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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.1994.tde-24032004-160858
Document
Author
Full name
Ademar de Azevedo Cardoso
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1994
Supervisor
Committee
Augusto, Oscar Brito (President)
Dias, Carlos Alberto Nunes
Lindenberg Neto, Henrique
Title in Portuguese
Síntese racional automatizada de cavernas de embarcações.
Keywords in Portuguese
elementos finitos
estrutura transversal
síntese estrutural
sistema especialista
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta os princípios básicos utilizados no desenvolvimento de um sistema especialista para síntese de cavernas de embarcações. Uma fatia do navio, contendo o anel transversal a ser analisado, é extraída do restante da estrutura e modelada como bidimensional. A interação da fatia com a estrutura longitudinal é feita considerando os elementos longitudinais pesados como apoios elásticos nos pontos de interseção com a fatia. A interação com o chapeamento é representada por uma distribuição de tensões de cisalhamento ao longo dos elementos no anel. Consegue-se, assim, condições de contorno para o modelo bidimensional muito semelhantes àquelas encontradas em um modelo tridimensional. O sistema desenvolvido, denominado TRANSEC, admite como dados de entrada a linha moldada da seção transversal, discretizada em elementos de viga, os carregamentos devido a pressão lateral ou concentrado, e uma tabela de perfis de onde o sistema buscará o perfil adequado para cada trecho de viga discretizado. O perfil adequado ou ótimo será aquele de menor peso e que resulte em solicitações estruturais enquadradas em uma faixa de tensões admissíveis previamente estabelecida pelo usuário. O sistema é composto por três módulos: um de elementos finitos, responsável pelos cálculos estruturais; um módulo gráfico, encarregado da elaboração de desenhos da estrutura; e um módulo de gerenciamento, com o objetivo de fornecer uma comunicação amigável com o usuário, além de gerenciar os outros dois módulos. O programa foi utilizado para a síntese de duas estruturas anteriormente otimizadas por modelos tridimensionais em elementos finitos. Foram encontrados resultados similares pelas duas metodologias porém com uma diferença significativa: o tempo dispensado utilizando o sistema TRANSEC, poucas horas, contra semanas pelo modelo tridimensional. O sistema TRANSEC se mostrou uma poderosa ferramenta, principalmente nas fases iniciais da espiral de projeto de embarcações.
Title in English
An expert system for ship's transversal frame synthesis.
Keywords in English
expert system
finite element analysis
racional synthesis
transverse frame of ships
Abstract in English
This work presents the basic principles used in the development of an expert system for ship's transversal frame synthesis. A slice of the ship which contains the transversal frame is taken out from the remaining structure and modelled as a two-dimensional shape. The interaction of the transversal frame with the longitudinal structure is done considering the longitudinal stiffeners as elastic supports for the slice. The interaction with the shell plating is represented by a shear stress distribuition along the transverse frame. Based on this assumption, it is possible to get boundary conditions for the two-dimensional model similar to those associated with a three-dimensional model. The developed system, named TRANSEC, accept as input data the transverse section molded line, discretized by beam elements ; the load due to the lateral pressure and a beam cross section table from where the system chooses which one is suitable for each discrete piece of the beam. The suitable or optimum beam cross section will be the one with less weigh and which results in structural loads according to previouly adopted admissible stress levels. The system contains three units: one of Finite Element, that does structural calculus; one Graphic Module for the model's drawings and one Manager Module, aiming to provide a user friendly communication, besides controling the two other modules. The program was applied on two structures synthesis that were optimized by three-dimesional Finite Element models. The obtained results are similar for both procedures, but with a significant difference: the time spent on using the expert system, few hours, is much less than the days spent on using three-dimensinal models. The TRANSEC system can be considered a powerful tool , mainly in the initial phase of ship transverse structural design.
 
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dis_ademar.pdf (2.24 Mbytes)
Publishing Date
2004-03-29
 
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