TMR4305 Statisk og dynamisk analyse av marine konstruksjoner

Etter fullført kurs skal studenten være i stand til å utføre deformasjons- og spenningsberegning av komplekse konstruksjoner ved hjelp av elementmetoden, med hensyntagen til ikke-lineær og dynamisk oppførsel, og gjennomføre en kritisk vurdering av resultatene for å sikre bærekraftige design. Studenten skal være i stand til å: - Forstå det teoretiske grunnlaget for elementmetoden for gjennomføring av ikke-lineær og dynamisk analyse. - Kunne forklare utledningen av stivhetsrelasjonen for elementer for analyse av avstivede plate- og skallkonstruksjoner basert på energiprinsipper og interpolasjon av forskyvningsmønstret. - Forstå det matematiske grunnlaget for beskrivelse av oppførselen til avstivede plater (prismatiske skall) og krumme skallkonstruksjoner (likevekt, kinematisk kompatibilitet, spennings-tøynings-relasjon). - Kunne forklare utledningen av inkrementell stivhetsrelasjon for stav-og bjelke-elementer hvor det tas hensyn til ikkelineær oppførsel på grunn av store deformasjoner og material oppførsel. - Kunne forklare hvilke kriterier som må være oppfylt for at en elementmetode formulering for gitte konstruksjonstyper for at resultatene konvergerer mot eksakt løsning når elementstørrelsen reduseres. - Forstå hvordan prismatiske og krumme skallkonstruksjoner oppfører seg og hvilke element-typer og elementinndeling som er nødvendig for å oppnå en gitt nøyaktighet. - Forstå metodene som benyttes til å beskrive kontakt mellom konstruksjonselementer. - Forstå hvordan et skip – betraktet som et prismatisk skall - oppfører seg og hvordan ulike elementmodeller og korresponderende randbetingelser bør velges for å bestemme deformasjoner og spenninger med en gitt nøyaktighet. Aktuelle modeller inkluderer blant annet skipet som helhet, et antall rom, tverrskipsramme, samt en vilkårlig del ("submodell") av skipet. - Kunne utføre enkle elementanalyser av prismatiske skall og rammekonstruksjoner ved bruk av ABAQUS eller tilsvarende programvare. - Beherske metoder for egenverdiberegning og dynamisk responsanalyse godt nok til å lage enkle dataprogrammer, og dermed få et godt grunnlag for bruk av kommersielle dataprogram. - Forstå betydningen av å redusere antall frihetsgradet i forhold til elementmodeller for statisk analyse, og hvordan reduksjon kan gjennomføres uten at nøyaktigheten blir vesentlig redusert. - Forstå dempingens betydning for dynamisk respons, og hvordan ulike dempingsmekanismer kan formuleres i en elementmodell. - Være i stand til å velge elementmodell og beregningsmetode for analyse av praktiske problem slik at resultatene får en tilstrekkelig nøyaktighet. - Kjenne til hvordan hydrodynamiske effekter påvirker masse, demping og drivende krefter for slanke marine konstruksjoner.

TMR4167 Marin teknikk - Konstruksjoner, TMR4182 Marin dynamikk, TMR4190 Elementmetoden anvendt i konstruksjonsanalyse, TMR4195 Havkonstruksjoner.

Kunnskap om elementmetoden anvendt på statiske problem, herunder bjelke- og plateelementer, og erfarnig med statiske analyser av marine konstruksjonstyper så som faste plattformer og skip Grunnleggende kunnskaper om beregning av dynamisk respons for system med en frihetsgrad og enkle kontinuelige bjelker, samt hvordan man kan etablere analysemodeller av realistiske konstruksjoner ved generaliserte koordinater og modal superposisjon.

Eksamensoppgaver: Oppgavetekst gis kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Langen og Sigbjørnsson: Dynamisk analyse av konstruksjoner, norsk og engelsk utgave. Moan: An introduction to the finite element method. Kompendiene og forelesningsnotater legges ut på Blackboard.

Forelesninger og øvinger. Bruk av Python og elementprogram for programmering og praktisk analyse av marine konstruksjoner. Emnet inngår i et internasjonalt MSc-program og vil bli forelest på engelsk.