculations are done. The use of direct calculations is also studied as an alternative method for the use of explicit calculation formulas. In order to evaluate the applicability of the rules check using a structural model also the concepts and properties of NAPA Steel are studied. As a result of this thesis a NAPA Manager application is specified and partly developed. The workflow of the ice rules calculations is refined into a NAPA Manager Tree structure. The required functionality and calculations are specified for each phase of the classification process. Methods are specified to determine the required quantities and dimensions from the 3D structural model. Based on the findings of this study it can be said that a NAPA Steel model can be used to semi-automatically verify the ice rule compliance of a design. However, it is not worthwhile to implement the rules all-out automated. Certain parts of the rules are left for the user to complete.

Odotukset ja vaatimukset laivanrakennuksen suunnitteluprosessin tehokkuutta kohtaan kasvavat alati ja kattavat CAD työkalut voivat osaltaan vastata tähän haasteeseen. Jääluokkasäännöt ovat tärkeässä roolissa jäissäkulkevan laivan suunnitteluprosessissa. Jääsääntöjen tarkistaminen 3D-rakennemallin avulla suunnitteluspiraalin osana voisi lyhentää suunnitteluun kuluvaa aikaa ja vähentää myöhempien muutoksien määrää. Työn tavoitteena on kuvata rakenteellisten jääsääntöjen laskentaprosessi ja selvittää miten tämä prosessi toteutetaan NAPA ohjelmassa. Jääsääntöjen sisältö ja vaadittavat laskelmat tutkitaan Suomalais-ruotsalaisista ja IACS:n Polar Class jääsäännöistä. Myös suoramitoituksen käyttöä osana jääsääntöjen tarkistusta käsitellään. NAPA Steel ohjelman periaatteita ja ominaisuuksia tutkitaan, jotta rakennemallin käyttökelpoisuutta sääntötarkistukseen voidaan arvioida. Työn tuloksena määritellään ja osittain kehitetään NAPA Manager sovellus. Jääsääntöjen tarkistusprosessin vuokaavio kehitetään NAPA Managerin hakemistopuurakenteeksi. Jääsääntöjen tarkastusprosessin vaiheiden vaatimat toiminnot ja laskelmat määritellään. Lisäksi määritellään toiminnot, joilla vaadittavat suureet saadaan rakennemallista laskentaa varten. Työn lopputuloksena voidaan todeta, että NAPA Steel rakennemallia voidaan käyttää jääsääntöjen puoliautomatisoituun tarkistukseen. Jääsääntöjen täydellinen ja täysin automatisoitu sisällyttäminen NAPA Steel ohjelmistoon ei kuitenkaan ole hyötysuhteeltaan kannattavaa. Tietyt osat sääntötarkistuksesta jätetään käyttäjän vastuulle.
Description
Supervisor
Kujala, Pentti
Thesis advisor
Hulkkonen, Tapio
Keywords
ice rules, jääsäännöt, structural model, rakennemalli, NAPA Steel, NAPA Steel, calculation process, laskentaprosessi
Other note
Citation