ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 23 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 3h00 (12:00-15:00)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 23 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 3h00 (12:00-15:00)"

Ιώ Αλεξανδρίδης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Μ. ΣΑΜΟΥΗΛΙΔΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 23 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 3h00 (12:00-15:00) ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΕΡΩΤ. ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΑ μ μ μ μ μ μ μ μ Σύνολο 100 μ

2 ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Κύριες διαστάσεις Μήκος: 270,00 m Πλάτος: 43,00 m Κοίλο 24,30 m Συντελεστής γάστρας: 0,860 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΣΗΣ ΤΟΜΗΣ πλάτος πάχος αρ. επιφ. απόσ. 1η ροπή 2η ροπή ροπή αδ. από πυθ. steiner m mm m mm m m 2 mm m 3 mm m 3 mm ελάσματα πυθμένα 43,00 40, , ελάσματα εσωτερικού πυθμένα 43,00 45, , ελάσματα καταστρώματος 43,00 30, , πλευρικά ελάσματα 24,30 30, , διαμήκεις φρακτές (εσωτ. περίβλημα) 24,30 25, , διαμήκεις φρακτές 24,30 25, , Τα πάχη των ελασμάτων στον πίνακα λαμβάνουν υπ όψη τη συμμετοχή των ενισχυτικών στη διαμήκη αντοχή 2/7

3 3/7

4 ΑΣΚΗΣΗ 1η ΑΣΚΗΣΗ 1 η (10%+10%+10%+10%) Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται η μέση τομή πετρελαιοφόρου πλοίου και στον Πίνακα 1 οι κύριες διαστάσεις και τα στοιχεία για τον υπολογισμό της ροπής αντίστασης της μέσης τομής του. Ως φαίνεται και στο Σχήμα 1 τα στοιχεία του πλοίου είναι από χάλυβα υψηλής αντοχής, επιτρεπόμενης τάσης 265 MPa σε περιοχή που εκτείνεται από το κατάστρωμα έως απόσταση 3 m από αυτό (περιοχή D) και από χάλυβα υψηλής αντοχής, επιτρεπόμενης τάσης 235 MPa σε περιοχή που εκτείνεται από τον πυθμένα έως απόσταση 2,5 m από αυτόν (περιοχή B). Τα υπόλοιπα κατασκευαστικά στοιχεία είναι από κοινό ναυπηγικό χάλυβα, επιτρεπόμενης τάσης 190 MPa (περιοχή M). 43 m 37m 17 m D: σ ALL =265 MPa 18,8 m 24,3 m B: σ ALL =245 MPa 2,5 m Σχήμα Ποια είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη ροπή που μπορεί να φέρει η μέση τομή και ποιά είναι η κατανομή των τάσεων που τις προκαλεί; Να σχολιάσετε την απάντηση σας. 4/7

5 1.2 Ποιες είναι οι μέγιστες επιτρεπόμενες καμπτικές ροπές σε ήρεμο νερό που μπορεί να φέρει η διατομή; 1.3 Να επαναλάβετε τα ερωτήματα 1.1 και 1.2 αν οι δύο διαμήκεις φρακτές που βρίσκονται σε απόσταση 17 m αντικατασταθούν από μία φρακτή στο επίπεδο συμμετρίας του πλοίου, που έχει πάχος 48 mm και είναι κατασκευασμένη από χάλυβα υψηλής αντοχής, επιτρεπόμενης τάσης 235 MPa. Να σχολιάσετε την απάντηση σας. 1.4 Αν το πάχος του ελάσματος του πυθμένα αυξηθεί κατά 4 χιλιοστά σε πλάτος 20 m και το πάχος του ελάσματος του καταστρώματος αυξηθεί κατά 5 χιλιοστά σε πλάτος 38 m, να υπολογίσετε τη διαφορά της τάσης στο κατάστρωμα και τη διαφορά της τάσης στο πυθμένα σε σχέση με την κατάσταση που περιγράφεται στο ερώτημα 1.2 (η συμμετρία της μέσης τομής διατηρείται και μετά τη μετασκευή). ΑΣΚΗΣΗ 2 η (15%+15%) Η φορτηγίδα, που φαίνεται στο Σχήμα 2 είναι σταθερής ορθογωνικής διατομής έχει μήκος 120 m, πλάτος 20 m και κοίλο 10 m. Η φορτηγίδα είναι χωρισμένη σε πέντε ισομήκη κύτη, μήκους 24 m έκαστο και τα βάρη στην περιοχή κάθε κύτους είναι ως στο Σχήμα 2. Το συνολικό βάρος στην περιοχή κάθε κύτους είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο. 2.1 Να προσδιορίσετε και να σχεδιάσετε την κατανομή α) της φόρτισης, β) διατμητικών δυνάμεων και γ) καμπτικών ροπών στο μεσαίο κύτος (κύτος Νο 3, στο Σχήμα 2). 5/7

6 24m 24m 24m 24m 24m κύτος 1 κύτος 2 κύτος 3 κύτος 4 κύτος t 3024 t 1800 t 2520 t 3600 t AE Σχήμα 2 FE 2.2 Μετά από ατύχημα, καταστρέφεται ο εξωτερικός πυθμένας και όλα τα ελάσματα μεταξύ αυτού και του εσωτερικού πυθμένα στην περιοχή των κυτών 1 και 2 (τα καταστραμμένα ελάσματα φαίνονται με διαγράμμιση στο Σχήμα 2 σημ.: ο εσωτερικός πυθμένας παραμένει άθικτος). Θεωρώντας ότι τα βάρη δεν μεταβάλλονται σε σχέση με την άθικτη κατάσταση να προσδιορίσετε τις τιμές α) διατμητικών δυνάμεων και β) καμπτικών ροπών στη θέση της πρωραίας και πρυμναίας φρακτής του μεσαίου κύτους (κύτος Νο 3 στο Σχήμα 1). ΑΣΚΗΣΗ 3 η (15%+15%) Μία ένωση κατασκευαστικών στοιχείων υπόκειται σε εναλλασόμενη φόρτιση, με εύρος Δσ. Κάτα το πρώτο έτος λειτουργίας το εύρος της φόρτισης για κάθε 1000 εναλλαγές ακολουθεί την κατανομή που φαίνεται στη στήλη Α του παρακάτω Πίνακα 2. ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Αριθμός εναλλαγών Επεξηγήσεις: Εύρος τάσης Στήλη Α: Στήλη Β: Στήλη Α: Λειτουργία 1 ου έτους 0 MPa σ 20 MPa Στήλη Β: Λειτουργία μετά το 1 ο έτος 20 MPa < σ 40 MPa MPa < σ 60 MPa MPa < σ 80 MPa MPa < σ 100 MPa 50-6/7

7 Η συχνότητα της φόρτισης είναι 7 κύκλοι το λεπτό και στο πρώτο χρόνο λειτουργίας η κατασκευή βρισκόταν εκτός λειτουργίας για δύο μήνες. Η αντοχή σε κόπωση της ένωσης παρουσιάζεται με τη μορφή καμπύλης σ-ν στο Σχήμα 3 (δίνονται οι συντεταγμένες τριών σημείων της καμπύλης). Σχήμα Ποιός είναι ο συντελεστής σωρευμένης βλάβης λόγω κόπωσης μετά το πρώτο έτος λειτουργίας; Μετά το πρώτο έτος λειτουργίας η κατασκευή εξακολουθεί να υπόκειται δέκα μήνες το έτος σε εναλλασόμενη φόρτιση, με εύρος Δσ, που ακολουθεί για κάθε 1000 εναλλαγές την κατανομή της στήλης Β του παραπάνω Πίνακα Σε πόσα έτη θα εξαντλήσει η κατασκευή την αντοχή της σε κόπωση; 7/7

Σχετικά έγγραφα

ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2017 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 23 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ ΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 3h00 (12:00-15:00)

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Μ. ΣΑΜΟΥΗΛΙ ΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 017 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ