whipping stress in the ship structure2. س در شلاقی های تنش پدیده بررسیازه
کشتی
شلاقی های تنش و زنی شلاق پدیده بررسی
پدیده این ای نامه آیین بررسی
موضوع تاریخچه بررسی
گرفته صورت تجربی آزمایش بررسی
مطالب فهرست
3. ش های وتنش زنی شلاق پدیده بررسیلاقی
دردریاهایخشن(ROUGH SEA)سینهوپاشنهکشتیطییکبازهیزمانیکوتاهدرآبفرورفتهوپساز
خروجباشدتبسیاربالابهسطحآببرخوردمیکند(Slamming).کشتیهاباتوجهبهشراطدریاییو
همچنینشرایطعملیاتیوبارگیریممکناستتحتحرکاتپرشتابدینامیکیقراربگیرندکهاینموضوع
سببایجادنیروهایمتغییرسریعهیدرودینامیکیمیشود.
بارگزاریضربهایکهدرکفشناورصورتمیگیردسببایجادارتعاشاتدرشاهتیربدنهبافرکانسیبسیار
بزرگترازفرکانسهایطبیعیآنمیشودکهبهاینپدیدهشلاقزنی(whipping)وبهتنشهایبهوجود
آمدهازآنتنشهایشلاقی(whipping stress)گفتهمیشودوپریودآندربازه2-0.5ثانیهاست.
در شلاقی های تنش
اسلمینگ طول
4. ه وتنش زنی شلاق پدیده بررسیای
شلاقی
اثر در آمده وجود به ارتعاش
در ای ضربه بارگزاری
اسلمینگ
5. های وتنش زنی شلاق پدیده بررسی
شلاقی
تنشهایارتعاشیشاهتیربدنهیاهمانتنشهایشلاقیباعثایجادفرکانسهاییبالاترفرکانسهایارتعاشات
ایجادشدهتحتاثرامواجوفرکانسهایطبیعیشاهتیربدنهمیشوند.اینتنشهایهمچنینموجبافزایش
گشتاورخمشیشاهتیربدنهدرطولسازهکشتیمیشوندکهاینامرسببافزایشآسیبهایناشیاز
خستگیمیشود.
از ناشی های ترک
آمده بوجود خستگی
ب شناور یک سازه درا
عملیاتی عمر2-5
سال
6. پدیده ای نامه آیین بررسی
شالقی های تنش
آییننامهABSیکروشتحتعنوان"راهنماجهتارزیابیاستحکاموبارهایاسلمینگ"بهمنظورارزیابی
استحکامسازهتحتبارگزاریهایضربهایکهدرقبلبهآناشارهشدفراهمآوردهاستکهدرروندنمایزیر
نشاندادهشدهاست.درواقعاینمسیربهمنظوربررسیپاسخشاهتیربدنهتحتبارهایگفتهشدهوبهطور
مشخصاثرشلاقیدرسازهکشتیدرنظرگرفتهشدهاست
به مربوط نمای روند
سازه استحکام ارزیابی
های تنش تحت کشتی
شلاقی
7. های تنش پدیده ای نامه آیین بررسی
شالقی
طی زیر مراحل است لازم شلاقی اثر ارزیابی جهت کلی حالت درشوند
.1محاسبهبارهای،بحرانیسرعت،حرکتتعریفعملیاتیکشتیو
استحکامطولیکشتی
.2انتخابشرایطدریاییبهوسیلهنمودارهایمربوطبهارتفاعو
طیفامواجآوردهشدهدرپیوستوموجوددرمنبع(4)
.3تحلیلدریامانیکشتیدرشرایطدریاییانتخابشده
.4محاسبهبارگزاریضربهایناشیازاسلمینگ
.5محاسبهگشتاورخمشیشاهتیربدنهتحتاینبارگزاری
.6محاسبهمجموعگشتاورهایخمشیشاهتیربدنه
.7ارزیابیاستحکامشاهتیربدنه
.8ارزیابیآسیبهایناشیازخستگیتحتاثرتنشهایشالقی
.9محاسبهمجموعآسیبهایناشیازخستگیدرسازهکشتی
8. امواج پراکندگی نمودار(wave
scatter diagram)
•کشتیهایتجاریوبهطورکلیمتحرکهایدریاییبهمنظوربهرهبرداریدرشرایطدریاییمشخصطراحیمی
شوند.نمودارپراکندگیامواجبهمنظورارزیابیاستحکامسازهکشتیوهمچنینانجامتحلیلهایخستگیبرروی
مورداستفادهقرارمیگیرد.درایننمودارهاکهبراساسشرایطدریاییرخدادهشدهدرهرصدهزارمشاهدهآورده
شدهاست.TZمیانگینپریودامواجثبتشدهوHSارتفاعثبتشدهبرایامواجمیباشد.درپیوستیکنمونهازاین
دیاگرامآوردهشدهاست.نمونهازایندیاگرامهابرایدریایآتلانتیکشمالیدرپیوستقراردادهشدهاستوکامل
آنرامیتواندرمرجع(4)مشاهدهکرد.
9. های آزمایش و مطالعات بررسی
گرفته صورت تجربی
درسال2007کشتیکانتینربر(MSC-Napoli)دچارشکستوآبگرفتگیشدکهپسازبازرسیهایانجامشده
مشخصشدکهشکسترخدادهدرسازهاینشناوردراثرگسترشترکهایخستگیناشیشدهازارتعاشات
شاهتیربدنهدرفرکانسهایبالایاهمانپدیدهتنشهایشلاقیبودهاست
10. گرف صورت تجربی آزمایش بررسیته
موسسه حادثه این از بعدMAIBمانند بندی رده موسسات وهمچنین فعال کارخانجات و دریایی صنایع به
BV,DNVرا آن آثار و پدیده این بیشتر مطالعه منظور به تحقیق های طرح ایجاد پیشنهادداد
دریکمدلسازیانجامشدهکهدرطیآنیککانتنربربهطول350متردرمقیاسآزمایشگاهیمدلسازیشدودر
شرایطدریاییمختلفموردبررسیقرارگرفت.دراینتحقیقازگیجهایاندازهگیریفشاربالاکهدرس،ینه،پاشنه
کفوعرشهشناورتعبیهشدهبودبهمنظوراندازهگیریبارگزاریدینامیکیناشیازحرکتدرشرایطدریاییایجاد
شدهدرآزمایشگاهمورداستفادهقرارگرفت.امواجتولیدشدهدرمقیاسآزمایشگاهینیزبراساسنمودارپراکندگی
موجودرمحدودهجغرافیایییکپیمایشدریاییازشرقآسیابهاروپاانتخابشد.همچنینمدلآزمایشگاهیبه
صورتانعطافپذیرساختهشدتابتوانتنشهایپیچشیوگشتاورخمشیایجادشدهدرطولمدلرااندازهگیری
کردهوتاثیراثرشلاقیرابررویآنمطالعهنمود.
انجام آزمایش
مدل روی بر شده
بر کانتینر
11. صورت تجربی آزمایش بررسی
گرفته
اثردمپینگبررویاینمدلبسیارکمدرنظر
گرفتهشدچراکهبهطورکلیکشتیهای
کانتینربربخاطراستفادهازمهاربرایکانتینر
هاازلحظساختاریدارایدمپینگبالابودهو
احتمالوقوعپدیدهتشدیددرآنهادرمقایسه
باتانکرهابسیارکمترمیباشد.امادر
مطالعهاینشناورهادرمقیاسواقعیاین
موضوعبسیارحائزاهمیتبودهوقابلصرف
نظرکردننیست.دمپینگدرنظرگرفتهشده
برایمدلدرحدود1%بودهدرحالیکهدر
حالتواقعیاینمقدار(1.5-2)درصدمی
باشد.همچنینعمرعملیاتیاینشناورجهت
منظورکردندرمحاسباتخستگی20سالدر
نظرگرفتهشدکهازاینمدتزمان85%آنرا
دردریاسپریکردهاست
12. مدل روی بر شده انجام خستگی ارزیابی
محاسباتمربوطبهخستگیدر27شرایطدریاییمختلفواز5شرایطدریاییهمبرایجهتشبیهسازیدریای
خشنوبارگزاریهایبزرگاستفادهشد.نتایجحاصلهحاکیازافزایشآسیبهایناشیازتنشهایشلاقیبهسمت
پاشنهشناوربوده.اندازهگیریآسیبهایخستگینیزدریکبازهزمانیسیدقیقهایودرسهمقطععرضیانجام
شدهونشاندهندهیاینمطلببودهکهباافزایشارتفاعموجطبیعتاانرژیآناینآسیبهاافزایشیافتهو
همچنینپریودارتعاشاتشاهتیربدنهکهتنشهایشلاقیرابههمراهدارندنیزافزایشپیدامیکند
WF=Wave frequency
HF=High frequency
ناش های فرکانس نسبی مقایسهی
ناشی فرکانس و امواج بارگزاری ازاز
ای ضربه های بارگزاری
13. مدل روی بر شده انجام خستگی ارزیابی
شکل در شده داده نشان نواحی
ض بارگزاری بیشترین تحتای ربه
دید آسیب بیشترین و بودهگی
دارند را
14. روی بر شده انجام خستگی ارزیابیمدل
نتایجآزمایشانجامشدهروی
مدلبهمنظورمحاسبهگشتاور
خمشیهمراهباتنشهای
شلاقیوبدونتنشهای
شلاقیمیباشد.ایناندازه
گیریبرایشرایطدریاییبا
ارتفاعموج9.5مترکهدر
مقیاسمدلانجامشدهاست
مقایسهگشتاورخمشیایجاد
شدهدرشاهتیربدنههمراهو
بدونتنشهایشلاقینشان
دهندهآناستکهاثرتنشهای
شلاقیدراینگشتاوربسیار
حائزاهمیتبودهومیبایست
درفرآیندطراحیدرنظرگرفته
16. منابع
• [1] Storhaug, G., Derbanne, Q., Choi, B.K., Moan, T. and Hermundstad, O.A., 2011, January. Effect of
whipping on fatigue and extreme loading of a 13000TEU container vessel in bow quartering seas based on
model tests. In ASME 2011 30th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (pp.
293-302). American Society of Mechanical Engineers.
• [2] Kapsenberg, G.K., van’t Veer, A.P., Hackett, J.P. and Levadou, M.M.D., 2002, July. Whipping loads
due to aft body slamming. In 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, Fukuoka (Japan) (pp. 25-39).
• [3] Fricke, W. and Paetzold, H., 2014. Effect of whipping stresses on the fatigue damage of ship
structures. Welding in the World, 58(2), pp.261-268.
• [4] Veritas, N., 2000. Environmental conditions and environmental loads. Det Norske Veritas.
• [5] Malenica, S. and Tuitman, J.T., 2008. 3DFEM-3DBEM model for springing and whipping analysis of
ships. London UK: The royal institution of naval architects.