haku: @supervisor Romanoff, Jani / yhteensä: 33
viite: 4 / 33
| Tekijä: | Stenbäck, Leevi |
| Työn nimi: | Feasibility study of a composite superstructure in a merchant vessel |
| Undersökning av teknisk genomförbarhet av ett komposit däckshus i ett kommersiellt fartyg | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (8) + 71 s. + liitt. 55 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Meritekniikka (K3005) |
| Valvoja: | Romanoff, Jani |
| Ohjaaja: | Ekqvist, Oskar |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201606172675 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4065 | Arkisto |
| Avainsanat: | composite FRP sandwich superstructure komposit däckshus |
| Tiivistelmä (eng): | Ships have traditionally been built from steel. For a long time, the classifications societies did not have a chance to catch up with the most recent developments in material sciences. Recent changes in the International Maritime Organization's conventions have made it possible to use other than traditional materials. Composite materials offer great opportunities for structural engineers. The materials are light, corrosion resistant and many of their properties are customizable for the specific application. A container ship concept is chosen and a concept level study is performed on the superstructure panels. Due to its main parameters, container ships tend to be in constant hogging condition and never achieving significant sagging. Hence, reduction in the hogging moment would lead to direct reduction in midship section modulus requirements. Due to the placement on the ship, reductions in superstructure weight should translate well to reductions in hull girder global loads, especially the bending moment. Two rounds of preliminary calculations are done to see the effects of a lighter superstructure on the hull girder global loads. Classical lamination theory is assumed and composite laminate design software ESAComp is used to design the superstructure panels. Direct strength calculations are made to ensure structural integrity of the panels. The results from strength calculations are then used to calculate the achievable change in superstructure mass. The changes in hull girder bending moment due to superstructure weight reduction were in the range of 2-5 %. The weight savings achieved on the superstructure panels were greater than expected, but at the cost of panel thickness. The designed panels, while feasible in this ship concept, might not be that in others. Further research is needed for the usage of FRP-sandwich composites in ships. Optimization of material selection, dimensioning, and general arrangement of the ship could lead to further reductions in weight and global loads. Fire safety is the main concern of composite materials and research in the subject is needed. |
| Tiivistelmä (swe): | Skepp har traditionellt byggts av stål. Klassifikations sällskapen har för lång tid inte kunna följa med takten av material teknologin. Nya förändringar i International Maritime Organizations överenskommelser har ledigt till att andra än traditionella material kan användas i skeppsbyggning. Kompositmaterialer ger ingenjörer nya möjligheter. Materialen är lätta, korrosionsbeständiga och flera av deras materialegenskaper kan finjusteras för varje specifika tillämpning. Ett containerfartyg koncept väljs och koncept nivås studie utförs på däckshusets paneler. På grund av dess huvudmått, är containerfartyg oftast i hogging tillstånd och uppnår inte betydande sagging tillstånd. Därmed skulle en förminskning av hogging momentet leda till direkt minskning i kravet på midskepps böjmotstånd. På grund av placeringen på fartyget, skulle minskning i däckshuset massa leda till minskningar i skrovbalkens globala laster, speciellt i böjningsmomentet. Två preliminära beräknings omgångar görs för att se effekten av ett lättare däckshus på skrovets böjningsmoment. Klassisk laminats teori antas och ESAComp-programmet används för att planera panelerna till däckshuset. Hållfasthets beräkningar görs för att säkerställa panelernas strukturella integritet. Resultaten från hållfasthets beräkningarna används för att beräkna en möjlig minskning av däckshuset massa. Minskningarna i skrovbalkens böjningsmoment på grund av däckshusets viktminskning var i storleksordningen 2-5 %. De uppnådda vikt förminskningarna var större än förväntat. Förminskningarna var möjliga på grund av relativt stora paneltjocklekar. Planlagda panelerna var tekniskt genomförbara i detta skepps koncept, men är inte kanske det i andra. Mer studier inom använding av FRP-sandwichpaneler i fartyg behövs. Optimering av materialval och dimensionering kunde leda till ytterligare minskning i vikt och globala laster. Speciellt brandsäkerheten av materialen bör studeras. |
| ED: | 2016-07-17 |
INSSI tietueen numero: 54104
+ lisää koriin
INSSI