Δομική Σχεδίαση Πλοίου

Σκοπός

Σκοπός του μαθήματος είναι η θεωρητική κατάρτιση των συμμετεχόντων σε εξειδικευμένα θέματα αντοχής, τα οποία έχουν άμεση εφαρμογή στη σύγχρονη δομική σχεδίαση ενός πλοίου καθώς επίσης και η εισαγωγή στις αντίστοιχες χρησιμοποιούμενες μεθόδους επίλυσης.

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι συμμετέχοντες θα είναι σε θέση να κατανοούν και να εφαρμόζουν τους σύγχρονους Κανονισμούς των Νηογνωμόνων και κυρίως τους Κοινούς Κανονισμούς της Διεθνούς Ένωσης Νηογνωμόνων (IACS Harmonized Common Structural Rules).

Περιγραφή

Η εφαρμογή των σύγχρονων Κανονισμών Νηογνωμόνων για τη δομική σχεδίαση του πλοίου απαιτεί την εξοικείωση του ναυπηγού με εξειδικευμένα θέματα αντοχής, όπως ο λυγισμός ελασμάτων και ενισχυτικών, η κόπωση, η εκτίμηση της απώτατης αντοχής (ultimate strength) του σκάφους κλπ καθώς επίσης και με τη χρήση σύγχρονων υπολογιστικών μεθόδων για την προσέγγισή τους.

Στα πλαίσια του μαθήματος θα γίνει κατʼ αρχήν εισαγωγή στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων με έμφαση στη χρήση της για τον υπολογισμό των κατασκευαστικών στοιχείων της μεταλλικής κατασκευής πλοίου, όπως υπαγορεύεται από τους Κοινούς Κανονισμούς της Διεθνούς Ένωσης Νηογνωμόνων (ανάλυση τριών κυτών).

Στη συνέχεια θα γίνει θεωρητική αναφορά στο φαινόμενο του λυγισμού ελασμάτων και ενισχυτικών και θα δοθεί έμφαση στην εκτίμηση της κατασκευαστικής επάρκειας του σκάφους έναντι λυγισμού. Για το σκοπό αυτό θα γίνει παρουσίαση της μεθοδολογίας του προτύπου UR S11 της Διεθνούς Ένωσης Νηογνωμόνων αλλά και θα αναλυθεί η χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων για την επίλυση προβλημάτων λυγισμού.

Το θέμα της σχεδίασης των κατασκευαστικών λεπτομερειών ενός πλοίου και η εκτίμηση της σχεδιαστικής διάρκειας ζωής (design life) της κατασκευής με κριτήριο την κόπωση του υλικού αποτελεί το επόμενο αντικείμενο του μαθήματος. Μετά την απαραίτητη θεωρητική εισαγωγή στο φαινόμενο της κόπωσης θα παρουσιασθει η μέθοδος των Palmgren-Miner και η χρήση των καμπύλων S-N. Έμφαση επίσης θα δοθεί στον υπολογισμό της συγκέντρωσης τάσεων σε περιοχές γεωμετρικής ασυνέχειας με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων και τη δημιουργία «λεπτού» (fine) πλέγματος.

Τέλος, θα αναλυθεί το πρόβλημα του υπολογισμού της απώτατης αντοχής σε κάμψη (ultimate bending capacity) με βάση τη μέθοδο των επαναληπτικών προσαυξήσεων (incremental – iterative method), η οποία περιλαμβάνεται στους Εναρμονισμένους Κοινούς Κανονισμούς της Διεθνούς Ένωσης Νηογνωμόνων και θα παρατεθούν τα σχετικά κριτήρια αποδοχής απόρριψης.

Βιβλιογραφία

1. IACS, Harmonized Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers.
2. ANSYS, Userʼs Guide
3. Owen F. Hughes, Jeom Kee Paik, Ship Structural Analysis and design