Görüntüleme
10
İndirme
1
Gemi sanayinde üretim malzemeleri, teknolojinin gelişmesine paralel yönde değişim göstermektedir. Eski çağlarda ağaç kütüklerinin birbirine bağlanması ile elde edilen sandallar zamanla yerlerini işlenmiş ahşaptan üretilmiş teknelere bırakmıştır. İnsanoğlu metalleri eritip şekil verebildiğinde ise demirden yapılma büyük ve dayanıklı gemiler üretilmeye başlanmıştır. Günümüz teknolojisinde ise demirden yapılan hantal gemilere alternatif olarak çok daha hafif ve benzer dayanımları gösteren kompozit tekneler üretilmektedir. Kompozit iki veya daha fazla materyalin niteliklerinde değişim olmadan makro düzeyde bir araya gelmesi ile oluşan yapısal malzemedir. Gemi inşaatı sanayisinde polimer matrisli kompozitler kullanılır. Bu kompozitlerde reçine olarak en çok polyester, epoksi ve vinilester lif olarak da en çok cam elyaf, karbon elyaf ve aramid elyaf kullanılır. Diğer tekne türleri gibi kompozit tekneler de üretilirken belli standartlar ve kurallara tabi tutulur. 24 metre ve altı tekneler daha çok Uluslararası Standardizasyon Teşkilatı’nın (ISO) koyduğu kurallar çerçevesinde boyutlandırılır. Standartlar teknenin dip, borda, güverte gibi kısımlarındaki levhaların ve destek elemanlarının dayanması gereken yüklemeleri ampirik formüller yardımı ile hesaplanmasını sağlar. Yapısal elemanlar boyutlandırılırken müşterinin isterileri, malzemelerin standart ölçülerde üretilebilirliği ve en önemlisi üretim maliyetleri göz önüne alınır. Üretim maliyetinin düşürülmesi ve üretimin daha az malzeme ile yapılabilmesi için farklı optimizasyon çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışmada kompozit bir teknenin dip levhasının daha az malzeme ile üretilmesini sağlamak amacıyla optimizasyon çalışması yapılmıştır. Literatürde daha önce kullanılan ölçülerde bir levha ve levhayı destekleyen iki adet şapka tipi destek elemanı ele alınmıştır. Dip levhasına etki eden kuvvetler Uluslararası Standardizasyon Teşkilatı’nın belirlediği kurallar doğrultusunda tekne ve levha ölçüleri kullanılarak bulunmuştur. Levha sonlu eleman yöntemi ile modellenmiş ve analiz edilmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmasında ilk olarak en uygun oryantasyon dizilimi aranmıştır. En uygun dizilim kullanılarak daha sonra levha genişliği ve destek eleman yüksekliği optimizasyonu, katman kalınlığı optimizasyonu yapılmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde ilave bir güçlendirmeye gerek kalmadan sadece levhada açı ve katman optimizasyonu yapılarak çok daha az malzeme ile yeterli dayanımın sağlanabileceği gösterilmiştir.
Materials used in ship industry usually change in parallel with technological advancements. Boats formed by connecting tree logs in ancient times were replaced by boats made of processed wood over time. Then, large and durable ships made of iron began to be produced when metals could be melt and formed. Composite is a structural material formed by the combination of two or more constituent materials. Polymer matrix composites are commonly used in shipbuilding industry. In these composites, polyester, epoxy or vinyl ester are used as resin whereas glass fiber, carbon fiber or aramid fiber are used as fiber. Composite boats are subjected to certain standards and rules while being produced. Scantling of a boat under 24 meters is determined within the framework of the rules set by the International Organization for Standardization (ISO). The standards allow for the calculation of the design loads that the plates and support elements must withstand. In this study, the bottom plate of a composite boat is optimized to reduce production costs. A top-hat stiffened composite plate which was studied in the literature is examined. The design loads are determined according to the International Organization for Standardization. The plate is modeled and analyzed by a commercial finite element analysis software. For the structural optimization, the most suitable orientation sequence is first identified. Then, by using the determined orientation sequence, plate width, stiffener height, and layer thickness parameters are optimized. As a result, it is shown that sufficient strength can be achieved with much less material by optimizing the angle and layer only on the plate without the need for additional reinforcement.
Alan : Mühendislik
Dergi Türü : Uluslararası
Makale Detay 
Benzer Makaleler
PDF Görüntüle
Dergi Bilgisi
Eseri Dinleyin
Alıntı Yap
Bu Sayfayı Yazdırın
Paylaş
Mendeley
