Arktisen tankkilaivan eräiden tankkialueen yleisjärjestelyjen vaikutus pitkittäislujuuteen

Abstract

Työn tarkoituksena oli verrata projektivaiheessa olevan arktisen tankkilaivan eräiden yleisjärjestelyratkaisuvaihtoehtojen tankkialueen pitkittäislujuutta käyttäen laskennassa elementtimenetelmää. Ainoastaan tarkasteltavien ratkaisuvaihtoehtojen tankkialueen puolikkaista laadittiin elementtimallit, koska kaikkien vaihtoehtojen tankkialueet olivat lähes symmetrisiä. Rakenteet mallitettiin levy-, offset-palkki- ja sauvaelementeillä. Seuraavat kuormitustapaukset tarkastettiin: tyyni vesi, lämpötilakenttä ja aaltokuormitus laivan kulkusuunnasta. Kaikissa lasketuissa kuormitustapauksissa laiva oli lastissa. Tyynenveden kuormituksessa lastin ja runkoa ympäröivän vedenkuormitukset annettiin paineina elementtien pinnalle. Lämpökuormitus annettiin elementtimalleille solmulämpötiloina, jotka laskettiin telakalla lasketuista tankkien lämpöhäviöistä. Aaltokuormituksessa lisättiin telakalla lasketut hydrodynaamiset paineet tyynenveden kuormituksen veden hydrostaattisiin paineisiin. Lastin aiheuttama kuormitus annettiin massapisteinä. Myös elementtimallien ulkopuolisten laivan osien massoista aiheutuvat kuormitukset käsiteltiin massapisteinä. Todellisen rakenteen rasitukset, jotka ovat elementtimallien katkaisukohdissa, jaettiin katkaisukohtien solmuille pistevoimiksi. Nämä solmuvoimat laskettiin keskittämällä palkkiteorianmukainen jännityskenttä poikkileikkauksen solmuille. Laskentamallien tyynenveden kuormitukselle ja lämpökuormitukselle suoritettiin tavallinen staattinen analyysi. Aaltokuormitukselle suoritettiin Inertia Relief -analyysi, jossa ulkoiset voimat tasapainotetaan hitausvoimien avulla, jonka jälkeen muodollisesti kiinnitetylle rakenteelle suoritetaan staattinen analyysi. Laskennan tuloksena saadut solmusiirtymät ja elementtien jännitykset tulostettiin graafisesti. Laskettujen mallien tuloksia vertaamalla voitiin osoittaa tarkasteltujen vaihtoehtojen pitkittäislujuuden perusteella paras ratkaisu. Saadut tulokset vastasivat odotuksia melko pitkälle. /Kir09