Offshorekonstruksjoner utsatt for fallende last
Master thesis
Åpne
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/182692Utgivelsesdato
2008Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Denne rapporten kontrollerer effekten ved bruk av ekstruderte aluminiumsprofiler som
beskyttelse av offshorekonstruksjoner utsatt for fallende last. Sammensatt utgjør disse
fleksible energiabsorberende kassetter som kan sammenstilles etter behov.
Johnson-Cook er en konstitutiv ligning som beskriver spennings-tøyningings relasjoner
ved å ta hensyn til temperaturendring, tøyningshastighet og plastisk tøyning. Denne
modellen er benyttet i de numeriske simuleringene. En komplett kalibrering av modellen
er utført og beskrevet i rapporten. For å kalibrer modellen er det benyttet forsøksserier fra
tester tidligere utført ved NTNU Trondheim. Det er vist hvordan modellen stemmer
overens med tilfeller fra testene.
I rapporten er det modellert flere forslag for tverrsnitt som kan ekstruderes og benyttes
som energiabsorberende kassetter. Det generelle ikke-lineære elementmetode
programmet Abaqus er benyttet til å analysere tverrsnittene. Rapporten inneholder to
kapittler med numeriske simuleringer. Først er forslagene kontrollert hver for seg ved å
klemme sammen tverrsnittet til 2/3 av dens originale høyde. Analysene viste at flere
tverrsnitt krevde relativt stor kraft til for å initiere knekning, mens for resten av
deformasjonen gjengir resultatet et lavere enn ønsket energiopptak. Fra disse numeriske
simuleringene ble det konkludert at tverrsnitt bestående av sirkulære profiler ga det beste
energiopptaket. Dette tverrsnittet holder en flat kraft-kurve gjennom deformasjonen, uten
store topper, og er derfor grunstig med hensyn på å ta opp energi.
For den andre delen av de numeriske simuleringene ble det valgte tverrsnittet kopiert opp
og brukt i tenkt situasjon som beskyttelse for et typisk offshoredekk. Ulykkestilfellet
representerte en kontainer som treffer dekket med en hastighet på 12.5 m/s, hvilket
tilsvarer et fritt fall på 8 m. Sammenligninger er gjort av fire forskjellige situasjoner hvor
kontaineren treffer med forskjellig vinkel og på forskjellig sted på dekkket. Analysene
uten beskyttelse viser store plastiske deformasjoner i dekket, (bjelker, stivere og plater),
etter treff av kontaineren. I ett tilfelle fører lasten til omfattende materiell svikt. Effekten
av de energiabsorberende kassettene for de samme ulykkestilfellene er tydelig. I disse
analysene viser resultatene langt mindre plastiske tøyninger og ingen materialsvikt
opptrer.
Beskrivelse
Master's thesis in Structural engineering