Naslov
METODOLOGIJA KONCEPTUALNOG PROJEKTIRANJA BRODSKIH KONSTRUKCIJA S INTERAKCIJOM TRUP-NADGRAĐE
(Decision support methodology for concept design of the ship structures with hull-superstructure interaction)

Autori
Andrić, Jerolim

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

Mjesto
Zagreb

Datum
03.05

Godina
2007

Stranica
237

Mentor
Žanić, Vedran

Ključne riječi
Konceptualno projektiranje; brodska konstrukcija; strukturna interakcija trup-nadgrađe; putnički brodovi; teorija eksperimenata; metoda konačnih elemenata; strukturna optimizacija.
(concept design procedure; ship structure; hull-superstructure structural interaction; passenger and Ro-Pax ships; design experiment; ship structure topology; finite element method; structural optimization)

Sažetak
Strukturna interakcija trup-nadgrađe karakteristika je složenih brodskih konstrukcija kakve su putnički i Ro-Pax brodovi. Takve brodske konstrukcije strateško su opredjeljenje europske i hrvatske brodogradnje te je svaki pomak u unaprjeđenju procesa projektiranja izrazito bitan i koristan. Kroz disertaciju formuliran je višeatributni projektni problem te je predložen cjeloviti pristup rješenju problema kroz dvije faze: I) Istraživanja topoloških karakteristika konstrukcije, koje dominantno definiraju strukturni odziv razmatranih konstrukcija (broj i dužina pregrada, veličina bočni otvori, geometrija recesa i nadgrađa, itd). II) Optimizacija strukturnih dimenzija odabranih topoloških varijanti. Predloženim pristupom napravljen je metodološki pomak u pristupu problemu projektiranja brodskih konstrukcija u odnosu na dosadašnju prihvaćenu praksu projektiranja što je rezultiralo novim znanstvenim doprinosima i spoznajama na području sinteze brodskih konstrukcija s izraženom interakcijom trup-nadgrađe u ranoj projektnoj fazi. Pokazano je da predloženi pojednostavljeni generički 3D MKE modeli, na kojima se temelje obje faze, daju primarni odziv prihvatljive točnosti u odnosu na 3D MKE modele cijelog broda te da su prikladni za korištenje na razini konceptualne faze. Granična čvrstoća trupa promatrana je kao značajni projektni atribut što je na liniji svjetskih trendova u projektiranju brodskih konstrukcija. Razvijen je pojednostavljeni pristup proračuna graničnog momenta savijanja trupa temeljen na modifikaciji Smithove metode. Identificiran je utjecaj topologije na vrijednost i trend graničnog momenta savijanja u progibu i pregibu konstrukcije. Topološki parametri identificirani su kao dominantni na distribuciju primarnih naprezanja po visini. Predložena metodologija istraživanja takvih parametara (temeljena na teoriji eksperimenata) originalni je pristup razmatranom problemu i omogućuje da se u iterativnom postupku, promjenom rezolucije eksperimenta, pronađe najbolja kombinacija vrijednosti (nivoa) odabranih parametra koje minimiziraju ili maksimiziraju iznos razmatranog projektnog atributa. Odabrani niz različitih strukturnih koncepata omogućuje više startnih točaka za primjenu strukturne optimizacije kao faze koja slijedi te je mogućnost pronalaska globalnog optimuma povećana u odnosu na pristup s jednom/fiksnom topologijom. Prošireni su optimizacijski algoritam za globalnu preraspodjelu materijala u poprečnom presjeku uvođenjem korekcija za nelinearnu distribuciju primarnih naprezanja po visini. Dvije metode koordinacije globalnog (sekvencijalno linearno programiranje) i lokalnog (evolucijske strategije temeljene na teoriji eksperimenata i genetički algoritmi-MOGA) optimizacijskog problema su dodatno proširene čime se omogućuju bolja kvaliteta rješenja. Razvijeni moduli implementirani su u praktičnu projektnu ljusku za donošenje odluka te je na provedenim test primjerima potvrđena postavljena hipoteza da je njihovim korištenjem, kroz dvofaznu proceduru, moguće na točniji i potpuniji način iznaći najpovoljnije višeatributsko (težina, cijena, sigurnost) rješenje projekta konstrukcije.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Brodogradnja

POVEZANOST RADA