بررسی تاثیر پیش بارگذاری بر روی عضو سازه جاکت حین ضربه کشتی

اختصاصی از یارا فایل بررسی تاثیر پیش بارگذاری بر روی عضو سازه جاکت حین ضربه کشتی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده :
چکیده در گذشته رفتار اعضای لوله ای تحت اثر ضربه جانبی مورد بررسی نسبتاً مبسوطی قرار گرفته است. اما مطالعات کمی درباره عملکرد اعضای استوانه ای پیش بارگذاری شده تحت اثر ضربه یافت می شود. از آنجا که عموماً عضو سازه ای حین برخورد همچنین بارهای دیگری (پیش بارگذاری) را تحمل می کند، درنظر گرفتن اثرات این پیش بارگذاری (بار بهره برداری) در تحلیل رفتار اعضای تحت ضربه بسیار مهم است. این پایان نامه به مطالعه عددی اثر پیش بارگذاری محوری فشاری بر روی رفتار شبه استاتیکی و دینامیکی عضو استوانه ای تحت ضربه عرضی می پردازد. به منظور شبیه سازی پاسخ یک نمونه عضو مهاری جاکت که در معرض تصادم کشتی قرار دارد از نرم افزار المان محدود 5/6 ABAQUS VER استفاده شده است. اثر ضربه کشتی به وسیله یک تیغه ضربه زننده که جرم و سرعت آن مطابق با توصیه آئین نامه های طراحی سازه های دریایی در مورد مشخصات کشتی ضربه زننده با لحاظ ضریب عدد جرمی و اثر هیدرودینامیک مدلسازی شده است. صحت مدلهای عددی با توجه به نتایج آزمایش ضربه بر روی اعضای لوله ای پیش بارگذاری شده محوری بررسی شده است. به طور کلی توافق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی مشاهده شده است. سپس این مدلها برای مطالعه پارامتریک عملکرد اعضای استوانه ای پیش بارگذاری شده تحت ضربه جانبی به کار رفته است. مقادیر مختلف هندسه، شرایط مرزی، پیش بارگذاری، سرعت و جرم ضربه زننده مورد آزمایش قرار گرفته اند. سپس پاسخ تحت ضربه اعضای استوانه ای بررسی شده است و دیاگرام تاریخچه زمانی دندانه شدگی، تنش، کرنش، نیرو و انرژی ناشی از ضربه بدست آمده تا اثر پیش بارگذاری بررسی گردد. در این مطالعه مشاهده شد که پیش بارگذاری فشاری محوری ظرفیت تحمل عضو لوله ای را به شدت تحت تأثیر قرار داده و تقلیل می دهد. همچنین مشاهده شد که میزان سختی محوری عضو تحت ضربه در رفتار آن تأثیر مهمی دارد. مشاهده شد که هر چه سختی محوری (ناشی از اتصالات انتهایی) اعضای لوله ای کمتر باشد، تأثیر پیش بارگذاری بر روی رفتار گسیختگی عضو بیشتر خواهد بود. همچنین روند کوتاه شدگی محوری انتهای لوله نیز متأثر از این سختی محوری می باشد. در بررسی پارامتریک موضوع، با افزایش نسبتهای L/D (لاغری) و نسبت D/t (نازکی) ظرفیت تحمل ضربه بی بعد شده در پیش بارگذاریهای مختلف کاهش نمود. این روند کاهش در ضربه دینامیکی در پیش بارگذاریهای بالا بسیار نمایان بود. این در حالی است که در روش شبه استاتیکی مشاهده شد که ٢ ظرفیت تحمل ضربه (بی بعد شده) در پیش بارگذاریهای پایین کاهش شاخصی داشته است. به طور کلی ظرفیت عضو استوانه ای نسبت به تحمل ضربه دینامیکی بیشتر از ظرفیت تحمل ضربه استاتیکی می باشد. به نظر می رسد علت این امر دخالت نیروهای اینرسی و میرایی و…، علاوه بر نیروهای سختی سازه در مقابل با بار ضربه در حالت دینامیکی باشد. نیز در شرایط یکسان اعمال ضربه و پیش بارگذاری، افزایش نسبتهای لاغری و نازکی هر دو سبب تسریع دندانه شدگی عضو در محل ضربه و نیز افزایش کوتاه شدگی محوری انتهایی استوانه می گردند.


چکیده............................................................................................................................................... 1
مقدمه................................................................................................................................................. 3
فصل اول: کلیات
-1-1 بیشینه تحقیق............................................................................................................................. 6
-1-1-1 برخورد کشتی با سکوهای دریایی از دیدگاه آئین نامه ها..................................................... 6
-2-1-1 مکانیسم تصادف................................................................................................................... 7
-3-1-1 فرورفتگی موضعی جداره عضو مورد اصابت......................................................................... 10
-4-1-1 اثر شرایط مرزی................................................................................................................... 12
-2-1 اثر پیش بارگذاری................................................................................................................... 13
-1-2-1 کارهای قبلی انجام شده بر روی استوانه تحت اثر پیش بارگذاری به روش آزمایشگاهی........ 13
-2-2-1 کارهای قبلی انجام شده بر روی استوانه تحت اثر پیش بارگذاری به روش عددی................ 14
-3-1 بررسی کارهای انجام شده در زمینه سکوهای ثابت دریایی تحت اثر ضربه کشتی...................... 18
-4-1 نتیجه گیری............................................................................................................................... 42
و مبانی مدلسازی ABAQUS فصل دوم: نرم افزار المان محدود
-1-2 روشهای مختلف طراحی سکوهای دریایی تحت اثر ضربه کشتی............................................... 45
47............................................................................ABAQUS -2-2 آشنایی با نرم افزار المان محدود
48..............................................................................ABAQUS -1-2-2 المانهای موجود در نرم افزار
48....................................................................... (Continum Elements) -1-1-2-2 المانهای پیوسته
49..................................................................... (Structural Elements) -2-1-2-2 المانهای سازه ای
51............................................................................... (Interia Elements) -3-1-2-2 المانهای لختی
51....................................................................... (Connector Elements) -4-1-2-2 المانهای واسط
52...................................................................(FE) در مدلهای المان محدود (Contact) -2-2-2 تماس
54........................................................................................................... GAP -1-2-2-2 المانهای نوع
ز
54...................................................................................................... INTER -2-2-2-2 المانهای نوع
55............................................................................................................ IRS -3-2-2-2 المانهای نوع
55............................................................................................................ ISL -4-2-2-2 المانهای نوع
-3-2-2 تقسیم بندی آنالیزها ............................................................................................................. 56
-3-2 مبانی مدل المان محدود استفاده شده در این تحقیق ................................................................... 59
-4-2 نتیجه گیری............................................................................................................................... 62
فصل سوم: مدل کردن ضربه کشتی به روشهای شبه استاتیکی و دینامیکی تحت پیش بارگذاریهای
مختلف محوری
-1-3 مبانی تحلیل شبه استاتیکی......................................................................................................... 64
-2-3 مبانی تحلیل دینامیکی .............................................................................................................. 68
-1-2-3 روشهای آنالیز دینامیکی...................................................................................................... 69
-3-3 مدل کردن ضربه کشتی به روش شبه استاتیکی .......................................................................... 79
-1-3-3 بررسی صحت مدل ......................................................................... .................................... 79
-2-3-3 مدل کردن ضربه کشتی تحت پیش بارگذاریهای مختلف محوری.......................................... 80
-3-3-3 تأثیر صلبیت اتصالات و سختی فنر محوری در پیش بارگذاری محوری................................ 82
-1-3-3-3 اثر تأثیر سختی محوری در ظرفیت تحمل ضربه جانبی....................................................... 83
-2-3-3-3 تأثیر سختی محوری در کوتاه شدگی محوری عضو تحت ضربه..................................... 87
-4-3 مدل کردن ضربه کشتی به روش دینامیکی ...................................................................... ....... 87
-1-4-3 بررسی صحت مدل و نتایج آن.................................................... ....................................... 89
-2-4-3 مدل کردن ضربه کشتی تحت پیش بارگذاریهای مختلف محوری........................................ 92
-1-2-4-3 حالت اول، مدل ضربه کشتی به روش دینامیکی و اعمال پیش بارگذاری توسط فنر......... 93 .
-2-2-4-3 حالت دوم، مدل ضربه کشتی به روش دینامیکی و اعمال پیش بارگذاری به صورت..... ..
مستقیم به انتهای لغزنده....................................................................................................... 99
-3-2-4-3 محاسبه ماکزیمم بار ضربه عرضی در مدت سناریو برخورد............................................. 102
-5-3 نتیجه گیری............................................................................................................................. 109
ح
فصل چهارم: مطالعات پارامتریک بر روی مدل ضربه کشتی
-1-4 بررسی اثرات ضربه شبه استاتیکی با تغییر پارامترهای هندسی ................................................. 111
-1-1-4 تأثیر نازکی عضو (بدون در نظر گرفتن سختی محوری)....................................................... 113
-2-1-4 تأثیر لاغری عضو (بدون در نظر گرفتن سختی محوری)....................................................... 115
-3-1-4 تأثیر تنش خمیری عضو ( بدون منظور کردن سختی محوری).............................................. 117
-2-4 بررسی اثرات ضربه دینامیکی با تغییر پارامترهای هندسی ......................................................... 119
-1-2-4 تأثیر نازکی عضو ( با منظور کردن سختی محوری).............................................................. 119
-2-2-4 تأثیر لاغری عضو ( با منظور کردن سختی محوری)............................................................. 119
-3-2-4 تأثیر تنش تسلیم ( با منظور کردن سختی محوری)................................................................ 121
-4-2-4 تأثیر نازکی عضو ( بدون منظور کردن سختی محوری)........................................................ 121
-5-2-4 تأثیر لاغری عضو ( بدون منظور کردن سختی محوری)....................................................... 132
-3-4 نتیجه گیری............................................................................................................................ 140
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
-1-5 مسئله تحقیق........................................................................................................................... 142
-1-1-5 روال انجام تحقیق............................................................................................................... 142
-2-5 نتایج حاصل از آنالیز عضو مهاری جاکت................................................................................ 144
-1-2-5 نتایج روش شبه استاتیکی.................................................................................................... 144
-2-2-5 نتایج روش دینامیکی.......................................................................................................... 146
-3-2-5 مقایسه نتایج روش شبه استاتیکی و روش دینامیکی.............................................................. 147
-3-5 پیشنهاداتی برای مطالعات آتی................................................................................................. 148
-4-5 پیوست.................................................................................................................................... 149
خذ Ĥ منابع و م
فهرست منابع فارسی......................................................................................................................... 156
فهرست منابع غیر فارسی................................................................................................................... 157
چکیده انگلیسی