| dc.description.abstract | Aluminium er ett materiale med mange verdifulle egenskaper industrien kan dra nytte av. Dets høye spesifikke styrke gjør det til en ypperlig kandidat til å bygge lette skrog til hurtiggående båter med lavere klima utslipp enn tilsvarende stålbåter. Aluminiumsskrog kan også være billige å vedlikeholde, da enkelte aluminiums legeringer er svært korrosjonsresistente. Men, aluminium er mindre studert enn stål og har enkelte svakheter som må hensyn til. Styrkereduksjon i varmepåvirket sone rundt sveiser kan være over 50% for enkelte legeringer. Aluminium har også lavere stivhet og er dermed mer utsatt for knekking enn stål.
Hensikten med denne oppgaven var å studere effekten av dimensjonstykkelser og sveisereduksjon for en avstivet aluminiums plate. Det ble utført en parameterstudie av knekklasten til ett aluminiumspanel i Abaqus og resultatet ble evaluert og sammenlignet med Eurocode 9 og DNVGLs RU-HSLC. Totalt ble knekkstyrken til 7 aluminimumspanel med ulike tykkelser og 6 aluminiumspanel med ulike mønstere av varmepåvirket sone analysert. Platetykkelsen varierte mellom 5 mm og 6 mm, stegtykkelsen og flenstykkelsen varierte fra 5 mm til 8 mm og tverrammetykkelsen varierte fra 8 mm til 10 mm.
Knekkanalysen viste at langsgående sveisesoner ga stor reduksjon i knekkstyrke, men at tversgående sveisesoner med lateral støtte har neglisjerbar effekt. Uten noen sveisesoner ble knekklasten økt med 19%, mens dersom det kun var sveisesone på steget økte knekklasten med 12%. Endring av paneltykkelsene hadde generelt mindre effekt, enn endring av mønsteret til sveisesonen. Endring av platetykkelse fra 6 mm til 7 mm størst effekt med en økning i knekklast på 5.6%. Effekten av endret paneltykkelse var også tilnærmet lineær med endring av panelts tverrsnittsareal, og dermed også vekt.
Disse resultatene indikerer at sveisesonen og paneldimensjonene har stor påvirkning på knekklasten. Dersom man kjenner sveiseegenskapene bedre kan man ha lavere marginer når det kommer til reduksjonsgrad og bredden til sveisesonen. Da kan man produsere enda lettere og raskere skipsskrog. | |
| dc.description.abstract | Aluminium is a material that has many valuable properties the shipping industry can benefit from. For one, its high specific strength has targeted it as a prime candidate as a building material for high speed and light crafts resulting in decreased greenhouse emissions compared to steel-hull boats. Aluminium hulls can also be cheaper to maintain as some aluminium alloys are highly corrosion resistant. However, aluminium is much less studied than steel and has some weaknesses that need to be considered. For one, the heat-affected zones around large welds can have over a 50% reduction in proof strength. Also, aluminium has lower stiffness and is, therefore, more prone to buckling than, for example, steel.
This thesis aimed to study the effect of dimension thickness and weld reduction on stiffened aluminium panels. A parameter study of the buckling load was conducted in Abaqus, and the results were evaluated and compared with Eurocode 9 and DNV GLs RU-HSLC. In summary, the buckling strength of 7 aluminium panels with varying thickness and 6 panels with varying patterns of the heat-affected zones were analysed. The plate thickness varied between 5-6 mm, the step and flange thickness varied between 5-8 mm, and the transverse girder thickness varied between 8-10 mm.
The buckling load analysis indicated that the longitudinal weld zones gave a huge reduction in buckling strength. Contrasting, the transverse weld zones with lateral support had a negligible effect. Plates with no weld zones at all increased their buckling capacity by 19%, while those with only one weld zone had an increase of 12%. Changes in panel thicknesses generally had a smaller effect than changing the heat-affected zone pattern. An increase in plate thickness from 6 to 7 mm had the most considerable effect with an increase in buckling load of 5.6%. The effect of changing the panel thickness was approximately linear with the cross-sectional area, and thus its weight.
These results indicate that the heat-affected zone and the panel dimensions significantly impact the buckling load. Increasing the knowledge on aluminium wielding properties can result in lower margins of the wielding zone’s reduction and extent. This information can further result in the production of even lighter and faster ship hulls. | |
