Mechanica van Maritieme Constructies 1

Een maritieme constructie heeft sterkte- en stijfheidseigenschappen die bepalen hoe de respons (d.w.z. reactie) zal zijn op een bepaalde belasting (d.w.z. actie) en zelfs als dat aan de orde is hoe de constructie zal falen. Het heeft iets magisch om die eigenschappen zodanig toe te kennen, waardoor de constructie zich zal gedragen zoals gewenst. Uitgerekend daarom draait het in dit vak.

Er zal voor de grofweg 2 te onderscheiden topologieën, verstijfd plaatveld constructies en vakwerkconstructies, aandacht worden besteed aan het identificeren en beschrijven van de mechanica: d.w.z. een introductie van de verschillende vormen van belasting, stijfheid en sterkte, respons en falen, evenals randvoorwaarden, interne krachtsoverdracht, functies van constructie onderdelen en hiërarchie. Ook duurzaamheidsaspecten op materiaal- en constructieniveau komen aan bod.

Voor de modelvorming van de belasting, de stijfheid en sterkte en de respons voor een maritieme constructie in verstijfd plaatveld configuratie op lokaal (plaat), regionaal (verstijfd plaatveld) en globaal (scheepsromp) niveau zal gebruik worden gemaakt van Euler balk mechanica. Voor de belangrijkste vorm van stijfheid en sterkte, buiging, zal aandacht worden besteed aan efficiëntie en effectiviteit, alsmede optimale materiaal- en productiekosten. Het faalgedrag is beperkt tot de lineair elastische limiet van het materiaal. Een vergelijking met regelgeving zal worden gemaakt.

Voor één van de vormen van falen, plasticiteit, zal er m.b.v. een balkproef een experiment worden uitgevoerd om een beeld te krijgen van de invloed van de balkgeometrie (d.w.z. stijfheid en sterkte verdeling) op het bezwijkgedrag.

Maritieme constructies zijn vaak complex. Het opdelen in een eindig aantal elementen met minder complexe eigenschappen maakt het mogelijk om tenminste een benaderingsoplossing van de respons te verkrijgen. Hiervan zal gebruik worden gemaakt bij de modelvorming van (2D) vakwerkconstructies, opgebouwd uit staven en (Euler)balken. De focus zal gericht zijn op de formulering van de element stijfheidsmatrix, de assemblage van de systeemmatrix, het inpassen van de randvoorwaarden en de belasting, het oplossen van het stelsel vergelijkingen m.b.v. lineaire algebra en het berekenen van de element respons.

Er zal individueel worden getoetst m.b.v. drie opdrachten.

1. De eerste opdracht betreft de analyse van een maritieme constructie in plaatveld configuratie voor globale sterkte en omvat het bepalen van de belasting, de stijfheid en de response, evenals verificatie van faalgedrag.

2. De tweede opdracht betreft het ontwerp van een verstijfd plaatveld in een maritieme constructie voor lokale en globale sterkte, geoptimaliseerd voor gewicht en kosten.

3. De derde opdracht betreft de analyse van een maritieme vakwerk constructie m.b.v. de eindige elementen methode.

Het gemiddelde van de beoordelingen van de drie ingeleverde rapporten bepaalt het eindcijfer. Voorwaarde: één 5 is toegestaan, maar de andere twee cijfers moeten minimaal een 6 zijn. Het cijfer van elk rapport wordt afgerond op tienden en het eindcijfer op halven. Om de 4 ECTS toegekend te krijgen moet het eindcijfer derhalve minimaal een 6 zijn. In hetzelfde kwartaal (met een kleine uitloop naar het volgende) kunnen alle drie de opdrachten na de eerste beoordeling worden gerepareerd; d.w.z. aangevuld m.b.v. feedback. Als bij de eerste deadline niets is ingeleverd, maar bij de reparatie deadline wel, dan is er daarna geen mogelijkheid meer tot reparatie. Voor alle drie de opdrachten geldt dat als er bij de eerste poging een cijfer lager dan een 3,5 is gescoord en bij de reparatie een voldoende, dat er dan een mondelinge evaluatie volgt om te verifieren of de leerdoelen daadwerkelijk zijn behaald.

Voor het practicum waarbij het plastisch bezwijkbedrag van een balk experimenteel wordt bepaald, dient een rapport te worden ingeleverd dat met een kwalificatie voldoende "V" moet zijn beoordeeld om het eindcijfer ingevoerd te kunnen krijgen.