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Tesis:

Metodología para el diseño a fatiga del reforzado transversal de un portacontenedores tipo Malacca Max

  • Autor: SILVA CAMPILLO, Arturo

  • Título: Metodología para el diseño a fatiga del reforzado transversal de un portacontenedores tipo Malacca Max

  • Fecha: 2021

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS NAVALES

  • Departamentos: ARQUITECTURA, CONSTRUCCION Y SISTEMAS OCEANICOS Y NAVALES

  • Acceso electrónico: https://oa.upm.es/68678/

  • Director/a 1º: HERREROS SIERRA, Miguel Ángel
  • Director/a 2º: SUÁREZ BERMEJO, Juan Carlos

  • Resumen: Los buques portacontenedores son un eslabón fundamental dentro de la cadena logística del transporte a nivel mundial y, por ende, poseen una repercusión directa sobre el fenómeno de la economía global. Este hecho se traduce en la aparición de uno de los buques de mayor presencia en los mares y océanos de todo el mundo, que ha venido asociado con un crecimiento incesante, en términos de tamaño, de los mismos como consecuencia de la aparición del fenómeno socioeconómico conocido como economías de escala. Este desarrollo de la capacidad de carga, cuya aplicación persigue una mejora de la productividad de transporte de mercancías, ha venido ligado a un aumento de los esfuerzos y tensiones producidas en la estructura del buque. Este tipo de buque tiene una estructura característica y exclusiva (sección transversal abierta) que dota al mismo de premura y diligencia en las operaciones de estiba en puerto, pero a la vez, la hace más sensible a las tensiones antes especificadas producto de la combinación de esfuerzos globales y locales de flexión y torsión. Para hacer frente a los esfuerzos, el buque portacontenedores dispone de una estructura característica denominada cajón de torsión con un alto nivel de concentración de tensiones y, donde en el mismo se ve amplificado uno de los principales modos de fallo en la industria naaval como es el fenómeno de fatiga en las aberturas practicadas en los elementos estructurales transversales primarios para el paso de los elementos estructurales secundarios longitudinales. La presente investigación aborda el análisis estructural debido al fenómeno de la fatiga y el estudio de optimización de distintas geometrías de las aberturas, a partir de modificaciones de las variables del historial de carga (rango de tensiones y componente de tensión media) y las variables geométricas (espesor, separación longitudinal, disposición de elementos adicionales de refuerzo e influencia del perfil longitudinal) para establecer herramientas y criterios que permitan evaluar decisiones estructurales, que desemboquen en mejoras del diseño en cuestión mediante la disposición de resultados contrastados y la predicción y extrapolación del comportamiento a través de modelos de regresión. ----------ABSTRACT---------- Container ships are a fundamental link in the worldwide transport logistics chain and, therefore, have a direct impact on the global economy. This fact translates into the appearance of one of the vessels with the greatest presence in the world's seas and oceans, which has been associated with an increasing growth, in terms of size, as a consequence of the appearance of the socio-economic phenomenon known as economies of scale. This development of cargo capacity, whose application is aimed at improving the productivity of cargo transport, has been linked to an increase in the stresses and strains produced in the ship's structure. This type of vessel has a characteristic and unique structure (open cross-section) which gives it a high degree of speed and diligence in the stowage operations in port, but at the same time, makes it more sensitive to the stresses previously specified as a result of the combination of global and local bending and torsional stresses. To cope with the stresses, the container ship has a characteristic structure called torsion box with a high level of stress concentration, where one of the main failure modes in the shipbuilding industry is amplified, such as the fatigue phenomenon in the openings made in the primary transverse structural elements for the passage of the longitudinal secondary structural elements. The present research covers the structural analysis due to the fatigue phenomenon and the optimization study of different geometries of the openings, starting from modifications of the load history variables (stress range and mean stress component) and geometric variables (thickness, longitudinal spacing, arrangement of additional stiffening elements and influence of the longitudinal profile) to establish tools and criteria to evaluate structural decisions, leading to improvements in the design in question by means of the provision of contrasted results and the prediction and extrapolation of the behavior through regression models.