Gemi dip yapısının deneysel ve ızgara sistem analizi ile incelenmesi
An Investigation into ships' bottom structures by experimental and grillage system analysis
- Tez No: 127143
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
GEMİ DtP YAPISININ DENEYSEL VE IZGARA SİSTEM ANALİZİ İLE İNCELENMESİ ÖZET Gemi dip yapısında iki perde arasında kalan bölge üzerinde çalışılmış ve yapısal elemanlar üzerindeki moment dağılımları ızgara sistem modellemesi ile çeşidi sınır şarlan için incelenmiş ve sonuçlan deneysel çalışmalar ile desteklenmiştir. Genellikle birbirine dik olan, iki ayrı yönde uzanan profil ağından oluşan yapılara ızgara sistemi adı verilir. Bu tür problemlerde yapılacak olan ilk yaklaşım yüklerin bir yöndeki eleman grubu tarafından taşınacağı, diğer grubun ise destek görevi üstleneceğidir. Bu çalışmada gemilerin dip yapısını oluşturan yapısal elemanlar için statik gerilme analizi yapılmıştır. Merkez omurga, döşekler ve kaplama sacları dip yapıyı oluşturmaktadır. Kaplamaların profiller ile birleşik olmasından ötürü gemi dip yapılannda ızgara sistemi karmaşık bir hal alır. Buradaki sorun kaplama sacının döşek ve tülanilerin üzerini kaplamasıdır. Kaplamalar bir yöndeki elemanların bir parçası olurken aynı zamanda diğer yöndeki elemanların bir parçası olacaktır. Diğer bir sorun ise profillerle birlikte hesaba katılacak olan kaplamanın etkin genişliğinin tayinidir. Elemanların birbirlerine yakın döşenmesi durumunda fazla bir sorun olmamasına karşın birbirlerinden ayrık olan elemanları için etkin genişliğin tayini zorluk çıkartabilecektir. İzgara sisteminde gemi dip yapışım oluşturan elemanlar enine ve boyuna uzanan kirişler olarak iki gruba aynlmıştır ve kabuller bu elemanların özelliklerine göre yapılmıştır. Gemi dip yapısı ızgara sistemi olarak enine doğrultuda uzanan dolu döşek ve boyuna doğrultuda uzanan merkez omurga ile yan iç tülanilerden modellenmiştir. Dolu döşeklerin bordalarda postalara bağlı olduğu yerlerde basit mesnet, enine perdelerden sonra devam eden merkez omurga ve tüaniler için ise ankastre mesnet kabulü yapılmıştır. Dip yapışma etki eden kuvvetlerin boyuna elemanlara etki ettiği kabul edilmiştir. Sayısal çalışmada mevcut sonlu elemanlar paket programı ANSYS kullanılmış ve aynca çökme yöntemine göre bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. ANSYS öğrenci versiyonu olan sonlu elemanlar programında BEAM44 elemanı hesaplamalarda kullanılmıştır. Bir kirişin bir başka kiriş ile birleştirilmesiyle kesişme noktasında R destek kuvveti oluşacak, bu kuvvet destek kirişinde yukarı yönde, diğer kirişte ise aşağı yönde etki edecektir. Profillerin kesişme noktası kadar bilinmeyen destek kuvveti oluşacak,kesişme noktasındaki çökme değeri enine ve boyuna eleman için eşit olması kabulüne göre bilinmeyen kuvvetlere bağlı olarak bir denklem oluşturulabilir, bilinmeyen sayısı kadar denklem oluşturularak denklem takımı elde edilir. Yapılan bu temel kabuller sayısal çalışmadaki çökme yönteminin temelini oluşturmaktadır. Deneysel inceleme için alüminyum profillerden bir ızgara sistemi oluşturulmuştur. Yükleme yapıldığı zaman ızgara sistemi üzerindeki şekil değiştirme oranları modelin üzerine yerleştirilen strain-gauge rozetleri ile ölçülmüştür. Tüm sonuçlar karşılaştırıldığında sonuçların birbirine yakın olduğu görülmüştür. Gemi dip yapılarının analizinde pahalı paket programları yerine çökme yöntemine göre hazırlanan programlar yeterli olmaktadır. Zorluk ve tecrübeler anlatılması ile gemi mukavemetinde deneysel çalışma yapacaklara yardımcı olacaktır. xı
Özet (Çeviri)
AN INVESTIGATION INTO SHIPS' BOTTOM STRUCTURES BY EXPERIMENTAL AND GRILLAGE SYSTEM ANALYSIS SUMMARY Ships' bottom sections located between adjacent transverse two bulkheads were studied and the moment distribution on structural elements was investigated by using grillage system modelling with various boundary conditions. It is supported by the experimental studies. Structures consist of a network of stiffeners extending in two different directions, usually at right angles, are called grillage systems. The first approach to such problems is to consider that the load is carried by one set of members, whilst the other set merely acts as a support to the first set. In this study, for the structural elements that form the ships' bottom structure, a static stress analysis is carried out. The keel, floors and the plating all together form the bottom structure in the grillage system. In ships' structures the grillage problem is complicated by the fact that the stiffening is attached to plating. The difficulty here is that the plating is at the part of a built-up girder extending in one direction and part of a built-up girder extending in a second direction. Another problem to be dealt with in such structures is that of the effective breadth of plating used in conjunction with the stiffeners. This may not be an important matter for closely spaced stiffeners but may be difficult to assess correctly for widely spaced stiffeners. The ship bottom structural elements are grouped as transverse and longitudinal stiffeners and the assumptions are made according to the properties of the elements. The ship bottom is modeled as a grillage system which consists of transverse solid floors, longitudinal central beam and various side girders. At points where the frames meet the side walls, the simple support assumption is employed and a built-in support is assumed to exist where continuous longitudinal elements join with the transverse bulkheads, in line with the conventional assumptions of the ship structural engineering. The external loads acting on the bottom structure are applied on the longitudinal elements. In numerical study, the existing finite element package ANSYS is used and also a computer program is developed using the deflection method. Buy using element Beam44 calculations have been made on ANSYS edition version. The effect of the attachment of a beam with the other is to generate a support R at the point of intersection and this will act downwards on one beam and upwards on the other. There will be as many unknown support loads as there are intersections between the stiffeners. By detenriining supports of the transverse member makes at intersections, the longitudinal girders and transverse floors can be analysed in xnisolation and the bending moment and stress distributions can be evaluated. Considering that the deflection at a given intersection has to be equal for both the longitudinal and the transverse members, an equation is obtained as a function of the unknown load carrying proportionality constants. A system of equations is set up in which the number of unknowns are equal to the number of equations. These are the fundamental assumption at the basis of deflection method in this numerical study. The solution, leads to a series of linear simultaneous equations. A grillage model was set up by using aluminium profiles for the experimental investigation. Strain on the grillage system was measured, when load has applied, by strain gauges installed on the model. When all of the results have been compared, it was observed that they were close to each other. It is unnecessary having expensive packages for ship bottom structural analysis. Programs on the base of deflection method are enough for the analysis. The difficulties and experiences were detailed in order to inform people who will carry out further experimental research on strength of ship structures. xm
Benzer Tezler
- Katmanlı kompozit panellerin dövünme basınç yüküne cevabı
Response of laminated composite panels subjected to slamming load
ÖMER EKSİK
- Yük gemilerinin dip yapılarının loyd kurallarına göre incelenmesi
A Study of the bottom structures of steel cargo vessels
TUNCAY KORKMAZ
- Geniş ambar ağzı açıklıklı konteyner gemilerindeki çarpılmanın incelenmesi
Investigation of warping of large container ships
TUĞÇE EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
- Gem dip yapısındaki gerilmelerin incelenmesi
An investigation into the stresses in ship bottom structures
ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
- Armutlu yarımadası kuzeyi dip morfolojisi ve multi beam sonar veri işlem teknikleri
Seafloor morphology of the northern Armutlu peninsula and multi beam sonar data processing techniques
AHMET EMRE BASMACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERKAN ECEVİTOĞLU