Konttilaivan lastinkäsittelyjärjestelmän simulointi
Kalinen, Sampsa (2015)
2015
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-05-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201504221198
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201504221198
Tiivistelmä
Maailman merillä menetetään vuosittain satoja kuljetuskontteja johtuen kovasta merenkäynnistä. Laivan liikkeet saattavat aiheuttaa vielä toistaiseksi tuntemattomia ilmiöitä lastinkäsittelyjärjestelmässä. Tällaisten ilmiöiden kartoittamiseksi tässä työssä tehdään konttilaivan lastinkäsittelyjärjestelmästä laaja laskentamalli elementtimenetelmällä, jossa otetaan huomioon siihen vaikuttavat merkittävimmät tekijät. Tutkimus rajataan koskemaan vain laivan poikittaissuuntaista keinuntaliikettä, koska kaikista laivan liikkeistä juuri se aiheuttaa merkittävimmät voimat lastinkäsittelyjärjestelmään.
Tässä työssä perehdytään ensin hieman dynaamisten tehtävien elementtimenetelmän mukaisiin ratkaisumenetelmiin, jonka jälkeen tutustutaan lastinkäsittelyjärjestelmän komponentteihin yksityiskohtaisemmin ja rakennetaan laskentamalli, jossa kaikki komponentit ja niiden toiminta on pyritty mallintamaan mahdollisimman yksinkertaisella tavalla. Konttilaivassa on kuitenkin valtava määrä erilaisia epälineaarisesti käyttäytyviä komponentteja, joiden takia jo ennestään suuresta laskentamallista tulee haastava ratkaista. Tavoitteena on kuitenkin saada laskentamallista riittävän kevyt, jotta se voidaan ratkaista yhdellä työasemalla siedettävässä ajassa. Tähän tavoitteeseen yritetään päästä käyttämällä alirakennetekniikkaa muodostamalla niin sanottuja superelementtejä. Lisäksi komponenttien väliset kontaktit ja epälineaarisesti käyttäytyvät komponentit pyritään aina mallintamaan mahdollisimman yksinkertaisesti.
Työn tavoitteet täyttyivät hyvin siltä osin, että lastinkäsittelyjärjestelmässä vaikuttavat voimat saatiin kartoitettua sillä tarkkuudella kuin tehty laskentamalli mahdollistaa. Voimat näyttäisivät olevan melko hyvin linjassa niille asetettujen vaatimusten kanssa, mutta poikkeuksiakin toki löydettiin. Tuloksista voidaan jossain määrin päätellä, mitä järjestelmässä tapahtuu ja miksi.
Tässä työssä perehdytään ensin hieman dynaamisten tehtävien elementtimenetelmän mukaisiin ratkaisumenetelmiin, jonka jälkeen tutustutaan lastinkäsittelyjärjestelmän komponentteihin yksityiskohtaisemmin ja rakennetaan laskentamalli, jossa kaikki komponentit ja niiden toiminta on pyritty mallintamaan mahdollisimman yksinkertaisella tavalla. Konttilaivassa on kuitenkin valtava määrä erilaisia epälineaarisesti käyttäytyviä komponentteja, joiden takia jo ennestään suuresta laskentamallista tulee haastava ratkaista. Tavoitteena on kuitenkin saada laskentamallista riittävän kevyt, jotta se voidaan ratkaista yhdellä työasemalla siedettävässä ajassa. Tähän tavoitteeseen yritetään päästä käyttämällä alirakennetekniikkaa muodostamalla niin sanottuja superelementtejä. Lisäksi komponenttien väliset kontaktit ja epälineaarisesti käyttäytyvät komponentit pyritään aina mallintamaan mahdollisimman yksinkertaisesti.
Työn tavoitteet täyttyivät hyvin siltä osin, että lastinkäsittelyjärjestelmässä vaikuttavat voimat saatiin kartoitettua sillä tarkkuudella kuin tehty laskentamalli mahdollistaa. Voimat näyttäisivät olevan melko hyvin linjassa niille asetettujen vaatimusten kanssa, mutta poikkeuksiakin toki löydettiin. Tuloksista voidaan jossain määrin päätellä, mitä järjestelmässä tapahtuu ja miksi.