7000 Dwt Luk Bir Petrol Tankeri İçin Isıl Gerilme Analizi

Abstract

Bu çalışmada ilk olarak ince levha teorisi, ısıl gerilme, levhalardaki ısıl gerilme ve sonlu elemanlar yönteminden bahsedilmiştir. Daha sonra basit bir dikdörtgen levhadaki ısıl gerilmeler analitik olarak bulunmuştur. Ardından aynı levha ANSYS’ de de modellenerek çözülmüş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. 7000 DWT’ luk bir tanker için üç farklı yükleme durumunda gerilme analizi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bunlardan birincisi sadece ısıl yüklerin, yani taşınan kargo, deniz suyu ve havanın gemi yapı elemanları üzerinde oluşturduğu sıcaklık dağılımlarının bulunduğu bir yükleme durumudur. Bu nedenle bu yükleme durumu gerçek bir yükleme durumu değildir. Çünkü bu analizde yapı elemanları üzerindeki basınçlar ve kuvvetler (yapısal yükler) 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 yükleme durumudur. Genellikle gerilme analizlerinde belli bir kargo sıcaklığına kadar, bu yükleme durumunda olduğu gibi ısıl yükler ihmal edilir. Son yükleme durumu ise hem yapısal hem de ısıl yüklerin yani gemi yapı elemanları üzerindeki bütün yüklerin bulunduğu bir yükleme durumudur. Sonuç olarak, yapılan bu analizler karşılaştırılarak 90 ºC kargo sıcaklığında yapı elemanları üzerinde oluşan ısıl gerilmelerin etkisi incelenmiştir.

In this study, firstly thin plate theory, thermal stresses, thermal stresses in plates and finite element methods were briefly explained. After that thermal stresses of ordinary rectangular plate was found analytically. Following this, the same plate was modeled and analyzed at ANSYS and also the results of this analysis were compared with the results of analytical solution. Stress calculations for a 7000 DWT oil tanker were performed at three different loading conditions. The first loading condition consisted of thermal loads which were temperature gradients on the ship structural elements induced by carried cargo, sea water and air. Thus, this analysis did not represent real loading condition because pressures and forces (structural loads) on the structural elements were not considered. The first loading condition was used to gain an intuition, only. The second loading condition contained only structural loads (pressures and forces on ship structural elements) excluding thermal loads. Generally, thermally induced stresses are ignored up to a certain temperature limits in the stress analyses. The latest loading condition included thermal loads together with structural loads i.e. the total loads on the ship structure elements. Consequently, the results of these analyses were compared in order to find out the effect of thermal stresses on the stress resultants within the ship structure at the temperature of 90 ºC.