فهرست عناوین

فصل اول

توسعه صنعت ناوبری و افزایش حجم تبادلات در بنادر کشور مستلزم فراهم آوری امکانات، تجهیزات و تکنولوژی غنی و به روز در زمینه ساخت، تعمیر و پذیرش شناورهاست. از مهمترین امکانات می‌توان فضای خاص و تجهیزات مورد نیاز برای تعمیر و نوسازی کشتی‌ها و شناورها را ذکر کرد. حوضچه‌های خشک[1] در محدوده‌های ساحلی به‌نحوی که قابلیت برقراری ارتباط ایمن با بدنه آبی به‌منظور انجام عملیات آبگیری و تخلیه را داشته باشند، همراه با جراثقال‌های متحرک با ظرفیت بسیار بالا از جمله این امکانات به‌شمار می‌روند [1].     تمامی کشتیهای جنگی استراتژیک و بیشتر کشتیهای بازرگانی دارای سازه‌های بسیار سنگینی با وزن حدود چند صد تن می‌باشند. چنین کشتیهای سنگینی در بخشهای زیادی از جهان از زمانهای باستان و قبل از سال 1500 میلادی وجود داشته‌اند. اطلاعات بسیار اندکی در خصوص تاسیساتی که بایستی بمنظور سرویس چنین کشتیهایی در دوره ساخت و آب اندازی یا تعمیر آنها در زیر خط آب وجود داشته باشد، در دسترس می‌باشند. در حدود سال 1500 میلادی، چهار روش برای این منظور وجود داشته است: یک کشتی می‌تواند کج شود، بر روی زمین قرار گیرد، به سمت ساحل کشیده شود و یا در حوضچه خشک قرار گیرد.     حوضچه‌های خشک، در موقعیتی که دارای جزر و مد قوی می‌باشد حتی در جاییکه کمترین نیاز به آن احساس می‌شود، آسانترین گزینه برای ساخت و بهره‌برداری می‌باشد [2]. حوضچه خشک به‌عنوان یکی از ابنیه‌های به آب‌اندازی و یا خارج نمودن کشتی که عمدتاً به‌منظور تعمیر کشتی در زمانیکه حوضچه فاقد آب باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این حوضچه‌ها قادر به پرشدن به‌وسیله آب دریا در زمان باز‌بودن دیوار متحرک و تخلیه آب بوسیله پمپ‌های مکنده آب در زمان بهره‌برداری و انجام تعمیرات بر روی کشتی می‌باشند. مزیت استفاده از حوضچه‌های خشک در سادگی اجرا و بهره‌برداری از آنها می‌باشد.     حوضچه‌های خشک دارای سه دیواره ثابت بتنی بوده و کف آن از نوع کف بتنی وزنی یا دال خمشی می‌باشد که در شرایط خاص ممکن است نیاز به اجرای شمع داشته باشند [3]. این سازه‌ها معمولا از یک طرف به دریا متصل بوده و با یک درب بزرگ از محیط دریا ایزوله می‌گردند. سازه درب حوضچه خشک باید توانایی آب بندی محیط داخل حوضچه را دارا بوده و در برابر فشار آب پشت درب از استحکام کافی برخوردار باشد. همچنین با توجه به ورود و خروج شناورها، امکان برداشتن و جابجا کردن آسان را داشته باشد. از این‌رو استفاده از سازه‌های فلزی با دیواره‌های تقویت شده برای درب حوضچه خشک امری رایج می‌باشد. سازه درب بسته به ابعاد حوضچه ونیروهای وارده از سازه‌های ساده با تقویت‌کننده‌های افقی و عمودی تا سازه‌های دوجداره با قابلیت شناوری می‌تواند متغیر باشد. در ادامه این فصل، اقدام به ارزیابی مساله نموده و مروری بر سوابق مطالعات انجام شده و اهداف اصلی و حوزه مطالعاتی تعریف‌شده برای این پایان‌نامه خواهیم پرداخت. در فصل دوم نیز، با انواع حوضچه‌های خشک و اقسام درب‌ فلزی آنها آشنا خواهیم شد.

1‌.1‌         ارزیابی مساله

پانلهای ورقی تقویت‌شده فولادی به‌صورت بسیار گسترده‌ای به‌عنوان اجزای اولیه بسیاری از سیستم‌های سازه‌ای نظیر تیرهای حمال قوسی شکل، هواپیماها، کشتی‌ها و سازه‌های فراساحلی به‌کار برده می‌شوند. سادگی ساخت و نسبت مقاومت به وزن بالای آنها، جذابیت خاصی به اینگونه ورقها داده است. تقویت‌کننده‌ها، وزن بسیار کمی در مقایسه با وزن کل سازه را دارا می‌باشند، در حالیکه به‌میزان قابل توجهی بر پایداری و مقاومت آن تاثیر می‌گذارند [4]. ورقهای تقویت شده بطور معمول شامل یک ورق با تقویت‌کننده‌های با فواصل مساوی جوش‌شده در یک طرف و تقویت‌کننده‌های متقاطع میانی می‌باشند. معمولترین مقاطع عرضی تقویت‌کننده عبارت از مقاطع حبابی، تسمه‌ای، سپری و نبشی می‌باشند [5].

     صفحات، در حالات تقویت شده یا تقویت نشده، مهمترین المانهای سازه‌ای در سازه‌های دارای دیواره‌های نازک، مانند کشتی‌ها و سازه‌های فراساحلی می‌باشند [6]. بارهای فشاری درون صفحه‌ای تقریبا بیشترین بارهای وارده بر روی چنین المانهایی هستند. مقاومت ورقها و المانهای ورق‌های تقویتی بر روی ظرفیت سازه‌ای کلی تاثیر می‌گذارد [7]. در طراحی کشتیها و سازه‌های فراساحلی، ضروری است اطمینان حاصل کنیم که سازه دارای مقاومت کافی برای تحمل شرایط بارگذاری حدی[2] باشد. مقاومت ورقها و ورقهای تقویت شده بر روی ظرفیت سازه‌ای کلی یا مقاومت نهایی کل سازه تاثیرگذار می‌باشند [6].     از سوی دیگر، کشتیها و سکوهای فراساحلی در یک محیط دریایی تهاجمی بکار برده می‌شوند. در اثر فعل و انفعالات بین ساختارهای فلزی کشتی‌ها و سکوهای فراساحلی با محیط دریایی، خوردگی ایجاد می‌شود [7]. مشکلات خوردگی و مربوط به خوردگی بعنوان مهمترین فاکتورهایی که سبب فروافت سازه‌ای مرتبط با سن کشتیها و بسیاری از سایر انواع سازه‌های فولادی می‌گردند، شناخته می‌شوند. خوردگی دارای اثر مضری از نقطه نظر ایمنی می‌باشد و می‌تواند موجب رخنه در ضخامت[3] ، ترکهای خستگی[4] ، شکستگی ترد[5] و گسیختگی ناپایدار[6] شود. چنین تاثیراتی بسته به نوع کشتی یا سازه‌های فراساحلی، می‌تواند سبب خطرات جانی و آلودگی‌های زیست محیطی گردد.     کمیته ساختمان کشتی[7]، هشت نوع طبقه‌بندی را برای خوردگی تعریف نموده است. این طبقه‌بندیها مشتمل بر خوردگی یکسان یا عمومی، خوردگی گالوانیکی، خوردگی ناشی از ترک مویی، خوردگی حفره‌دار، خوردگی درون دانه‌ای، فروشست انتخابی[8]، خوردگی سرعت و ترکهای خوردگی تنشی می‌باشند. بعلاوه، این موضوع بایستی تاکید گردد که انواع خوردگیهای مزبور از یکدیگر کاملاً مستقل نبوده و درجات معینی از همپوشانی بین آنها برقرار است [6].     خوردگی در سازه‌های دریایی عمدتا به دو شکل خوردگی عمومی و خوردگی محلی دیده می‌شود. عموماً، خوردگی حفره‌دار بعنوان بیشترین حمله خورنده محلی شناخته می‌شود و در مقایسه با کل سطح درمعرض، نسبتاً کوچک می‌باشند. بعنوان مثالی از خوردگی عمومی می‌توان به چارچوبهای نگهدارنده کشتی‌های فله‌بر که دارای پوشش محافظتی نظیر رنگهای اپوکسی می‌باشند، اشاره نمود [7]. خوردگی حفره دار، در سازه‌های فولادی که در تماس با آب هستند یا در معرض شرایط آب و باد هستند، همچنین در مخازن حامل محموله‌های مایع ایجاد می‌شود (شكل ‏1‌.‌‌1). معمولاً سوراخها در امتداد گرانش رشد می‌نمایند. حفره‌های خیلی عمیق می‌توانند سبب ایجاد سوراخ در صفحه گردیده و ممکن است سبب آلودگی جدی شوند. حفره‌ها در ورقهایی که زیر آب نمی‌روند و یا صرفاً در معرض اسپری آب هستند، ایجاد نمی‌شوند. در صورت مشاهده خوردگی متمرکز در چارچوبهای نگهدارنده فله‌برها، محلهای حملات خورنده که حفره‌ای هستند نسبتاً بزرگ می‌باشند (تقریباً تا قطر 50 میلی‌متر) [6].

‌‌2  مقطع عرضی از میان بدنه حوضچه حوضی شکل در محل درب

‌‌2 مقطع عرضی از میان بدنه حوضچه حوضی شکل در محل درب

مقدمه…………………………………………………………………………….. 1

1‌.1‌   ارزیابی مساله………………………………………………………………… 3

1‌.2‌   سوابق مطالعات قبلی……………………………………………………….. 6

1‌.3‌   اهداف اصلی و حوزه مطالعاتی………………………………………………. 9

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم  بررسی حوضچه‌های خشک و انواع درب‌ها.

روش‌های مختلفی برای خارج نمودن کشتی از دریا به‌منظور انجام تعمیرات و نوسازی آنها وجود دارد. یکی از این روش‌ها استفاده از حوضچه خشک حوضی شکل[1] می‌باشد که در اینجا به تشریح آن، مکانیسم عملیاتی آن و انواع درب‌های مورد استفاده در این نوع حوضچه‌ها پرداخته خواهد شد.  علاوه بر این، می‌توان برای انتقال کشتی از آب‌های آزاد به محدوده‌های ساحلی از حوضچه خشک شناور[2]، خط آهن دریایی[3]، بالابرهای عمودی[4] و بالابرهای حرکتی دریایی نیز استفاده نمود[5] [20]:     حوضچه‌های حوضی شکل، حوض‌های بزرگ و ثابت ساخته‌شده در داخل زمین در کناره‌های آب هستند که بوسیله درب حوضچه از آب‌های آزاد جدا می‌شوند (شكل ‏2‌.‌‌1، شكل ‏2‌.‌‌2 و شكل ‏2‌.‌‌3). این نوع حوضچه‌ها توانایی پذیرش کشتی‌هایی با ظرفیت بیش از 200000 تن دارند. سازه اصلی این حوضچه‌ها شامل کف، دیواره‌های جانبی، دیواره جلویی و یک درب می‌باشد. ممکن است به‌منظور پایداری سازه‌ای، دیواره‌های جانبی به‌صورت پله‌ای ساخته شوند.

یک حوضچه کاملا آزاد، نیازمند یک سیستم زهکشی برای تخلیه آب از اطراف حوضچه می‌باشد. این مساله، از افزایش فشار بر دال کف و دیواره‌ها جلوگیری می‌نماید.     فشار کاهش داده شده بر دیواره‌ها و کف، موجب می‌شود که از سازه سبک‌تری برای ساخت حوضچه استفاده نمود، که این مساله سبب کاهش هزینه ساخت اولیه می‌گردد. هرچند، این میزان صرفه‌جویی در هزینه ساخت با هزینه‌های پیوسته ناشی از عملیاتی نمودن و نگهداری پمپ‌های سیستم زهکشی در طول عمر حوضچه جبران می‌گردد. هزینه‌های عملیاتی نمودن پمپ‌های زهکشی تابعی مستقیم از میزان نشت آب‌های سطحی به حوضچه می‌باشد. بنابراین، حفظ نشت در میزان کمینه آن سبب کاهش هزینه‌های موصوف می‌گردد که با اتخاذ تدابیر زیر قابل حصول می‌باشد:

  • استفاده از خاک غیرقابل نفوذ طبیعی
  • استفاده از سپرهای شمعی بازدارنده[1] در اطراف کل حوضچه

برای تخلیه آبی که به زیر و اطراف حوضچه نشت می‌نماید، لایه‌های زهکشی در زیر کف و دیواره‌ها ایجاد می‌گردد. برای مقادیر بیشتر نشت، لایه‌های زهکشی با یک سیستم لوله‌کشی تکمیل می‌گردد تا بتواند آب را تخلیه نماید. در شكل ‏2‌.‌‌8، مقطعی از حوضچه خشک کاملا آزاد نشان داده شده است.

1‌.1‌.1‌          حوضچه نیمه رها

در یک حوضچه نیمه رها فقط نیروی هیدروستاتیک در زیر کف حوضچه وجود دارد و فشار هیدروستاتیک بر دیواره‌ها وارد نمی‌شود.     معمولا، یک دیواره بازدارنده در کناره‌های دال کف برای کاهش نشت ایجاد می‌شود. همانند حوضچه کاملا آزاد، یک لایه زهکشی در زیر دال کف برای جمع‌آوری آب‌های نشتی اجرا می‌شود.     ممکن است از لوله‌ها برای جمع‌آوری آب برای احجام بالاتر نشت استفاده شود. برخی از حوضچه‌ها اجازه می‌دهند که آب از میان سوراخ‌های تعبیه شده در دال کف (لوله‌های زهکش) نشت نموده و در داخل محفظه‌ای جمع گردد. در شکل، مقطعی از حوضچه خشک نیمه رها نمایش داده شده است.برای همه انواع حوضچه‌های حوضی شکل، ممکن است از شمع‌ها برای پشتیبانی حوضچه و وزن کشتی، در صورتی‌که فشار مجاز وارده بر خاک کافی نباشد، استفاده گردد. در صورت نیاز، این شمع‌ها می‌توانند همانند شمع‌های مهاری برای مقاوم سازی در برابر بالابرندگی هیدروستاتیک استفاده گردند.

1‌.2‌       انواع درب‌های حوضچه‌های خشک

تمامی انواع حوضچه‌های خشک که حوضی‌شکل می‌باشند دارای یک درب ورودی می‌باشند که از ورود آب به داخل حوضچه، هنگامی‌که کشتی در داخل آن است ممانعت می‌نماید و قابلیت باز و بسته شدن به‌منظور قرارگرفتن کشتی در آن یا خروج از آن را دارد.مهمترین خواصی که درب حوضچه خشک باید آن را داشته باشد، عبارتند از:

  • قابلیت نصب و برداشتن سریع و آسان
  • غیرقابل نفوذ بودن
  • نیاز به نگهداری کمتر

 

2‌.1‌   حوضچه‌های خشک…………………………………………………………. 11

2‌.2‌   انواع حوضچه‌های خشک حوضی شکل…………………………………… 14

2‌.2‌.1‌   حوضچه کاملا هیدروستاتیک…………………………………………….. 16

2‌.2‌.2‌   حوضچه کاملا آزاد…………………………………………………………. 17

2‌.2‌.3‌   حوضچه نیمه رها…………………………………………………………. 19

2‌.3‌   انواع درب‌های حوضچه‌های خشک……………………………………….. 20

2‌.3‌.1‌   درب‌های تاجی شکل……………………………………………………… 21

2‌.3‌.2‌   درب‌های باله‌ای شکل……………………………………………………… 22

2‌.3‌.3‌   صندوقه‌های لغزشی یا غلتان……………………………………………… 23

2‌.3‌.4‌   درب‌های صندوقه‌ای شناور ………………………………………………….24

2‌.3‌.5‌   درب‌های تنظیمی در محل………………………………………………….. 25

2‌.4‌   مکانیسم عملیاتی حوضچه‌های خشک……………………………………… 25

2‌.5‌   نمونه‌ای از سوانح رخ داده در حوضچه‌های خشک…………………………. 27

فصل سوم مطالعات خوردگی

افزایش توجه جامعه علمی به مقوله خوردگی طی دهه‌های اخیر، به آسیب‌های محیطی، اجتماعی و اقتصادی ناشی از گسترش خسارت بر روی چندین سازه فلزی مربوط می‌شود.     از دیدگاه سازه‌ای، کاهش ضخامت مقطع عرضی به‌دلیل حمله خوردگی منجر به ناحیه مقاوم کوچکتر گردیده و سبب کاهش عملکرد سازه‌ای از لحاظ مقاومتی، صلبیت و شکل‌پذیری می‌گردد. در برخی حالات، گسیختگی موضعی یک جز یا اتصال می‌تواند بر روی پایداری کل سازه تاثیر بگذارد. به‌علاوه، در صورت وجود بارهای تناوبی، عارضه خوردگی می‌تواند کاهش چشمگیری را بر روی استحکام خستگی، به‌خصوص در نواحی با تمرکز تنش بالا ایجاد نماید [25].     محیط‌های دریایی به‌عنوان محیط‌های بسیار خورنده برای فولادهای با آلیاژ پایین و متوسط شناخته می‌شوند. به دلایل اقتصادی، چنین فولادهایی همچنان در ساخت بسیاری از سازه‌های مهندسی از قبیل بدنه کشتی و سازه‌های فراساحل ترجیح داده می‌شوند. شاخص‌های آماری برای بدنه کشتی نشان می‌دهد که حدود 90 درصد گسیختگی‌های کشتی، مربوط به خوردگی مشتمل بر استهلاک در اثر زنگ‌زدگی می‌باشد.

     روکش‌های رنگ و حفاظت کاتدیک، ابزارهای اصلی به‌کار رفته برای محافظت از فولاد در برابر خوردگی می‌باشند. درصورتی‌که نگهداری مناسبی صورت بگیرد و سیستم حفاظت خوردگی (CPS) [1] به‌طور مناسبی به‌کار برده شود، بایستی نگرانی کمی درخصوص خوردگی وجود داشته باشد. به هرحال، مشاهدات میدانی نشان می‌دهد که رویه‌های نگهداری همواره کافی نمی‌باشند، به‌خصوص برای سازه‌های کهنه که ممکن است در آنها سیستم حفاظت خوردگی ناکافی بوده یا از بین رفته باشد. همچنین، ممکن است برخی از قسمت‌های سازه را نتوان در برابر خوردگی محافظت نمود. بنابراین، خوردگی به‌عنوان یکی از عوامل غالبی که می‌تواند منجر به گسیختگی سازه‌ای شود، باقی می‌ماند.     ارائه یک مدل کاملاً نظری مبتنی بر از دست دادن احتمالی مصالح ناشی از خوردگی برپایه مکانیسم خوردگی واقعی، به‌دلیل پیچیدگی مساله، بسیار دشوار می‌باشد. بسیاری از فاکتورها مشتمل بر CPS و پارامترهای عملیاتی مختلف، بر روی نرخ خوردگی تاثیر خواهند گذاشت. بنابراین، بسیاری از مدل‌های ارائه‌شده در اینجا برپایه مفروضات یا اندازه‌گیری‌های واقعی می‌باشند. به‌دلیل تنوع در اندازه پایگاه‌های داده و کیفیت داده‌ها، مدلهای خوردگی دارای تفاوت می‌باشند. این مساله می‌تواند تاثیر چشمگیری بر روی قابلیت اطمینان وابسته به زمان ارزیابی شده داشته باشد. قابلیت اطمینان با درنظرگرفتن خوردگی و خستگی، قابلیت اطمینان وابسته به زمان نامیده می‌شود، برای اینکه خوردگی و خستگی، توابع وابسته به زمان می‌باشند [26].     در این فصل، ابتدا به تعریف خوردگی و انواع خوردگی پرداخته، سپس انواع مدل‌های خوردگی موجود بررسی می‌گردند. در نهایت، به مدل خوردگی مورد استفاده در مدل‌سازی پرداخته خواهد شد.

1‌.1‌         خوردگی فلزات و آلیاژها

اساساً در عارضه خوردگی فلزات و آلیاژها، دو رکن اصلی تاثیرگذار می‌باشند: مصالح و محیط آن. به‌خصوص، خوردگی به‌عنوان زوال مصالح (معمولاً یک فلز) تعریف می‌شود که در نتیجه یک واکنش با محیط بوجود می‌آید و منجر به تنزل هردوی آنها می‌شود.     حملات خوردگی می‌توانند در شکل‌های مختلفی ظاهر شوند. بدین سبب، چندین سیستم طبقه‌بندی در نوشتجات علمی بین‌المللی عرضه شده‌اند.     یکی از این طبقه‌بندی‌ها بر اساس واکنشی است که در سطح فلز اتفاق می‌افتد. در این حالت، می‌توان بین خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تمایز قائل شد. چرا که در حالت خوردگی الکتروشیمیایی، حداقل یک واکنش آندی کاتدی وجود دارد.     یک سیستم طبقه‌بندی سنتی دیگری وجود دارد که عارضه خوردگی را بر اساس ظاهر و اشکال اصلی خوردگی مشخص می‌نماید، که بر این اساس خوردگی می‌تواند یکنواخت یا محلی باشد        (شكل ‏3‌.‌‌1). در زیر به تعاریف انواع خوردگی‌ها پرداخته می‌شود:

  • خوردگی عمومی[2]: نوعی از خوردگی است که به‌صورت کم و بیش همگن در سطح فلز نفوذ می‌کند.
‌‌11  درب باله‌ای شکل

‌‌11 درب باله‌ای شکل

3‌.1‌   خوردگی فلزات و آلیاژها………………………………………………………… 32

3‌.2‌   مکانیسم و مدل‌سازی خوردگی……………………………………………….. 35

3‌.3‌   مدل‌های خوردگی موجود. ………………………………………………………37

3‌.3‌.1‌   مدل خطی بسط یافته ساوث‌ول……………………………………………… 37

3‌.3‌.2‌   مدل دوخطی بسط یافته ساوث‌ول…………………………………………… 38

3‌.3‌.3‌   مدل خوردگی عمومی غیرخطی ملچرز و احمد…………………………… 38

3‌.3‌.4‌   مدل غیرخطی ملچرز-ساوث‌ول…………………………………………….. 39

3‌.3‌.5‌   مدل سه‌خطی ملچرز ………………………………………………………..39

3‌.3‌.6‌   مدل توانی ملچرز……………………………………………………………. 39

3‌.3‌.7‌   مدل گودز سوارز و گارباتف………………………………………………… 40

3‌.3‌.8‌   مدل خوردگی پایک و همکاران…………………………………………… 42.

3‌.3‌.9‌   مدل خوردگی عمومی اوهیاگی…………………………………………. 44

3‌.3‌.10‌ مدل خوردگی عمومی انجمن تعاونی سازه‌های کشتی‌های نفتکش…. 44

3‌.4‌   خوردگی درب حوضچه‌های خشک…………………………………………. 45

3‌.4‌.1‌   حوضچه خشک کتچیکان………………………………………………….. 46

3‌.4‌.2‌   حوضچه خشک اسکله دلتا ………………………………………………..47

فصل چهارم  تحلیل تغییرشکل و رفتار درب حوضچه با احتساب خوردگی

نوع درب مدنظر برای مدل‌سازی، درب یک جداره باله‌ای شکل می‌باشد. درب‌های یک جداره، در واقع متشکل از یک ورق فولادی است که دارای یک سری تقویت‌کننده‌های طولی و عرضی بر روی یک طرف ورق می‌باشد. این نوع درب‌ها می‌توانند در انواع مختلفی از لحاظ نحوه باز و بسته شدن ساخته شوند. آنچه که در این پایان‌نامه برای تحلیل و مدل‌سازی درنظر گرفته شده است، درب باله‌ای شکل می‌باشد که در فصل دوم در زیربخش‌ ‏2‌.3‌.2‌ در مورد نحوه عملکرد آنها توضیح داده شده است. این نوع درب‌ها دارای تکیه‌گاههای بتنی در دو طرف درب و قسمت پایینی آن می‌باشد که این مساله در نحوه اعمال شرایط مرزی درنظر گرفته خواهد شد.برای مدل‌سازی هندسی درب حوضچه، ورقی پیوسته به ابعاد  درنظر گرفته شده است. این ابعاد مشابه درب حوضچه پورت ولر می‌باشد [45]. ضخامت این ورق برابر با  می‌باشد.     تقویت‌کننده‌های عرضی به فواصل  از پروفیل سپری نوع  تنظیم شده‌اند. تقویت‌کننده‌های عرضی واقع در کناره‌ها از پروفیل تسمه نوع  می‌باشد. یک تقویت‌کننده طولی از پروفیل سپری نوع  در وسط عرض ورق (یعنی به فاصله  از لبه ورق) قرار گرفته است. سایر تقویت‌کننده‌های طولی بجز تقویت‌کننده‌های کناری از پروفیل نبشی نوع  به فواصل  نسبت به تقویت‌کننده طولی میانی و نسبت به یکدیگر تنظیم شده‌اند. تقویت‌کننده‌های طولی کناری از پروفیل تسمه نوع  می‌باشند.     شایان ذکر است با توجه به ملاحظات لازم برای حل مساله و نیز نوع تئوری استفاده شده برای شناساندن تماس فولاد با بتون برای نرم افزار، ضروری است که در قسمت تماس فولاد با بتون و در میان تقویت‌کننده‌ها از ورق دیگری استفاده شود تا هم استحکام سازه بالا رود و هم سطح تماس افزایش یابد تا سیستم قادر به حل کردن مسئله باشد. بدین منظور، در این قسمت ها از ورقی به ضخامت  استفاده شده است.

نرم افزارهای زیادی در زمینه اجزاء محدود وجود دارد. بسیاری از این نرم افزارها برای مقاصد خاص طراحی شده‌اند. اما برخی نرم افزارها جنبه عمومی‌تری دارند و می‌توان از آنها برای تحلیل‌های مختلف استفاده کرد و مسائل با سطح دشواری‌های متفاوت را توسط آنها مدل و تحلیل کرد. یکی از این        نرم افزارها که در حوزه تحلیل اجزاء محدود بسیار شناخته شده و پر کاربرد است، نرم افزار انسیس[1] می‌باشد. این نرم افزار یکی از مشهورترین نرم افزارهایی است که تا کنون تولید شده و با پیشرفت‌هایی که کرده و بروز رسانی‌هایی که بر روی آن انجام می‌گیرد، توانسته است خود را در صدر نرم افزارهای تحلیل اجزاء محدود قرار دهد.     از برنامه کاربردی Mechanical APDL برای آنالیزهای اجزاء محدود برای انجام مدل‌سازی در این پایان‌نامه استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که از محیط Workbench می‌توان برای اجرای Mechanical APDL بهره گرفت.     دلیل انتخاب Mechanical APDL برای مدل‌سازی درب حوضچه خشک، قابلیت استفاده از کدهای macro در این محیط می‌باشد. از قابلیت کدنویسی این نرم افزار برای مدل‌سازی خوردگی استفاده خواهد شد.

4‌.1‌   مدل‌سازی و آنالیز اجزاء محدود……………………………………………… 53

4‌.1‌.1‌   مدل برای تحلیل…………………………………………………………….. 53

4‌.1‌.2‌   مشخصات هندسی مدل…………………………………………………… 55

4‌.1‌.3‌   نرم افزار مورد استفاده……………………………………………………… 56

4‌.1‌.4‌   خواص مکانیکی مواد………………………………………………………… 57

4‌.1‌.5‌   انواع اجزای محدود مورد استفاده………………………………………….. 58

4‌.1‌.6‌   مدل‌ دارای خوردگی…………………………………………………………. 60

4‌.1‌.7‌   جزء بندی مدل……………………………………………………………….. 65

4‌.1‌.8‌   شرایط مرزی و تماسی……………………………………………………… 70

4‌.1‌.9‌   شرایط بارگذاری………………………………………………………………. 71

4‌.1‌.10‌ روش تحلیل……………………………………………………………………. 77

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم نتایج، بحث و تفسیر درخصوص آنها .

همانطور که گفته شد مدل‌های تحت بررسی در این پایان‌نامه به‌صورت تدریجی بارگذاری گردیده و رفتار آنها در حالات مختلف بارگذاری بررسی می‌گردد. اعمال بار تدریجی بدین منظور صورت می‌گیرد که رفتار درب حوضچه را بتوان در ترازهای مختلف آب پشت درب و برای شرایط مختلف جزر و مدی پیش‌بینی نمود. بارگذاری در 12 حالت مختلف و در ارتفاع‌های متناظر با تقویت‌کننده طولی انجام گرفته و نتایج موردنظر از قبیل جابجایی، تنش فون میزز، تنش برشی و کرنش مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج هریک از مدل‌ها برای بارگذاری هیدروستاتیک در ارتفاع‌های مختلف و وزن درب بصورت جداولی تنظیم و ارائه گردیده است. در این جداول، مقادیر نمایش داده شده برای فشار (هیدروستاتیک)، تنش‌ها، جابجایی  و کرنش، مقادیر بیشینه حاصله می‌باشد.     در جدول ‏5‌.‌1، نتایج حاصل از تحلیل مدل G0 (مدل دارای هندسه سالم و بدون خوردگی) نمایش داده شده است. به همین ترتیب، نتایج حاصل از بارگذاری تدریجی مدل‌های G3، G6 و G9 به‌ترتیب در جدول ‏5‌.‌2، جدول ‏5‌.‌3 و جدول ‏5‌.‌4 ارائه گردیده است.

درب صندوقه‌ای شناور

درب صندوقه‌ای شناور

5‌.1‌   حالت‌های تحلیل شده………………………………………………………….. 85

5‌.2‌   پاسخ مدل‌ها ……………………………………………………………………..90

5‌.3‌   تفسیر نتایج………………………………………………………………………. 97

5‌.3‌.1‌   تغییرشکل‌ها ………………………………………………………………….97

5‌.3‌.2‌   بررسی توزیع تنش فون میزز………………………………………………. 99

5‌.3‌.3‌   بررسی توزیع تنش برشی…………………………………………………. 100

5‌.3‌.4‌   بررسی اثرات افزایش نسبت سطح خوردگی……………………………. 101

6    جمع‌بندي و نتيجه‌گيري……………………………………………………….. 103

منابع و مراجع…………………………………………………………………………. 107

Abstract   

             This thesis presents the results of an investigation into the deformation and behavior of stiffened steel plates with regard to use as the gate of dry docks. The analyzed plates are suffering from corrosion on the surface towards to sea water. Aforementioned structure is analyzed under out of plane loads, specifically, hydrostatic and wave loads. A series of finite element analysis is performed on the dry dock gate in both uncorroded and corroded states. The effects of corrosion are introduced into the finite element models using a specially developed computer aided code utilizing Ansys APDL. The effects of different surface corrosion percentages on the plate strength characteristics and its pertinent influences on whole structure characteristics are evaluated.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان