Gemilerin yapısal tasarımı ve yapı analiz yöntemlerinin incelenmesi
Ship structural design and investigation of structural analysis methods
Yazar: HASAN ÖLMEZ
Danışman: DOÇ. DR. ERCAN KÖSE
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Denizcilik = Marine ; Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Direnç = Strength ; Direnç hesapları = Strength calculations ; Gemi inşaatı = Shipbuilding ; Gemi inşaatı endüstrisi = Shipbuilding industry ; Gemi tasarımı = Ship design ; Gemi teknolojisi = Ship technology ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Günümüzde gemilerin tasarım yöntemleri ve süreçleri, ulusal ve/veya uluslar arası kurallar çerçevesinde, gemilerin kullanım amaçlarına göre ülkeden ülkeye hatta aynı ülkede tersaneden tersaneye farklılık göstermektedir. Fakat genel anlamda düşünüldüğünde süreç benzer olarak şöyle işlemektedir. İlk olarak, ön tasarım ekibi tarafından genel yerleşim planı hazırlanır. Sonra, genel yerleşim planı temel alınarak yapısal yerleşim durumu tanımlanır. Daha sonra, klas kuralları doğrultusunda tasarım kriteri göz önüne alınarak yapı elemanlarını boyutlandırılması yapılır. Kontrol sonuçlarına göre gerekli yapısal yerleştirme ve boyutlandırma düzeltmeleri yapılır.Bu sürecin uygulanması iki farklı temele dayanır. Birincisi, geminin ana boyutlarının, formunun, çift dip yüksekliğinin, maksimum sakin su eğilme momentinin vb. birincil değerlerinin belirlendiği ön tasarım aşaması, ardından klas kurallarının belirlediği kritik değerlere ve benzer yapılmış gemilere göre gerçekleştirilen yapı elemanlarının boyutlandırılması aşamasından oluşan yapısal tasarım sürecidir. İkincisi ise geminin basit veya üç boyutlu karmaşık modellerinin bilgisayar ortamında oluşturularak başta sonlu elemanlar yöntemi olmak üzere çeşitli yöntemlerle global veya yerel mukavemet, titreşim, yorulma analizlerinin gerçekleştirilip, yeterli dayanıma sahip, gereksiz ağırlıktan kaçınılmış daha ekonomik gemi yapılarının elde edildiği yapısal analizdir.Bu doğrultuda gerçekleştirilen çalışma dört bölüm halinde sunulmuştur. Birinci bölümde geminin genel yapısı ve alt yapı elemanlarının özellikleri ve boyutlandırılmaları ile yapısal tasarıma etki eden faktörler anlatılmıştır. İkinci bölümde, gemiye etki eden kuvvetler ile gemi kirişinin ve gemi yapı elemanlarının bu kuvvetler altında maruz kalabileceği davranışlar (durumlar) anlatılmıştır. Üçüncü bölümde, yapı analiz süreç ve yöntemleri ile kullanılan sayısal çözüm yaklaşımları üzerinde durulmuştur. ANSYS yazılım programı kullanılarak örnek yapı analizi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmamın son bölümünde, elde edilen bulgular, sonuçlar ve öneriler sunulmakta, bu bölümü kaynaklar listesi ile yazarın özgeçmişi izlemektedir.Anahtar Kelimeler: Gemi Yapısal Tasarımı, Gemi Yapı Elemanları, Gemi Yapı AnaliziGemi Mukavemeti, Sonlu Elemanlar Yöntemi

Abstract:
Today, the methods and procedures of ship structural designs, differ from country to country, from shipyard to shipyard and differ between ship types, in the limits of classification rules. But in general, structural design procedure can be defined similarly as follows. First of all, general arrangement plan is prepared by the basic design team. Then, structural arrangement is defined based on the general arrangement. And then, initial scantling of structural members are determined within rule-based design criteria. As to control results, required changes can be made for structural element scantlings.Application of these procedures is based on two different basis. First one is design point of view procedure that at the basic design stage, main dimensions, hull form, double bottom height, maximum stil water bending moment and etc. basic properties have been determined. After this stage, the initial scantlings of structural members are determined according to classification rules limits and/or by using similar ships features. The second one is, analysis point of view procedure that the simple or complex models of ship blocks, sub-blocks and members are generated and their structural analysis are carried out in software programmes by using different methods.This study is consist of four basic chapters. At first, the general structure of ship and it?s sub-elements are told and factors that effect the structural design are mentioned. At second, the forces which ship is influenced and behaviours of whole ship and sub-elements under these forces are investigated. At third, structural analysis methods, procedures and numerical solution approaches are focused on. Also, two sample structural analysis are carried out by using ANSYS software programme. End of the study, findings, results and suggestions obtained are represented. References and autobiography of the author are follows this chapters.Keywords : Ship Structural Design, Ship Structural Members, Ship Structure AnalysisShip Strength, Finite Element Method