Finite Element Method in Modeling of Ship Structures. Part II – Practical Analysis Example

Metoda elementów skończonych w modelowaniu konstrukcji okrętowych. Część II – przykład obliczeń praktycznych

1

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Techniki

2

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Mechaniczny,Katedra Podstaw Techniki, e-mail: a.szelezinski@wm.am.gdynia.pl

3

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Techniki

4

Uniwersytet Morski w Gdyni, Morska 81-87, 81–225 Gdynia, Wydział Elektryczny, Katedra Automatyki Okrętowej

Abstract: 

Part I of this paper presents basic knowledge about Finite Element Method including the modeling method of ship structures. Numerical modeling methods were also shortly described. A ship hull and the upper works are typical thin-walled structures. Modeling method of plates (typical 2-D elements) with stiffeners (1-D elements) is presented in details. In the part II of the article, practical example of Ro-Ro ship's deck analyses was performed using Patran-Nastran software (MSC Software). The most common and dangerous risks and errors occurring in the process of ship structure modeling were discussed.

Streszczenie: 

W pierwszej części pracy przedstawiono podstawową wiedzę o Metodzie Elementów Skończonych ze szczególnym uwzględnieniem metod modelowania konstrukcji okrętowych. Metody modelowania numerycznego zostały również krótko omówione. Kadłub statku oraz jego nadbudówka to typowa konstrukcja cienkościenna. Dokładnie przedsta­wiono metodę modelowania płyt (typowe elementy 2-D) wraz z usztywnieniami (elementy 1-D). W części drugiej artykułu zaprezentowano szereg analiz przeprowadzonych na przykładzie pokładu statku typu ro-ro, z wykorzystaniem oprogramowania Patran-Nastran (MSC Software). Omówiono najpopularniejsze i najgroźniejsze błędy występujące podczas modelowania konstrukcji okrętowych.

Keywords: 
numerical methods, Finite Element Method, ship structure strength, ship structure vibrations, modeling methods
Słowa kluczowe: 
metody numeryczne, Metoda Elementów Skończonych, wytrzymałość konstrukcji okrętowych, drgania konstrukcji okrętowych, metody modelowania
Issue: 
Pages: 
19
31
Accepted: 
15.08.2018
Published: 
29.09.2018
Download full text in pdf: 

This article is an open access article distributed under a Creative Commoms Attribution (CCBY 4.0) licence

References: 

Beer, G., Smith, I., Duenser, C., 2008, The Boundary Element Method with Programming, Springer-Verlag, Wien.

Causon, D.M., Mingham, C.G., 2010, Introductory finite difference methods for PDEs, Publishing ApS.

Cook, R.D., Malkus, D.S., Plesha, M.E., Witt, R.J., 2002, Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th ed., Wiley, New York.

Finlayson, B.A., 1972, The Method of Weighted Residuals and Variational Principles, Academic Press, New York.

Murawski, L., 2003, Static and Dynamic Analyses of Marine Propulsion Systems, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.

Murawski, L., 2005, Shaft line alignment analysis taking ship construction flexibility and deformations into consideration, Marine Structures, vol. 18, s. 62–84.

Murawski, L., Charchalis, A., 2014, Simplified method of torsional vibration calculation of marine power transmission system, Marine Structures, vol. 39, s. 335–349.

Oden, J.T., Ripperger, E.A., 1981, Mechanics of Elastic Structures, 2nd ed., McGraw-Hill, New York.

Reddy, J.N., 1993, Introduction to the finite element method, McGraw-Hill, Inc.

Richardson, L.F, 1910, The approximate arithmetical solution by finite differences of physical problems, Philosophical Transactions of the Royal Society.

Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., 2005, The Finite Element Method, Vol. 1: The Basis, 6th ed., Butterworth-Heinemann, Oxford.

Adam Szeleziński

Citation pattern: Van Doan D., Szeleziński A., Murawski L., Muc A., Finite Element Method in Modeling of Ship Structures. Part II – Practical Analysis Example, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Nr 105, str. 19-31, 2018

BibTeX     EndNote