Korvettiluokan aluksen skegin pituuden lyhentäminen kuivatelakoinnin asettamien reunaehtojen mukaisesti

Abstract

Tässä diplomityössä tutkitaan, onko korvettiluokan aluksen skegiä mahdollista lyhentää ohjailtavuuden parantamiseksi. Rajoitteena lyhentämiselle tulee kuivatelakointi. Siitä syystä reunaehtona lyhentämiselle tutkittiin, että kestääkö skegi siihen kohdistuvat telakointivoimat sekä onko telakointipukkien kapasiteetti riittävä. Telakointivoimat selvitettiin sekä analyyttisillä laskentamenetelmillä, että käyttäen FEM-analyysiä. Lähtötilanteessa tukireaktiot ja käyttäytyminen kuivatelakoinnissa analysoitiin käyttäen kokonaisen laivan mallia. Tämän jälkeen mielenkiinnon kohteena olleesta skegin alueesta mallinnettiin oma malli, jolle asetettiin reunaehdot sekä kuormat vastaamaan kokonaisen laivan mallia. Mallista analysoitiin ominaisarvoanalyysin avulla skegin alimmat lommahdusmuodot. Niiden perusteella pääteltiin, kuinka paljon skegiä oli varaa lyhentää turvallisesti. Skegin lyhentämisen lisäksi rakennetta muotoiltiin lisäämään lujuutta sekä näyttämään visuaalisesti paremmalta. Optimoidusta skegistä tutkittiin alimpien lommahdusmuotojen lisäksi myös rakenteiden plastisoitumismahdollisuus epälineaarisella analyysillä. Lisäksi tutkittiin materiaalivahvuuksien vaikuttamista lommahduskestävyyteen. Tutkimuksen tuloksena saatiin vaatimukset täyttävä skegi, jonka kehittämistä voidaan jatkaa detaljisuunnittelulla.

This thesis examines whether it is possible to reduce the length of the skeg of a corvette class vessel to improve its maneuverability. Dry-docking of the vessel sets the limitations and the design criteria for the shortening. For this reason, it was examined whether the skeg would withstand the docking forces and whether the capacity of the docking blocks was sufficient. Docking forces were determined by both analytical calculation methods and FEM analysis. At baseline, constraint forces and behavior in dry-docking were analyzed using a complete ship model. After that, a model of the skeg area was modeled on which the boundary conditions and loads were set to match the model of the ship. The model analyzed with static bucking analyze to find out the lowest eigenvalues of the skeg steel structure. On the basis of these, it was concluded how much skeg could afford to be shortened. In addition the structure of the shortened skeg was redesigned to increase strength and to achieve more aesthetic look. In addition to the lowest eigenvalues, the possibility of plasticizing the structures by nonlinear analysis was also studied in the optimized skeg. The influence of material thickness on buckling resistance was investigated. As a result of the research, a boundary conditions fulfilled skeg was developed, which development can be continued with detailed design.