Tesis:
Construcción naval panelizada : materiales, definición e integración del sistema en la industria naval
- Autor: VICENTE PEÑO, Mario de
- Título: Construcción naval panelizada : materiales, definición e integración del sistema en la industria naval
- Fecha: 2022
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: FACULTAD DE INFORMATICA
- Departamentos: AEROTECNIA
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/72052/
- Director/a 1º: SUÁREZ BERMEJO, Juan Carlos
- Director/a 2º: HERREROS SIERRA, Miguel Ángel
- Resumen: The way in which ships are built has not changed in a century, although it has improved, the structural system used remains unchanged, longitudinal, transversal or mixed structural system, these systems become obsolete when attempts are made to integrate them with the new metallic hybrid materials. Nowadays, the use of hybrid material is limited to yachts and recreational vessels, but shipbuilding is in steel. As ships are getting bigger and bigger, the weight of steel is becoming a major problem, but even in smaller ships with monolithic superstructures it is also an issue, high weights are negative for stability. Asking the right questions concerning the use of hybrid materials, is it possible to realise a new structural system?, which calculation methodologies are needed?, what impact does it have?. These are some of the questions that are solved in the research. It begins by defining the new structural system and the calculation methodology, not only from a theoretical, but also from a practical point of view, solving the problems encountered; one of the most important is the joint between the panels and the primary members. This matter is solved by means of a mixed un-symmetrical joint, adhesively-welded, very versatile in terms of types of material to be joined, and in the way that it joins with the rest of the primary members of the ship. The joint was designed and optimised by means of finite element models, performing linear and non-linear simulations using cohesive zone model, and topological and parametric optimisations, by means of multi-objective genetic algorithms. Subsequently, laboratory tests were carried out to validate the numerical simulations, and the result was satisfactory, the joint leads the structural panelised system into a system that provides multiple advantages in addition to weight savings, insulation, pipe routing, welding hours and construction time savings. ----------ABSTRACT---------- La manera en que se construyen los buques no ha variado en un siglo, si bien ha mejorado, el sistema estructural utilizado permanece invariable, siempre se realiza mediante sistema estructural longitudinal, transversal o mixto, estos sistemas se quedan obsoletos cuando se intenta integrar con los nuevos materiales híbridos metálicos. El uso de materiales híbridos se limita a buques de recreo de bajo porte, mientras que la construcción naval es en acero. Al realizar buques cada vez mas grandes el peso del acero empieza a ser un gran problema, pero aun en buques de bajo porte con superestructuras monolíticas también, ya que los pesos altos perjudican la estabilidad. Realizando las cuestiones adecuadas con los materiales híbridos, ¿es posible realizar un nuevo sistema estructural?, ¿necesita nuevas metodologías de cálculo?, ¿qué impacto presenta?. Siendo algunas de las preguntas que se resuelven en la investigación. Se comienza definiendo el nuevo sistema estructural, y la metodología de cálculo, no solo desde un punto de vista teórico, sino también desde un punto de vista práctico; resolviendo los problemas encontrados, uno de los más importantes la unión de los paneles con los elementos primarios de la estructura. Esto se resuelve mediante una unión asimétrica mixta, adhesivo-soldada, resultando muy versátil en cuanto a tipos de material a unir, y modos de unión con el resto de estructura primaria. La unión se diseñó y optimizó mediante modelos de elementos finitos, realizando simulaciones lineales, no lineales en zona cohesiva, y optimizaciones topológica y paramétrica mediante un algoritmo multi-objetivo genético. Finalmente, se realizaron ensayos de laboratorio para la validación de las simulaciones numéricas, siendo el resultado satisfactorio, ya que la unión convierte al sistema estructural panelizado en un sistema que aporta múltiples ventajas además del ahorro en peso; el forrado de aislamientos, rutado de tubos, horas de soldadura, y tiempos de construcción reducidos.