تحلیل‌سازه شناور تندرو آلومینیومی تک بدنه با کمک نرم‌افزار اجزای محدود

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی سازه کشتی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر

2 دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیر کبیر

چکیده

شناورهای تندرو به علت دارا بودن سرعت بالا از فرم هندسی خاص برخوردار بوده و از مواد سبک همچون آلیاژهای آلومینیوم و مواد مرکب در ساختمان آنها استفاده می‌شود. از سویی دیگر، این شناورها به دلیل سرعت بالا و مانور قابل توجه، در معرض بارهای هیدرودینامیکی بسیاری از جمله فشار کوبش[1] قرار دارند. از این رو، تحلیل‌سازه این نوع شناورها تحت بارهای موثر بر آنها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این بین آلیاژهای آلومینیوم به علت مزایای بسیار، در شناورهای تندرو کاربرد گسترده‌تری دارد. همچنین شناورهای تندرو تک بدنه به علت آسانیدر فرآیند ساخت نسبت به سایر شناورهای تندرو بیشتر مورد توجه سازندگان می‌باشند. هدف از انجام این پژوهش مدل‌سازی شناورهای تندرو تک بدنه آلومینیومی و تحلیل اجزای محدود آنها در محیط نرم‌افزار تحلیل به روش اجزای محدود ANSYS است. به منظور سهولت در فرآیند مدل‌سازی و تحلیل شناورهای مورد نظر یک رابط کاربری ایجاد شده است. برنامه یا رابط نوشته شده برای تولید ماکروی ورودی به نرم‌افزار انسیس به منظور انجام مراحل مدل‌سازی و تحلیل براساس فرضیات و ساده‌سازی‌های انجام شده، عمل می‌کند. برای فرآیند مدل‌سازی و تحلیل‌سازه شناورهای تندرو و سپس ارزیابی آنها از روابط آیین‌نامه‌ای طی فرآیند ایجاد برنامه موردنظر بهره گرفته می‌شود. لازم به ذکر است برنامه نوشته شده برای تولید ماکروی ورودی به نرم‌افزار انسیس در محیط نرم‌افزار متلب تهیه شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Structural Analysis of AluminiumMonohull High Speed Craft using Finite Element Software

نویسندگان [English]

  • O. Ferdowsi 1
  • M. Khedmati 2
چکیده [English]

High Speed Crafts due to their high speed have a unique geometrical configuration, and light weight materials such as aluminium alloys and composite materials is used in their structures. on the other hand, these vessels due to high speed and significant maneuverability have exposed to many hydrodynamic loads as slamming pressure. Hence, structural analysis of these crafts under affected loads is very important. among this, aluminium alloys because of many advantages are extensively used in high speed crafts. Also monohull high speed crafts due to simple construction process relative to other high speed crafts are more attended by manufacturers. Purpose of this project is modeling of aluminiummonohull high speed crafts and finite element analysis of them in ANSYS finite element software. for the simplicity of modeling and analysis of considered crafts, a program is written. The written program is used for creation of input macro of ansys software and is contained modeling and analysis procedure on the basis of assumptions and simplifications. For the modeling and structural analysis process of high speed crafts and then evaluation of them, classification rules through program creation is utilized. It is important to say that written program for production of input macro of ansys software is provided in MATLAB software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aluminium High Speed Craft
  • Finite element
  • ANSYS
  • Slamming
  • Structural analysis

 مراجع

[1] Morris, J.A.; “A three dimensional structural analysis of a large wave piercing catamaran design”, 1991.

[2] Hughes, C.T.; Govindasamy, B.N.; “Classification of high-speed marine transportation with particular emphasis on structural strength”, IMAS 91 High Speed Marine Transportation, 1991.

[3] Kastak, D.; “Finite Element Model of a 7.9 M Training/Research Vessel - Educat, Task B6”, AMECRC Internal Report IR 98/2, 1998.

[4] Ojeda, Roberto; Prusty, B. Gangadhara; Salas, Marcos; “Finite element investigation on the staticresponse of a composite catamaran underslamming loads”, Ocean Engineering, 2004.

[5] سرلک چیوایی، حمید؛ خدمتی، محمد­رضا؛ قاسمی، حسن؛ بکارگیری روش­های المان مرزی و المان محدود برای تحلیل هیدرومکانیکی و سازه شناورهای تندروی پروازی، پایان­نامه دوره کارشناسی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی دریا، آبان 1386. 

[6] ابراهیمی، علیرضا، کیاست، مهدی­سعید، "بررسی شناور تک بدنه آلومینیمی تحت اثر بار اسلمینگ به روش اجزای محدود"، دوازدهمین همایش صنایع دریایی(MIC2010)، مهرماه 1389.

[7] Mong, Lars Johan; “Structural strength of work boats and high speed crafts with pre-fabricated, floating panels in aluminum”, Master’s Thesis, Norwegian University of Science and Technology, 2011.

[8] بزرگی­پیچاهی، سهیل؛ خدمتی، محمد­رضا؛ طراحی نرم افزار مدلسازی و تحلیل آیین­نامه ­ای شناورهای تندرو، پایان­نامه دوره کارشناسی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی دریا، آبان 1390. 

[9] DNV Rules for Classification of High Speed, Light Craft and Naval Surface Craft; 2012; www.dnv.com.

[10] ANSYS 14.0 Parametric Design Language Guide; www.ANSYS.com.

[11] ANSYS 14.0 Mechanical APDL Command Reference; www.ANSYS.com.

[12] ABS Guide for Building and Classing High-Speed Craft (HSC GUIDE); 2012.

[13] DNV Rules for Strenght Analysis of Hull Structures in High Speed and Light Craft; Classification Notes No. 30.8; August 1996.