See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Personaalse uurimistoetuse stardigrant (PSG)" projekt PSG526
PSG526 "Arvutusmudel uudsete kokkupõrkekindlate laevakonstruktsioonide arendamiseks" (1.01.2020−31.03.2021); Vastutav täitja: Mihkel Kõrgesaar; Tallinna Tehnikaülikool, Eesti Mereakadeemia; Finantseerija: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur; Eraldatud summa: 104 500 EUR.
PSG526
Arvutusmudel uudsete kokkupõrkekindlate laevakonstruktsioonide arendamiseks
Computational tool for novel crashworthy ship structures
1.01.2020
31.03.2021
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalse uurimistoetuse stardigrant (PSG)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.14. Tootmistehnika ja tootmisjuhtimineT130 Tootmistehnoloogia 2.11 Teised tehnika- ja tehnoloogiateadused40,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT450 Metallitehnoloogia, metallurgia, metallitooted 2.5 Materjalitehnika60,0
AsutusRollPeriood
Tallinna Tehnikaülikool, Eesti Mereakadeemiakoordinaator01.01.2020−31.03.2021
PerioodSumma
01.01.2020−31.12.2020104 500,00 EUR
104 500,00 EUR

Projekti eesmärgiks on tõsta meretranspordi turvalisust arendades välja uusi kokkupõrkekindlaid laevakere konstruktsioonilahendusi, mis põhinevad kõrgtugevate ja tavateraste kombinatsioonil. Arendatavad konstruktsioonid on kergemad, võtavad vähem väärtuslikku ruumi laevakeres, kuid samas hajutavad deformatsioonienergiat kokkupõrke või karilesõidu korral paremini kui tavalahendused. Uute kontruktsioonide eelduseks on arendatav senisest täpsem ja kiirem arvutusmeetod, mis võimaldab modelleerida vigastuse ulatust. Praegused meetodid ei ole piisavad täpsed laeva uppumatuse määramiseks vigastuste korral. See on ülimalt tähtis, arvestades, et kokkupõrke, karilesõidu ja kontakti tõttu tekkinud üleujutused on jätkuvalt kõige suurem risk (reisilaevadel kuni 90% riskidest). Projekti eesmärgid on otseses kooskõlas järjest karmimate rahvusvaheliste (EL ja IMO) nõuetega, mille eesmärgiks on muuta meretransport energiatõhusamaks, kuid samas parandada ka turvalisust.
The aim of the project is to increase the safety of maritime transport by developing novel crashworthy constructional solutions and assess their performance metrics. These constructions are based on a combination of high and normal strength steels. Developed solutions are lightweight, require less space, but compared to traditional designs dissipate the deformation energy more effectively in case of collision or grounding. The basis for these novel structures is developed numerical simulation approach that can accurately predict breach size in large complex welded structures. Current methods for survivability assessments are unreliable since breach size estimates are not accurate. This is of paramount importance, considering that flooding continues to be the most significant contribution to the overall risk (in passenger ships up to 90% of the risk). Therefore, the project objectives answer to EU and IMO increasingly stringent efficiency and safety requirements for ships.
Kokkupõrkekindlate konstruktsioonilahenduste eelduseks on arvutusmudel, mis suudab arvesse võtta materjali purunemist erinevates koormusolukordades. Projekti olulisedmad tulemused on: 1) Tõime välja olemasolevate arvutusmudelite kitsaskohad, mis on põhjustatud eelkõige materjali mehaaniliste omaduste ebatäpsest kirjeldusest termomõjutsoonis ja selle vahetus läheduses. See teadmine on aluseks uutele loodavatele mudelitele ja ekperimentaalsetele katsetele. 2) Võrdlesime erinevaid purunemise modelleerimiseks kasutavaid kriteeriume painde seisukohalt. Selleks pidime kasutama plaadielemendile kohandatud materjali mudeleid, kus erinevalt tavapärasest modelleerimis praktikast, defineerisime purunemiskriteeriumi plaadielemendi igale paksuskihile eraldi. See mõjutas oluliselt analüüsi tulemusi. Uutes loodavates mudelites tuleks seda arvestada. 3) Viisime läbi küllalti keerulise kokkupõrke ja karilesõidu simulatsiooni, mis keerukuse tõttu ei ole käepärane igapäevases disainis. Tulevikus arendatavad arvutusmeetodid peaksid lihtsamini võimaldama keeruliste simulatsioonide ülesseadmist ja läbi viimist. 4) Seadsime üles kaasaegse, fotogramm-meetria põhimõttest lähtuva mõõteseadme, mida kasutasime materjalide mehaaniliste omaduste määramiseks. Kuna mõõtmine põhineb kaameratega katsekehade pinnal oleva musti jälgimises, siis õige seadistuse leidmine osutus küllaltki väljakutsuvaks. Eelkõige kujunes keerukaks katsekehadele kantava stohhastilise mustri loomine, mis peab vastama teatud nõuetele, nt mustri täpi suurus peab jääma vahemikku 0.1-0.2 mm. Antud metoodika abil viisime läbi katsed erineva kujuga tõmbeteimikutega, et hinnata pingeolukorra mõju materjali plastsele purunemisele. Katsete tulemusi jätkuvalt analüüsime, kuid esialgsed tulemused näitavad, et projekteeritud seadistus ja metoodika on usaldusväärsed, mis on ka üks olulisemaid saavutusi. Kogutud teadmiste valguses koostasime ka uue rakendusprojekti grandi materjalide mehaaniliste omaduste määramiseks.