7000 DWT' luk bir petrol tankeri için ısıl gerilme analizi
Calculation of thermal stresses for a 7000 DWT oil tanker
Yazar: SERDAL ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. SELMA ERGİN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Bu çalışmada ilk olarak ince levha teorisi, ısıl gerilme, levhalardaki ısıl gerilme ve sonluelemanlar yönteminden bahsedilmiştir. Daha sonra basit bir dikdörtgen levhadaki ısılgerilmeler analitik olarak bulunmuştur. Ardından aynı levha ANSYS' de demodellenerek çözülmüş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. 7000 DWT' luk bir tanker için üçfarklı yükleme durumunda gerilme analizi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarakyapılmıştır. Bunlardan birincisi sadece ısıl yüklerin, yani taşınan kargo, deniz suyu vehavanın gemi yapı elemanları üzerinde oluşturduğu sıcaklık dağılımlarının bulunduğubir yükleme durumudur. Bu nedenle bu yükleme durumu gerçek bir yükleme durumudeğildir. Çünkü bu analizde yapı elemanları üzerindeki basınçlar ve kuvvetler (yapısalyükler) düşünülmemiştir. Birinci yükleme durumu sadece bir sezgi kazanmak içindir.İkinci yükleme durumu ise ısıl yüklerin olmadığı bunun yerine sadece yapısal yüklerin(gemi yapı elemanları üzerindeki basınçlar ve kuvvetler) bulunduğu bir yüklemedurumudur. Genellikle gerilme analizlerinde belli bir kargo sıcaklığına kadar, buyükleme durumunda olduğu gibi ısıl yükler ihmal edilir. Son yükleme durumu ise hemyapısal hem de ısıl yüklerin yani gemi yapı elemanları üzerindeki bütün yüklerinbulunduğu bir yükleme durumudur. Sonuç olarak, yapılan bu analizler karşılaştırılarak90 ºC kargo sıcaklığında yapı elemanları üzerinde oluşan ısıl gerilmelerin etkisiincelenmiştir.

Abstract:
In this study, firstly thin plate theory, thermal stresses, thermal stresses in plates andfinite element methods were briefly explained. After that thermal stresses of ordinaryrectangular plate was found analytically. Following this, the same plate was modeledand analyzed at ANSYS and also the results of this analysis were compared with theresults of analytical solution. Stress calculations for a 7000 DWT oil tanker wereperformed at three different loading conditions. The first loading condition consisted ofthermal loads which were temperature gradients on the ship structural elementsinduced by carried cargo, sea water and air. Thus, this analysis did not represent realloading condition because pressures and forces (structural loads) on the structuralelements were not considered. The first loading condition was used to gain an intuition,only. The second loading condition contained only structural loads (pressures and forceson ship structural elements) excluding thermal loads. Generally, thermally inducedstresses are ignored up to a certain temperature limits in the stress analyses. The latestloading condition included thermal loads together with structural loads i.e. the totalloads on the ship structure elements. Consequently, the results of these analyses werecompared in order to find out the effect of thermal stresses on the stress resultantswithin the ship structure at the temperature of 90 ºC.