SVEUČILIŠTE U ZAGREBU Fakultet strojarstva i brodogradnje

Zavod za brodogradnju i pomorsku tehniku Katedra za konstrukciju plovnih objekata

Konstrukcija broda I

Podloge za izradu programskog zadatka, verzija 1.0

- SAMO ZA INTERNU UPOTREBU -

Izradio: Mate Grgid, dipl. ing.

Pregledao: dr.sc. Jerolim Andrid, dipl. ing.

Odobrio: prof. dr.sc. Vedran Žanid, dipl.ing.

1

Ukratko o programskim paketima MAESTRO i OCTOPUS/CREST

MAESTRO

MAESTRO je programski paket [1,4] temeljen na metodi konačnih elemenata za racionalno

orijentiranu analizu, evaluaciju i strukturnu optimizaciju brodova, pučinskih objekata i ostalih

kompleksnih tankostijenih struktura. MAESTRO je prvenstveno namijenjen projektiranju, ali se koristi

i u analizi postojedih struktura. Detaljni opis teorije i osnovnih karakteristika programa nalazi se u

knjizi „Ship Structural Design“ prof. Hughesa [1], kao i izabranim člancima prof V. Žanida [2]. U

odnosu na klasične metode bazirane na pravilima Registra, projektiranje strukture temeljeno na

racionalnom pristupu [1,3] značajno se razlikuje te se proučava u nekoliko predmeta na studiju. U

predmetu Konstrukcija broda I obrađuju se metode sinteze konstrukcija, a u predmetu Čvrstoda

broda naglasak je na analizi konstrukcija. Proširenje znanja iz ovog područja omogudeno je kroz

izborne kolegije Projektiranje konstrukcije plovnih objekata te Podobnost i pouzdanost konstrukcije

plovnih objekata.

MAESTRO programski paket sastavljen je od 6 glavnih modula: osnovni MAESTRO Modeler,

MAESTRO statička analiza i evaluacija, MAESTRO Solver, MAESTRO Optimizacija, MAESTRO Fina

Mreža i MAESTRO Translator za NASTRAN i ANSYS.

MAESTRO Modeler je grafički modeler za izradu MAESTRO strukturnih modela. Karakterizira ga

mogudnost unošenja mreže konačnih elemenata bez predhodno napravljene geometrije za razliku od

nekih drugih alata temeljenih na metodi konačnih elemenata (NASTRAN, ANSYS). To znači da se u

model direktno unose čvorovi i elementi mreže i to točno tim redoslijedom. Modeler omogudava i

grafički prikaz karakteristika elemenata, opteredenja, naprezanja i kriterija.

OCTOPUS/CREST

OCTOPUS/CREST je programski paket [5,6,7,8] za strukturnu evaluaciju glavnog rebra i drugih popre-

čnih presjeka brodske strukture. Detaljni opis teorije i osnovnih karakteristika programa nalazi se u

internom udžbeniku „Konceptualno projektiranje brodske konstrukcije“ prof. Žanida i suradnika [3].

Karakteristični 2D presjeci koji se proračunavaju sastoje se od poprečne strukture na određenom

presjeku i uzdužne strukture koja se prostire samo na razmaku jednog okvirnog rebra.

Analiza se sastoji od proračuna primarne i sekundarne čvrstode. Proračun primarne čvrstode sastoji

se od računanja savijanja i torzije primjenom Euler-Bernoulijeve grede i proračuna toka smičnih

naprezanja metodom konačnih elemenata, dok se proračun sekundarne čvrstode (poprečna

struktura) izvodi samo metodom konačnih elemenata (u 2D prostoru) [3].

Generiranje strukturnog modela konačnih elemenata radi se u MAESTRO Modeleru iz kojeg se gotova

mreža učitava u OCTOPUS/CREST preko *.dat datoteke.

2

Potrebno je izraditi model glavnog rebra broda u programskom paketu OCTOPUS/CREST. Za

modeliranje koristit de se programski paket MAESTRO Modeler verzije 8.9.3. U daljnem tekstu bit de

objašnjeni svi koraci koje je potrebno učiniti kako bi se napravio strukturni model uzdužno efikasnog

materijala.

1. Korak – priprema podataka

Prije nego se krene na izradu modela u MAESTRO Modeleru potrebno je napraviti pripremu

podataka koja uključuje:

Isprintani nacrt glavnog rebra s vidljivim kotama, dimenzijama, debljinama opločenja,

vrstama i pozicijama ukrepa;

Tablični popis svih karakteristika: debljina opločenja i tipova ukrepa.

2. Korak – definiranje čvorova

Čvorovi budude mreže se označe na isprintanom nacrtu glavnog rebra i to tako da se prvo

definiraju obavezni čvorovi, a zatim i preostali čvorovi ako je to potrebno. Obavezne točke

trebaju se staviti:

na mjesta spoja jakih nosača s odgovarajudim opločenjem (dna, pokrova dvodna,

dvoboka, boka, palube, itd.);

na mjestu promjene vrste uzdužnjaka (ukrepa);

na mjestima gdje se mijenja debljina opločenja. Kako se promjena debljine opločenja

obično nalazi negdje između uzdužnjaka, čvor koji je definira treba staviti u najbliži

uzdužnjak.

3. Korak – priprema datoteke

Nakon pripreme nacrta, popisa karakteristika i definiranja čvorova može se pristupiti izradi

modela glavnog rebra u MAESTRO Modeleru.

i) Otvoriti MAESTRO Modeler. Ikona MAESTRO Modelera se nalazi na Desktopu računala.

Nakon pokretanja programa na ekranu de se pojaviti slijededa poruka:

3

Sada treba pritisnuti „Yes“ nakon čega program traži licencu na nekom od računala u

mreži. Licenca je hardverski ključ priključen na poslužitelju. Nakon što se nađe ključ otvara

se radna okolina MAESTRO Modelera prikazana slijededom slikom. Osim osnovnog prikaza

na slici su označene i najvažnije alatne trake koje de se koristiti tijekom izrade modela.

U Standard alatnoj traci nalaze se opcije za stvaranje nove, otvaranje postojede i spremanje

datoteke.

U Modeler alatnoj traci nalaze se najvažnije opcije koje de se koristiti u izradi modela

(EndPoints, Materials, Properties, Strakes i Stiffeners).

U FlagShip alatnoj traci nalaze se opcije za manipulaciju modelom (rotaciju oko svih osi,

povedavanje, umanjivanje, itd.), opcije prikaza pojedinih dijelova modela (View Options),

prikaz boje pozadine (crna ili bijela), upit (Query) za prikaz karakteristika elemenata (npr. kod

uključenog prikaza debljine elemenata klikom na Query one se mogu mijenjati). Sve ove

opcije detaljnije de se opisati u daljnjem tekstu.

4

Koordinatni sustav je definiran na slijededi način (slika dolje): ishodište je smješteno u

simetrali broda na osnovici na poziciji glavnog rebra, x-os se proteže u smjeru uzdužne osi

broda, y-os se proteže vertikalno gore u smjeru od dna prema palubi i z-os se proteže

horizontalno od simetrale prema desnom boku broda.

ii) Nakon pokretanja programa treba učitati ved pripremljenu datoteku koja je spremljena u

direktoriju D:\kolegiji\Konstrukcija Broda I pod imenom „KB-model“. Pripremljena

datoteka ima podešene osnovne stvari: jedinice (SI sustav s milimetrom kao osnovnom

jedinicom duljine i njutnom kao jedinicom sile), definiran modul top/sub1/mod1 u kojem

de se generirati model i razmak okvirnih rebara (1000 mm).

iii) spremanje datoteke s drugim imenom (File/Save As; postojeda datoteka se NE briše).

Format imena datoteke treba biti prezime_studenta. U imenu datoteke umjesto hrvatskih

slova č, d, đ, š ili ž koristiti c, c, dj, s ili z. Studenti s dva prezimena upisuju samo jedno od

njih, obično prvo, kako ime datoteke ne bi bilo predugo. Datoteku se može spremiti ili na

vlastiti USB disk ili u isti direktorij u kome se nalazi i pripremljena datoteka.

Važna napomena: ako se sprema u bilo koji direktorij na računalu, svakog dana nakon

završetka rada obavezno kopirati datoteku na vlastiti USB disk i obrisati istu na računalu.

Tip datoteke koju generira MAESTRO Modeler ima ekstenziju *.mdl. Obično na računalima

na kojima se radi nede biti uključena mogudnost prikaza ekstenzija datoteka.

iv) mijenjanje razmaka okvirnih rebara:

1) u alatnoj traci Modeler odabere se ikona Parts

2) otvara se izbornik Substructures and Modules u kojemu treba u padajudem stablu s

desne strane označiti mod1

3) kliknuti na tab „Sections“ i označiti jedinicu u koloni Index

4) kliknuti na „Re-space..“ s lijeve strane prozora nakon kojega se otvara izbornik

Modify Section Spacing u kojemu treba postaviti vrijednost stvarnog razmaka

okvirnih rebara (u milimetrima). Na kraju kliknuti na „OK“.

5

4. Korak – unošenje čvorova

Čvorovi su definirani sa svojim identifikacijskim brojem (ID). Čvorove treba unositi po redu

bez preskakanja. Na primjer ako je ukupno 40 čvorova u modelu onda treba iskoristiti sve ID-

ove od 1 do 40. Prvi čvor treba definirati na poziciji (y = 0, z = 0). Pozicije ostalih čvorova

mogu biti proizvoljne, ali se preporuča upisivati ih po redu: najprije definirati čvorove na dnu,

u dvodnu i pokrovu dvodna, pa na boku i onda na palubi.

Napomena: Čvorove treba unositi samo za jednu polovinu presjeka glavnog rebra. Cijeli

model de se dobiti na kraju, zrcaljenjem oko osi y.

Postupak unošenja točaka U MAESTRO Modeleru opisan je u koracima na slijededim slikama:

i) u izborniku Modeler Toolbar odabere se ikona EndPoints

ii) Otvara se izbornik Reference Points (slika ) unutar kojeg se mogu unositi dva tipa čvorova:

EndPoints i Additional Nodes. Za potrebe OCTOPUS modela koristit de se samo čvorovi

tipa EndPoints u kartezijskom koordinatnom sustavu (Cartesian).

iii) čvorovi tipa EndPoints unose se slijededim redoslijedom (slika ):

1) pritisnuti „ID“ – generira oznaku slijededeg čvora;

2) upisati y i z koordinatu čvora u odgovarajude kudice za početnu poziciju (Reference) te

iste koordinate unijeti za krajnju poziciju (Opposite);

3) pritisnuti „Create“.

iv) u slučaju da su se unijele pogrešne koordinate ili se želi iz bilo kojeg razloga promijeniti

koordinate nekog čvora treba prvo označiti dotični čvor (4), zatim izvršiti potrebne

izmjene (vidi pod 2) i pritisnuti „Modify“.

6

5. korak – definiranje materijala

U ovom koraku upisuju se karakteristike materijala. U datoteci su unaprijed upisane

karakteristike jednog materijala (obični brodograđevni čelik / ST24).

Napomena: Ne brisati ranije definiranu karakteristiku.

Postupak definiranja novog materijala:

i) u izborniku Modeler Toolbar odabere se ikona „Materials“.

ii) nakon otvaranja izbornika „Material“:

1) pritisnuti na „ID“(1) – automatski generira oznaku slijededeg materijala;

2) promijeniti ime materijala (2); granicu rastezanja (Yield Stress) (3);

3) pritisnuti „Create“ (4)

iii) ako se želi iz bilo kojeg razloga promijeniti karakteristika novog materijala treba ga prvo

označiti (2), zatim izvršiti potrebne izmjene (3) i pritisnuti „Modify“.

6. Korak – upisivanje karakteristika

U ovom koraku upisuju se karakteristike debljina opločenja i tipovi ukrepa. U datoteci su

unaprijed upisane karakteristike jedne debljine opločenja (oznaka "Plates"; debljine 0 mm) i

jedne ukrepe (oznaka "Beams"; tipa null).

Napomena: Ne brisati niti jednu ranije definiranu karakteristiku.

7

Postupak unošenja karakteristika U MAESTRO Modeleru opisan je u koracima na slijededim

slikama:

i) u izborniku Modeler Toolbar odabere se ikona Properties i otvara se izbornik unutar kojeg

se mogu unositi četiri tipa karakteristika: Plate, Beam, Rod i Spring. Za potrebe OCTOPUS

modela koristit de se samo karakteristike Plate i Beam.

ii) najprije de se unositi karakteristike Plate koje definiraju debljinu opločenja i to slijededim

redoslijedom:

1) pritisnuti „ID“ - automatski generira oznaku slijedede debljine (Plate); pojavit de se

upit: „Would you like to copy an existing property?“; pritisnuti „Yes“.

2) kad se pojavi izbornik „Property Copy“ za New property u kudicu upisati ime nove

karakteristike u formatu „10 mm“ ili „15 mm“ tako da se prvo upiše dimenzija debljine,

8

razmak i oznaka milimetara. Na taj način treba upisivati sve karakteristike. Na kraju

pritisnuti „OK“.

3) sada kada je napravljena nova karakteristika treba joj promijeniti debljinu i eventualno

tip materijala s obzirom da smo ih dobili kopiranjem postojede. Debljina se mijenja

tako da se dvaput klikne na broj u koloni „Thickness“, materijal se mijenja pritiskom na

strelicu u koloni „Material“.

4) nakon obavljenih potrebnih promjena pritisne se „Modify“ u donjem desnom dijelu

prozora „Properties“

iii) sada de se unositi karakteristike Beam kojima se definiraju ukrepe i to slijededim

redoslijedom:

1) prvo treba odabrati tab Beam u lijevom gornjem dijelu prozora „Properties“;

2) pritisnuti „ID“ - automatski generira oznaku slijedede ukrepe (Beam); pojavit de se

upit: „Would you like to copy an existing property?“; pritisnuti „Yes“;

9

3) kad se pojavi izbornik „Property Copy“ za New property u kudicu upisati ime nove

karakteristike u formatu „HP 260x12“ ili „T 350x15/250x10“ tako da se prvo upiše

oznaka ukrepe (HP - holand profil; T - T nosač; FB - I nosač), razmak i oznaka dimenzija

ukrepe. Na taj način upisuju se i sve kasnije karakteristike. Na kraju pritisnuti „OK“.

4) sada kada je napravljena nova karakteristika treba joj promijeniti dimenzije i

eventualno tip materijala s obzirom da smo ih dobili kopiranjem postojede. Debljina se

10

mijenja tako da se dvaput klikne na broj u pojedinim kolonama („Height“ - visina i

„Thickness“ - debljina) i recima („Web“ - struk i „Flange“ - prirubnica), materijal se

mijenja pritiskom na strelicu u koloni „Material“.

5) nakon obavljenih potrebnih promjena pritisne se „Modify“ u donjem desnom dijelu

prozora „Properties“.

7. Korak – unošenje konačnih elemenata

Konačni elementi/makroelementi u MAESTRO Modeler mogu se unositi direktno bez

prethodno definirane geometrije. Konačni elementi (u daljnjem tekstu KE) koji se definiraju

su tipa „Strake“. „Strake“ je četverokutni makroelement kojemu se uz debljinu mogu

definirati i ukrepe (Stiffeners), poprečni (Frame) i uzdužni (Girder) nosač. Položaj „Strake“

elementa određuje se s dva čvora (End Points), početnim i krajnjim koji definiraju orijentaciju

KE i položaj rubnih ukrepa.

11

Postupak unošenja konačnih elemenata tipa „Strake“:

i) u izborniku Modeler Toolbar odabere se ikona Strakes i otvara se izbornik

ii) pritisnuti „ID“ (1) - automatski generira oznaku slijededeg KE; ne upisivati ništa u kudicu

„Name“

iii) definiranje početnog i krajnjeg čvora KE – tab „General“

U dijelu „Strake Connectivity“ (2) definiraju se početna i krajnja točka KE; to se može

napraviti na dva načina:

1) Direktnim upisivanjem brojeva u čvorova u jednu i drugu kudicu; ovdje treba biti

posebno oprezan da se upišu točni čvorovi;

2) Pomodu miša: klikne se prvo u kudicu za upisivanje čvora i zatim u modelu na željeni

čvor.

Potrebno je definirati i poziciju KE (3). Izbornik sadrži 4 opcije: Bottom, Side, Deck i Other.

Opcija Bottom vrijedi za sve KE na vanjskoj oplati dna i uzvoja, opcija Side za sve KE na

vanjskoj oplati boka, opcija Deck za sve KE na palubi i opcija Other za sve ostale KE.

iv) definiranje debljine opločenja – tab „Plating“

U padajudem izborniku (1) treba izabrati željenu debljinu.

12

v) podešavanje opcija u tabu „Frames“

U ovom tabu definiraju se opcije za poprečni nosač (Frame). Poprečni nosač spada u

elemente poprečne strukture koji se ne definiraju u modelu za program iz Konstrukcije

broda.

Frame-u de se dodijeliti karakteristika imena null (ID 1) i to de vrijediti za sve KE (1).

Obično se ta karakteristika dodijeljuje automatski od strane programa. Eventualno treba

provjeriti da li je sve u redu.

Slijedede što treba podesiti je orijentacija Frame-a u odnosu na ravninu elementa (2).

Orijentacija Frame-a određuje orijentaciju uzdužnjaka (ukrepa) na KE. Uzdužnjaci su

smješteni na stranu na kojoj je smješten i Frame.

U izborniku postoje četiri opcije od kojih de se ovdje koristiti samo dvije: Transverse

positive i Transverse negative. Transverse positive znači da je Frame smješten u smjeru

pozitivne osi y lokalnog koordinatnog sustava koji se definira za svaki KE. Pozitivna x-os ide

u smjeru od 1. prema 2. čvoru KE, a pozitivna y-os okomito na pozitivnu x-os u obrnutom

smjeru od kazaljke na satu.

vi) podešavanje opcija u tabu „Girder“

Girder predstavlja jaki uzdužni nosač (podvezu, provezu i sl.). Definira se stavljanjem

kvačice u kvadratid pored „Enable Girder“ te odabirom karakteristike i tipa materijala iz

padajudeg izbornika. Opcije „Maestro settings“ ne mijenjati. Definirani Girder uvijek je

postavljen u prvom čvoru KE. Naravno, u slučaju da nema potrebe za definicijom Girdera

kvadratid pored „Enable Girder“ nema kvačice.

vii) definiranje rasporeda ukrepa unutar KE – tab „Stiffeners“ na slijededi način:

1) U padajudem izborniku izabrati potrebni raspored ukrepa (Stiffener Layout) za

razmatrani KE;

2) U slučaju da traženog rasporeda ukrepa nema, potrebno ga je definirati na način

opisan u međukoraku 8 (vidi slijededu stranicu);

13

3) Nakon odabira potrebnog rasporeda ukrepa treba ima odrediti smjer u kojem se

pružaju unutar KE. U padajudem izborniku (3) dvije su opcije: Longitudinal – uzdužni

smjer i Transversal – poprečni smjer.

viii) nakon unesenih svih potrebnih podataka pritisne se „Create“

ix) ako se bilo što želi mijenjati za pojedini KE, treba ga prvo označiti u kudici ID, zatim izvršiti

potrebne izmjene (iii, iv, v) i pritisnuti „Modify“.

8. međukorak – unošenje rasporeda ukrepa (Stiffener layout)

Raspored ukrepa može se unositi na dva načina: u izborniku Modeler Toolbar odabirom ikone

Stiffener Layout ili u prozoru „Strakes“ pritiskom na „Layout“ (2 – prethodna slika) tijekom

definiranja konačnih elemenata.

Prije prvog unošenja dobro je uključiti prikaz ukrepa (vidi korak 9 pod Raspored ukrepa).

Postupak definiranja rasporeda ukrepa je slijededi:

1) pritisnuti „ID“ (1) - automatski generira oznaku slijededeg rasporeda ukrepa;

2) u kudicu „Name“ (2) upisati ime u formatu „HP 260x12 1-int“ ili „HP 260x12 1-int+1e“

tako sa se prvo upiše ime ukrepa, razmak pa oznaka koja definira raspored ukrepa unutar

KE. Oznaka formata „1-int“ definira jednu ukrepu unutar KE, a nastavak „+1e“ ukrepa se

nalazi i na 1. čvoru definiranog KE. U slučaju više ukrepa unutar KE bit de za dvije ukrepe

„2-int“, za tri „3-int“, itd. Nastavak „+1e“ se ne piše ako se za dotični raspored ukrepe

nema na 1. čvoru KE.

3) Iz padajudeg izbornika izabrati karakteristiku ukrepe (3).

4) Upisati broj internih ukrepa (4). Maksimalan ih može biti 5.

5) Definirati rubnu ukrepu ako postoji (5). Definira se samo ukrepa na 1. čvoru, ukrepa na

drugom čvoru nede se definirati.

6) Pritisnuti „Create“.

14

9. Korak – kontrola dimenzija

Kada je model gotov potrebno je provjeriti sve unijete dimenzije (debljinu opločenja svih

elemenata, tip i raspored ukrepa, materijale).

Provjera tipa, orijentacije i rasporeda ukrepa

Da bi se učinila provjera tipa ukrepa potrebno je za svaki KE pojedinačno pogledati koji mu tip

ukrepe pripada. (Napomena: odabrati ikonu „Strakes“ u alatnoj traci Modeler; vidi 7. korak)

Provjera orijentacije ukrepa je slijededi: u karakteristikama Beam (vidi 6. korak) promijeniti

visinu struka (Web Height) karakteristike null (ID 1) u neki broj (npr. 300). Sada je vidljiva

orijentacija svakog Frame-a i treba popraviti eventualne greške. Napomena: nakon provjere

karakteristiku null (ID 1) vratiti u početno stanje.

Raspored ukrepa provjerava se vizualno uključivanjem najprije prikaza čvorova modela (ikona

„Node On/Off“ u Flagship alatnoj traci), a zatim prikaza ukrepa (ikona „View Options“ u

Flagship alatnoj traci te stavljanjem kvačice pored Stiffeners unutar okvira Element Visibility).

Provjera debljine opločenja

U padajudem izborniku View odabrati Thickness pa Plate. U modelu se prikažu debljine

opločenja elemanata u spektru boja od plave do crvene. Na desnoj strani radnog ekrana

prikazana je legenda s bojama i debljinama. Svaka debljina prikazana je jednom nijansom.

Ako iz slike nije dovoljno jasno o kojoj se debljini radi može se u FlagShip alatnoj traci

(opisanoj na str. 3 i 4) odabrati ikonu „Query“. Prelaskom miša preko bilo kojeg elemenata u

padajudem prozoru prikaže se debljina opločenja.

15

U slučaju da se želi promijeniti debljina opločenja pojednog elementa postupak je isti s tom

razlikom da se nakon odabira ikone „Query“ na odabranom elementu pritisne desna tipka

miša. U padajudem izborniku prikazane su sve unijete debljine u modelu (korak 6 – upisivanje

karakteristika). Sada se pritiskom na lijevu tipku miša odabere jedna od ponuđenih debljina.

U slučaju da u među ponuđenim dimenzijama nema potrebne debljine treba je definirati

(korak 6).

Provjera tipa materijala

Materijali korišteni u modelu provjeravaju se tako da se u padajudem izborniku View odabere

By ID pa Material. Prikaz materijala sličan je prikazu debljina. Materijale nije mogude

mijenjati na način kako je to činjeno za debljine jer se tip materijala dodjeljuje pojedinoj

karakteristici (debljini ili tipu ukrepa). Da bi se promijenio tip materijala potrebno je napraviti

novu karakteristiku s traženim tipom materijala i onda tu karakteristiku dodijeliti elementu.

16

10. Korak – završavanje modela i generiranje *.dat datoteke

Izrada druge polovice modela

Nakon provjere i eventualnih ispravaka dimenzija model je spreman za generiranje i druge

polovice presjeka glavnog rebra na slijededi način:

1) U dijelu Parts Tree s desne strane radnog prostora MAESTRO Modelera označiti mod1 te

pritiskom desne tipke miša iz izbornika odabrati „Add Mirror“. Tom naredbom zrcale se

svi elementi oko simetralne ravnine i to tako da novonastali elementi ostaju unutar istog

modula (u ovom slučaju mod1).

2) Na ekranu se javlja slijededi izbornik u kojem treba postaviti opcije na način prikazan

slikom na slijededoj stranici.

Na kraju pritisnuti „OK“ te pri slijededa dva upita pritisnuti prvo „Yes“ pa „No“.

3) Nakon što je obavljeno zrcaljenje provjerava se da li je potrebno promijeniti oblik

Stiffener Layout-a kod zrcalnog KE (Strake) čiji jedan od čvorova leži u simetralnoj ravnini.

Naime, ako u originalnoj slici neki KE koji ima jedan čvor u simetralnoj ravnini u tom

čvoru ima definiranu rubnu ukrepu, onda njegov zrcalni KE također sadrži tu rubnu

ukrepu. Tu rubnu ukrepu kod zrcalnog KE potrebno je maknuti i to tako da se napravi

novi Stuffener Layout bez rubne ukrepe i dodijeli dotičnom KE.

17

Sve opisano prikazano je slijededom skicom:

Generiranje *.dat datoteke

Generiranje *.dat datoteke: iz izbornika File odabrati Export pa MAESTRO Dataset...

Nakon toga pojavljuje se prozor MAESTRO Export Options. Treba pritisnuti „OK“ i kod svih

daljnjih upita pritiskati također „OK“.

18

11. Korak – izrada datoteke i proračun u programskom paketu CREST

Nakon što je gotova izrada modela u MAESTRO Modeleru pristupa se izradi datoteke i

proračunu u programskom paketu OCTOPUS/CREST. CREST je dio programskog paketa

OCTOPUS rađen za potrebe Hrvatskog registra brodova (Croatian Register of Shipping - CRS).

i) Otvoriti program OCTOPUS/CREST. Ikona programa nalazi se na Desktopu računala. Odmah

nakon pokretanja programa potrebno je spremiti CREST datoteku (*.crs) pod istim imenom i

u isti direktorij gdje se nalaze *.mdl i *.dat datoteke. Znači format imena datoteke treba biti

prezime_studenta (kao što je opisano u koraku 3-iii, str. 3). Zatvoriti program.

ii) Ponovno pokrenuti program. Otvoriti model (File/Open). Program prvo traži datoteku tipa

*.crs (napravljenu u predhodnom koraku), zatim slijedi upit o učitavanju korozijske datoteke

(staviti „None“), nakon toga datoteku tipa *.dat (napravljenu u koraku 9) i na kraju datoteku

tipa*.mdl (MAESTRO model) koju nije potrebno učitati (pritisnuti „No“). Nakon toga program

pita da li treba napraviti datoteku tipa *.plg koja je potrebna da bi se rezultati proračuna iz

OCTOPUS/CREST-a mogli učitati u MAESTRO Modeler. Odabrati „Yes“.

19

iii) Unošenje glavnih dimenzija broda u prvi izbornik programa CREST (Ship Data) prikazano je

na donjoj lijevoj slici. Vrijednosti se unose u sve kudice okružene crvenim pravokutnikom i to

tako da se decimalna točka unosi s točkom, a ne zarezom. Treba unijeti sve podatke unutar

crvenog pravokutnika. Ako nema podatka za metacentarsku visinu treba staviti 0.5 m. Blok

koeficijent (CB) se unosi jer je potreban za izračun Imin i Wmin. Nakon toga može se odabrati

detaljan ispis izvještaja o proračunu (Options / Report Details / Enable Writing Report).

Na kraju pritisnuti „Next“. Na slijededem izborniku (slika gore desno) ništa ne mijenjati nego

samo pritisnuti „Next“.

iv) Na slijededem izborniku (slika dolje lijevo) definiraju se 2 slučaja opteredenja (za hogging i

sagging). Prvo se u kudicu (1) upiše broj, zatim u kudicu „Name“ (2) ime (npr. hogging) pa u

kudicu (3) ukupni vertikalni moment savijanja (zbroj momenta savijanja na mirnoj vodi i na

valu). Za slučaj opteredenja hogging je pozitivan (+), dok je za sagging negativan (-).

Vrijednost momenta je u Nmm, a zapisuje se u obliku npr. 3.96E+11 što znači 3.96∙1011.

Na kraju pritisnuti „Next“. Na slijededem izborniku (slika gore desno) ništa ne mijenjati nego

samo pritisnuti „Next“.

20

v) Na slijededa dva izbornika (slike dolje) ništa ne mijenjati nego na oba pritisnuti „Next“.

vi) Na slijededem izborniku Assembly Load Cases (slika dolje lijevo) također ništa ne mijenjati

nego samo pritisnuti „Next“. Pritiskom na „Next“ pokrene se proračun.

Na slici gore desno prikazan je izbornik Section Characteristics koji se pojavljuje nakon što

proračun završi. Tu su tablično prikazane sve proračunate veličine koje karakteriziraju

poprečni presjek broda. Potrebno je usporediti moment inercije (1a na slici) i moment

otpora (1b na slici) poprečnog presjeka modela za dno i palubu s izračunatim vrijednostima u

programu iz Konstrukcije Broda I.

Za palubu su proračunate dvije vrijednosti momenta otpora: za visinu palube na boku i visinu

palube na najvišoj točki (obično je to na simetrali).

Također, program daje minimalne zahtjevane vrijednosti minimalnog momenta inercije (Imin)

i minimalnog momenta otpora (Wmin) prema pravilima HRB-a (2a i 2b na slici).

21

U krajnjoj desnom stupcu tablice nalazi se vrijednost normaliziranog faktora g za proračunate

vrijednosti momenta inercije i momenta otpora. Faktor g se definira na slijededi način:

I Ig

I I

modela

modela

HRB

HRB

- za moment inercije

W Wg

W W

modela

modela

HRB

HRB

- za moment inercije

Iz definicije faktora g vidi se da njegova vrijednost mora biti veda od nule da bi stvarni

(proračunati) momenti inercije i otpora bili zadovoljeni (vedi od minimalno zahtjevanog).

Ako moment otpora ne zadovoljava potrebno je pojačati dimenzije opločenja ili promijeniti

tip ukrepa na tom dijelu presjeka (ponoviti korak 9). Nakon toga treba ponovo generirati

*.dat datoteku na način opisan u drugom dijelu 10. koraka, ponovo pokrenuti

OCTOPUS/CREST, učitati postojedu *.crs datoteku, zatim novu *.dat datoteku i ponoviti

proračun na način opisan u 11. koraku.

Cijelu proceduru potrebno je ponavljati sve dok minimalni moment otpora ne bude manji od

izračunatog u programu (minimalno zahtjevanog prema Pravilima).

12. Korak – izrada izvještaja

Zadnji korak je izrada kratkog izvještaja koji treba priložiti uz program. Izvještaj treba

sadržavati slijedede:

kratki opis i osvrt na ono što se radilo (usporedba momenata otpora);

tablični prikaz proračunatih momenata otpora (u OCTOPUS/CREST-u) i

minimalno zahtjevanih prema pravilima Registra (treba unijeti proračunati

moment otpora početnih i krajnjih dimenzija modela);

tablični prikaz svih promijenjenih dimenzija u modelu (debljina i uzdužnjaka);

sliku debljina elemenata uz uključeni prikaz ukrepa u MAESTRO Modeleru;

slike normalnih naprezanja x u MAESTRO Modeleru za oba slučaja optere-

denja (u pregibu i progibu);

Izvještaju treba priložiti i ispis rezultata proračuna u OCTOPUS/CREST-u. Za to je potrebno

ponovo pokrenuti program, učitati postojede datoteke (*.crs, *.dat i *.mdl) te ponoviti sve

opisano u 11. koraku. Nakon gotovog proračuna iz izbornika File odabrati Print. Na ekranu de

se pojaviti prozor Print Data (slika dolje) u kojem treba odabrati Main Page (naslovnica), Ship

Dana (podaci o brodu), Section Characteristics (ispis izračunatih karakteristika presjeka) i

eventualno Strake Stresses (ispis naprezanja po elementima). Nakon toga pritisnuti Refresh.

22

Pritiskom na Next i Previous mogu se pregledavati pojedine stranice. Na kraju odabrati OK pri

čemu de se otvoriti prozor u kojem se može izabrati printer za ispis (npr. u pdf datoteku).

Slika debljine elemenata i ukrepa u MAESTRO Modeleru dobiva se uključivanjem prikaza

debljina opločenja i ukrepa (korak 9). Potrebno je promijeniti boju pozadine iz crne u bijelu

odabirom ikone „Toggle w/b background“ u Flagship alatnoj traci (bijelo-crni kvadratid).

Slika normalnih naprezanja u MAESTRO Modeleru dobiva se učitavanjem rezultata proračuna

iz OCTOPUS/CREST-a odabiranjem opcije Import Scalable Results u izborniku File (slika dolje).

Nakon toga potrebno je odabrati određeni slučaj opteredenja (1) te prikaz normalnih

naprezanja (Result/Stress/Local X (Mid-Plane) (2)).

Napomena: sve slike za izvještaj dobivaju se koristedi PrintScreen i učitavanjem u Paint.

23

Literatura

[1] HUGHES, O. F.: “Ship Structural Design”, SNAME, New Jersey, 1988.

*2+ ŽANID, V. i sur, Izabrani članci iz projektiranja brodskih konstrukcija, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, 2000.

*3+ ŽANID, V. i sur: „Konceptualno projektiranje brodske konstrukcije“, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2006.

[4] MAESTRO documentation, DRS Defense Solutions, Advanced Marine Technology Center, Stevensville, MD, USA, 2008.

[5] OCTOPUS Documentation, University of Zagreb, Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, Zagreb, 2009.

[6] CREST Documentation, Croatian Register of Shipping, Split, Croatia, 2004.

[7] CREST-T Documentation, Croatian Register of Shipping, Split, Croatia, 2006.

[8] CREST-BC Documentation, Croatian Register of Shipping, Split, Croatia, 2008.