BizSolutions

Μαρινάτος Ιωάννης

Περίληψη:

Η διδακτορική έρευνα αφορά την θεωρητική, υπολογιστική και πειραματική μελέτη κριτηρίων αστοχίας για τον προσδιορισμό της μέγιστης αντοχής της μεταλλικής γάστρας πλοίων κάτω από την επίδραση ακραίων φορτίων. Το αναμενόμενο αποτέλεσμα είναι ο προσδιορισμός κατάλληλου κριτηρίου και η ενσωμάτωσή του σε λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων. Η περιοχή των ταχυτήτων παραμόρφωσης που ενδιαφέρει στην παρούσα έρευνα, είναι οι ταχύτητες που παρατηρούνται στην περίπτωση συγκρούσεων, προσαράξεων και εκρήξεων στα πλοία.

Τελικό παραδοτέο αποτελεί το προτεινόμενο κριτήριο αστοχίας και ο κώδικας για την ενσωμάτωσή του στο λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων Abaqus, ενώ σαφείς οδηγίες χρήσης θα συνοδεύουν το νέο κριτήριο για α) την διαδικασία βαθμονόμησης του για ναυπηγικούς χάλυβες β) τον τρόπο μοντελοποίησης της γάστρας (είδος-μέγεθος στοιχείων) και γ) το πεδίο εφαρμοσιμότητάς του. Τέλος θα παραδοθούν παραδείγματα εφαρμογής του κριτηρίου, όπου μέσω αριθμητικής προσομοίωσης της απόκρισης της γάστρας, θα προσδιορίζεται η μέγιστη αντοχή της, για περιπτώσεις που αφορούν προσάραξη, σύγκρουση και έκρηξη σε πλοίο.

Σε πρώτη φάση πραγματοποιήθηκε έρευνα με στόχο τον προσδιορισμό μιας αριθμητικής διαδικασίας για την προσομοίωση της απόκρισης της γάστρας του πλοίου κάτω από ακραίες συνθήκες φόρτισης, όπως στην περίπτωση προσάραξης ή σύγκρουσης, όπου είναι δυνατό να αναπτυχθούν πολλές διαφορετικές μορφές καταπόνησης, όπως εφελκυσμός, κάμψη, διάτμηση, σχίσιμο και σύνθλιψη. Προς τούτο, διενεργήθηκαν προσομοιώσεις, στο υπολογιστικό πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS 6.10-2 explicit, πειραμάτων διείσδυσης μέσης κλίμακας, βάσει στοιχείων όπως αυτά προέκυψαν από τη βιβλιογραφία. Τα πειράματα τα οποία εξετάστηκαν, είχαν διεξαχθεί από δύο διαφορετικές ερευνητικές ομάδες. Συγκεκριμένα ήταν των Alsos κ.α (2008) και  Paik κ.α (1999) και αφορούσαν στην πρώτη περίπτωση την κατά το εγκάρσιο φόρτιση ημιστατικά ενός μη ενισχυμένου ελάσματος, καθώς και ενός ελάσματος με ένα και δύο ενισχυτικά αντίστοιχα, ενώ στη δεύτερη περίπτωση την κατά το εγκάρσιο φόρτιση ημιστατικά ενός διπύθμενου, όπου η θέση του διεισδυτή άλλαζε ανάμεσα στα ενισχυτικά και πάνω στη διασταύρωσή των, αντίστοιχα. Και στις δύο περιπτώσεις χρησιμοποιήθηκε άκαμπτος διεισδυτής κωνικής μορφής. Επιπλέον για τη διερεύνηση της αστοχίας, τρία κριτήρια αστοχίας υλοποιήθηκαν στον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS 6.10-2 explicit. Αυτά είναι γνωστά από τη βιβλιογραφία ως το κριτήριο της κρίσιμης ισοδύναμης πλαστικής παραμόρφωσης ή SHEAR, το BWH και το RTCL. Στην παρούσα έρευνα στόχος ήταν ο ορισμός μιας διαδικασίας για την υλοποίηση των επιλεχθέντων κριτηρίων μέσα σε ένα κώδικα πεπερασμένων στοιχείων, ο οποίος λαμβάνει υπόψιν την επίδραση των διαφόρων παραμέτρων μοντελοποίησης. Επιπροσθέτως, έλαβαν χώρα ενέργειες για τον προσδιορισμό των σχετικών παραμέτρων του υλικού, καθώς και της εκτίμησης του κατά πόσον αυτά τα κριτήρια αστοχίας είναι κατάλληλα προς εφαρμογή σε προσομοιώσεις που αφορούν διαφορετικά πειράματα διείσδυσης. 

Α/Α	Τίτλος Παραδοτέου	Είδος παραδοτέου	Αρχείο
01	Material modeling for Finite‐Element simulation of ship impacts	Ανακοινώσεις σε συνέδρια
02	Material characterization and implementation of the RTCL, BWH and SHEAR failure criteria to finite element codes for the simulation of impacts on ship structures	Ανακοινώσεις σε συνέδρια
03	Determination of failure criteria and incorporation in FE codes for the simulation of ship’s hull in extreme loading conditions	Διδακτορική Διατριβή
04	Towards a unified methodology for the simulation of rupture in collision and grounding of ships	Δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά