Extranet

Przejdź do ekstranetu »

Newsletter

Subskrybuj newsletter PRS S.A. aby otrzymywać bieżące informacje

Usuń mój e-mail z listy subskrybentów

Wytrzymałość kadłuba okrętu

Polski Rejestr Statków S.A.
Pion Naukowo-Badawczy

Gdańsk 80-416
Al. gen. Józefa Hallera 126

email: dr@prs.pl
tel:  +58 75 11 248


Opracowanie Common Structural Rules dla masowców i zbiornikowców

W Pionie Naukowo-Badawczym został opracowany program komputerowy do automatycznego przykładania obciążeń do konstrukcji masowca i zbiornikowca, zdefiniowanych w przepisach Common Structural Rules for Bulk Carriers oraz Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers. Program wspomaga pracę inspektorów w procesie wykonywania obliczeń wytrzymałości strefowej modułu kadłuba metodą elementów skończonych.

Poniżej przedstawiono przykłady rozkładów obciążeń na module środkowym kadłuba masowca, obliczonych przy pomocy opracowanego programu (dla stanu Alternate Load oraz Alt Block Load).
 

                            

              Rys. 1  Rozkład ciśnień dla stanu Alternate Load – F2 oraz Alt-Block Load – H1


Rozkład obciążeń umożliwia dokonanie analizy wielkości naprężeń w elementach rozpatrywanego modułu kadłuba statku. Poniższe rysunki przedstawiają rozkład naprężeń zredukowanych dla zadanych obciążeń oraz wielkości przemieszczeń (przemieszczenia zostały zwiększone 50-krotnie w stosunku do skali rysunku).

 
 

                 

        Rys. 2  Rozkład naprężeń zredukowanych dla stanu Alternate Load – F2 (hogging) oraz Alt-Block Load – H1 (sagging)

 

 

Rys. 3  Rozkład wartości naprężeń w przekroju wręgowym


Obciążenia falowe

Opracowanie procedur automatycznego zadawania obciążeń na elementach skończonych opisujących rozpatrywany moduł kadłuba dało możliwość wykonania obliczeń konstrukcji statku dla rzeczywistych obciążeń, występujących w dowolnych warunkach falowania. Obciążenia te to, między innymi, obciążenia od ładunku, na który oprócz sił grawitacyjnych działają siły bezwładności spowodowane ruchem statku na fali, obciążenia generowane falą na zwilżonej powierzchni itp. Obliczenia naprężeń przeprowadzane są w dziedzinie czasu. 

Poniższy rysunek przedstawia zmieniający się w czasie rozkład ciśnień falowych.

 

                     
                   

Rys. 4  Rozkład ciśnień falowych dla t=0, t=1/5T,…., t=T

 

                

Rys. 5  Zmiana przemieszczenia elementów konstrukcji i zmiana rozkładu naprężeń w przekroju wręgowym spowodowana obciążeniami falowymi modułu konstrukcji w dziedzinie czasu
 
 

Prognozowanie naprężeń w konstrukcji kadłuba statku

W konsekwencji powstało oprogramowanie, które daje możliwość wykonania prognozy długoterminowej zachowania statku na fali i analizy wielkości naprężeń, jakie mogą wystąpić w cyklu życia statku. W obliczeniach wykorzystano tak zwaną metodę współczynników wpływu. Metoda polega na podziale konstrukcji kadłuba na panele (większe od elementów skończonych), zadaniu jednostkowych obciążeń i wyliczeniu wielkości wpływu obciążeń jednostkowych na naprężenia w badanych elementach konstrukcji.

 

 

 Rys. 6  Siatka elementów zastosowanych w metodzie współczynników wpływu
 

 

                         

Rys. 7  Rozkład jednostkowego ciśnienia na wybranym elemencie poszycia zewnętrznego i reakcja w postaci rozkładu naprężenia w konstrukcji na to jednostkowe ciśnienie


 

                           

Rys. 8  Rozkład jednostkowego ciśnienia na wybranym elemencie konstrukcji i jego wpływ na rozkład naprężenia w konstrukcji
 

Symulacje naprężeń w różnych stanach morza dają możliwość opracowania funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa dla naprężeń w poszczególnych elementach konstrukcji statku. Przykłady takich rozkładów przedstawiono na poniższych wykresach.
 

                                     

                         


Rys. 9  Funkcja rozkładu gęstości naprężeń zredukowanych i stycznych w badanym punkcie konstrukcji