Ulkoisten kuormien vaikutus lämmönsiirtimen tukirakenteeseen: FEM- ja analyyttisen laskennan vertailu
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset18
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä tarkastellaan lämmönsiirtimen tukirakenteen kestävyyttä ulkoisten kuormien vaikutuksessa hyödyntäen sekä analyyttisiä menetelmiä että elementtimenetelmään perustuvaa numeerista analyysiä. Työn tavoitteena on arvioida eri kuormituskomponenttien vaikutusta rakenteen käyttäytymiseen sekä vertailla analyyttisen ja numeerisen tarkastelun tuloksia kahdessa tapaustarkastelussa. Tarkasteltavat kuormitukset sisältävät tuuli- ja seismiset kuormat, aluksen liikkeistä aiheutuvat kiihtyvyyskuormat, rakenteen omapainon sekä putkistojen kautta siirtyvät yhdekuormat. Kuormat ja niiden yhdistelmät määritetään ASCE 7 -standardin mukaisesti rakenteen kannalta kriittisten kuormitustilanteiden tarkastelemiseksi. Analyyttinen laskenta perustuu klassisen rakenteiden mekaniikan mukaisiin yksinkertaistettuihin palkki- ja levymalleihin, joiden avulla arvioidaan rakenteen globaalia käyttäytymistä ja kuormien jakautumista. FEM-analyysi mahdollistaa rakenteen geometrian ja yksityiskohtien tarkemman mallintamisen sekä paikallisten jännityskeskittymien tunnistamisen erityisesti liitosalueilla. Tulosten perusteella molemmat menetelmät johtavat samansuuntaisiin johtopäätöksiin rakenteen kokonaiskestävyyden osalta. FEM-analyysi antaa kuitenkin suurempia käyttöasteita paikallisten jännityskeskittymien huomioimisen vuoksi. Ensimmäisessä tapaustarkastelussa kriittisimmät kohdat ylittävät sallitut rajat, kun taas toisessa tapauksessa rakenne täyttää lujuusvaatimukset kaikissa tarkastelluissa kuormitustilanteissa. Tulokset osoittavat, että yhdekuormat muodostavat merkittävän osan kokonaiskuormituksesta, kun taas muut kuormat toimivat täydentävinä tekijöinä. Työn perusteella analyyttiset menetelmät soveltuvat alustavaan mitoitukseen, mutta FEM-analyysi on välttämätön tarkemmassa suunnittelussa ja kriittisten kohtien tunnistamisessa.