Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama
Strength modelling of orthotropic ship structure panels by equivalent unstiffened plates
2014
Аутори
Momčilović, NikolaОстала ауторства
Maneski, TaškoMotok, Milorad
Radojčić, Dejan
Milošević-Mitić, Vesna
Hofman, Milan
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Problemi ponašanja orebrenih ploča (panela), kao osnovnih jedinica brodskih konstrukcija predstavljaju jednu od najznačajnijih istraživačkih tema iz oblasti čvrstoće brodskih konsktrukcija. U ovom radu orebrene ploče modelirane su neorebrenim pločama, sa ciljem da se odzivi i jedne i d ruge u š to v ećoj m eri p odudaraju. U t u s vrhu r azvijena j e procedura (metoda ekvivalencije) kojom se za svaku orebrenu ploču mogu proračunati parametri elastičnosti neorebrene ploče, tako da maskimalni ugibi i naponi, u obe ploče, budu jednaki. Ovo podrazumeva i definisanje ekvivalentnog konačnog elementa ploče koji u svojoj matrici krutosti, homogenizuje osobine ploče i ukrućenja. Razvijeni matematički algoritam uzima u obzir upotrebu teorije ortotorpnih ploča i metode konačnih elemenata. S o bzirom d a j e t rup b roda sastavljen od velikog broja orebrenih ploča, svrha modeliranja čvrstoće ekvivalentnim pločama svakako je formiranje numeričkog modela brodske konstrukcije sa redukova...nim brojem elemenata i stepeni slobode. Ovaj model, za razliku od konvecnionalnog, ne poseduje ukrućenja, samo ekvivalentne neorebrene ploče. Poređenjem konkretnog numeričkog modela trupa broda sastavljenog od konvencionalnih konačnih elemenata i onog od novih, ekvivaletnih elemenata, dobijena je jasnija slika o primeni, prednostima i manama razvijene metode. Cilj rada je da se upotrebom metode ekvivalencije, pojednostavi strukturno modeliranje velikih numeričkih modela brodske konksturkcije, bez značajnijih gubitaka u kvalitetu analize, odnosno određenim pomeranjima i naponima u konsturkciji. Takođe je urađena i serija merenja na konkretnim modelima orebrenih ploča da bi se utvrdila generalna razlika u odzivima realne konsktrukcije u odnosu na odziv dobijen primenom metode konačnih elemenata, imajući u vidu da se ova numerička metoda koristi u okviru metode ekvivalencije.
One of the most important research topic in the field of ship strength analysis is the problem of structural behavior of stiffened plates (panels), as the basic units of ship structures. In this paper, stiffened plates are modeled as unstiffened ones, with the purpose to achieve the compliance in their structural response, as much as possible. Therefore, the procedure (equivalence method) is developed in order to obtain elasticity parameters of unsiffened plates so that maximum displacements and stresses would be the same in both plates. Furthermore, an equivalent finite element is defined. This element has stiffness matrix that homogenize the mechanical prorerties of both plate and stiffener. Developed mathematical algorithm takes into account application of orthotropic plate theory and finite element method. Considering that ship hull consists of large number of stiffened plates, the goal of equivalent plate strength modeling is to form a numerical model of ship structure... with a reduced number of elements and degrees of freedom. This model, apart from convencional one, does not have stiffeners, just equivalent unstiffened plates. Comparing the specific numerical model of ship structure that consists of conventional finite elements and one that consists of new, equivalent elements, one can get more clear view on application, advanteges and disadvantages of developed method. The goal of this thesis is to simplify structural modelling of large numerical models of ship strucutures, without any significant loss in quality of the analysis, namely resulting displacements and stresses. Furthermore, a series of measurements is performed on specific models of stiffened plates in order to achieve general comparison of the structural response of real structure as opposed to numerically modeled one, especially having in mind that finite element method is incportporeted in equivalence method.
Кључне речи:
ortotropni element ploče / ortotropna ploča / orebrena ploča / odziv brodske konsktrukcije / metoda konačnih elemenata / metoda ekvivalencije / globalni model / ekvivalentni konačni element / ekvivalentna neorebrena ploča / čvrstoća broda / stiffened plate / ship structure response / ship strength / orthotropic plate / orthotropic plate element / global model / finite element method / equivalent unstiffened plate / equivalent finite element / equivalence methodИзвор:
2014Издавач:
- Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet
Финансирање / пројекти:
- Развој нове генерације сигурних, ефикасних, еколошких (SE-ECO) бродова (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-35009)
URI
https://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/5049http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=2692
https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:10807/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=514548643
https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/29
Колекције
Институција/група
Mašinski fakultetTY - THES AU - Momčilović, Nikola PY - 2014 UR - https://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/5049 UR - http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=2692 UR - https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:10807/bdef:Content/download UR - http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=514548643 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/29 AB - Problemi ponašanja orebrenih ploča (panela), kao osnovnih jedinica brodskih konstrukcija predstavljaju jednu od najznačajnijih istraživačkih tema iz oblasti čvrstoće brodskih konsktrukcija. U ovom radu orebrene ploče modelirane su neorebrenim pločama, sa ciljem da se odzivi i jedne i d ruge u š to v ećoj m eri p odudaraju. U t u s vrhu r azvijena j e procedura (metoda ekvivalencije) kojom se za svaku orebrenu ploču mogu proračunati parametri elastičnosti neorebrene ploče, tako da maskimalni ugibi i naponi, u obe ploče, budu jednaki. Ovo podrazumeva i definisanje ekvivalentnog konačnog elementa ploče koji u svojoj matrici krutosti, homogenizuje osobine ploče i ukrućenja. Razvijeni matematički algoritam uzima u obzir upotrebu teorije ortotorpnih ploča i metode konačnih elemenata. S o bzirom d a j e t rup b roda sastavljen od velikog broja orebrenih ploča, svrha modeliranja čvrstoće ekvivalentnim pločama svakako je formiranje numeričkog modela brodske konstrukcije sa redukovanim brojem elemenata i stepeni slobode. Ovaj model, za razliku od konvecnionalnog, ne poseduje ukrućenja, samo ekvivalentne neorebrene ploče. Poređenjem konkretnog numeričkog modela trupa broda sastavljenog od konvencionalnih konačnih elemenata i onog od novih, ekvivaletnih elemenata, dobijena je jasnija slika o primeni, prednostima i manama razvijene metode. Cilj rada je da se upotrebom metode ekvivalencije, pojednostavi strukturno modeliranje velikih numeričkih modela brodske konksturkcije, bez značajnijih gubitaka u kvalitetu analize, odnosno određenim pomeranjima i naponima u konsturkciji. Takođe je urađena i serija merenja na konkretnim modelima orebrenih ploča da bi se utvrdila generalna razlika u odzivima realne konsktrukcije u odnosu na odziv dobijen primenom metode konačnih elemenata, imajući u vidu da se ova numerička metoda koristi u okviru metode ekvivalencije. AB - One of the most important research topic in the field of ship strength analysis is the problem of structural behavior of stiffened plates (panels), as the basic units of ship structures. In this paper, stiffened plates are modeled as unstiffened ones, with the purpose to achieve the compliance in their structural response, as much as possible. Therefore, the procedure (equivalence method) is developed in order to obtain elasticity parameters of unsiffened plates so that maximum displacements and stresses would be the same in both plates. Furthermore, an equivalent finite element is defined. This element has stiffness matrix that homogenize the mechanical prorerties of both plate and stiffener. Developed mathematical algorithm takes into account application of orthotropic plate theory and finite element method. Considering that ship hull consists of large number of stiffened plates, the goal of equivalent plate strength modeling is to form a numerical model of ship structure with a reduced number of elements and degrees of freedom. This model, apart from convencional one, does not have stiffeners, just equivalent unstiffened plates. Comparing the specific numerical model of ship structure that consists of conventional finite elements and one that consists of new, equivalent elements, one can get more clear view on application, advanteges and disadvantages of developed method. The goal of this thesis is to simplify structural modelling of large numerical models of ship strucutures, without any significant loss in quality of the analysis, namely resulting displacements and stresses. Furthermore, a series of measurements is performed on specific models of stiffened plates in order to achieve general comparison of the structural response of real structure as opposed to numerically modeled one, especially having in mind that finite element method is incportporeted in equivalence method. PB - Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet T1 - Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama T1 - Strength modelling of orthotropic ship structure panels by equivalent unstiffened plates UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_5049 ER -
@phdthesis{ author = "Momčilović, Nikola", year = "2014", abstract = "Problemi ponašanja orebrenih ploča (panela), kao osnovnih jedinica brodskih konstrukcija predstavljaju jednu od najznačajnijih istraživačkih tema iz oblasti čvrstoće brodskih konsktrukcija. U ovom radu orebrene ploče modelirane su neorebrenim pločama, sa ciljem da se odzivi i jedne i d ruge u š to v ećoj m eri p odudaraju. U t u s vrhu r azvijena j e procedura (metoda ekvivalencije) kojom se za svaku orebrenu ploču mogu proračunati parametri elastičnosti neorebrene ploče, tako da maskimalni ugibi i naponi, u obe ploče, budu jednaki. Ovo podrazumeva i definisanje ekvivalentnog konačnog elementa ploče koji u svojoj matrici krutosti, homogenizuje osobine ploče i ukrućenja. Razvijeni matematički algoritam uzima u obzir upotrebu teorije ortotorpnih ploča i metode konačnih elemenata. S o bzirom d a j e t rup b roda sastavljen od velikog broja orebrenih ploča, svrha modeliranja čvrstoće ekvivalentnim pločama svakako je formiranje numeričkog modela brodske konstrukcije sa redukovanim brojem elemenata i stepeni slobode. Ovaj model, za razliku od konvecnionalnog, ne poseduje ukrućenja, samo ekvivalentne neorebrene ploče. Poređenjem konkretnog numeričkog modela trupa broda sastavljenog od konvencionalnih konačnih elemenata i onog od novih, ekvivaletnih elemenata, dobijena je jasnija slika o primeni, prednostima i manama razvijene metode. Cilj rada je da se upotrebom metode ekvivalencije, pojednostavi strukturno modeliranje velikih numeričkih modela brodske konksturkcije, bez značajnijih gubitaka u kvalitetu analize, odnosno određenim pomeranjima i naponima u konsturkciji. Takođe je urađena i serija merenja na konkretnim modelima orebrenih ploča da bi se utvrdila generalna razlika u odzivima realne konsktrukcije u odnosu na odziv dobijen primenom metode konačnih elemenata, imajući u vidu da se ova numerička metoda koristi u okviru metode ekvivalencije., One of the most important research topic in the field of ship strength analysis is the problem of structural behavior of stiffened plates (panels), as the basic units of ship structures. In this paper, stiffened plates are modeled as unstiffened ones, with the purpose to achieve the compliance in their structural response, as much as possible. Therefore, the procedure (equivalence method) is developed in order to obtain elasticity parameters of unsiffened plates so that maximum displacements and stresses would be the same in both plates. Furthermore, an equivalent finite element is defined. This element has stiffness matrix that homogenize the mechanical prorerties of both plate and stiffener. Developed mathematical algorithm takes into account application of orthotropic plate theory and finite element method. Considering that ship hull consists of large number of stiffened plates, the goal of equivalent plate strength modeling is to form a numerical model of ship structure with a reduced number of elements and degrees of freedom. This model, apart from convencional one, does not have stiffeners, just equivalent unstiffened plates. Comparing the specific numerical model of ship structure that consists of conventional finite elements and one that consists of new, equivalent elements, one can get more clear view on application, advanteges and disadvantages of developed method. The goal of this thesis is to simplify structural modelling of large numerical models of ship strucutures, without any significant loss in quality of the analysis, namely resulting displacements and stresses. Furthermore, a series of measurements is performed on specific models of stiffened plates in order to achieve general comparison of the structural response of real structure as opposed to numerically modeled one, especially having in mind that finite element method is incportporeted in equivalence method.", publisher = "Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet", title = "Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama, Strength modelling of orthotropic ship structure panels by equivalent unstiffened plates", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_5049" }
Momčilović, N.. (2014). Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama. Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet.. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_5049
Momčilović N. Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama. 2014;. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_5049 .
Momčilović, Nikola, "Modeliranje čvrstoće ortotropnih panela brodske konstrukcije ekvivalentnim neorebrenim pločama" (2014), https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_5049 .
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Derivation of Elastic Constants for Orthotropic Plates
Momčilović, Nikola; Motok, Milorad; Maneski, Taško (Korean Soc Steel Construction-Kssc, Seoul, 2020) -
Temperatursko i naponsko polje tanke metalne delimično ukleštene ploče indukovano harmonijskim elektromagnetskim talasom / Temperature and stress fields in thin metallic partially fixed plate induced by harmonic electromagnetic wave
Milošević-Mitić, Vesna (Univerzitet u Beogradu - Mašinski fakultet, Beograd, 2003) -
Procena integriteta zavarene konstrukcije oblika ploče sa prslinom / Structural integrity assessment of welded plate with a crack
Argoub, Omar Emhamed; Sedmak, Aleksandar; Essamei, Ali Mohamed (Institut za ispitivanje materijala, Beograd, 2004)