مطالعه عددی اثرات حرکات کشتی بر روی مشخصه‌های استاتیکی و ارتعاشی دکل

مطالعه استاتیکی به همراه ارتعاشی دکل یک شناور سطحی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی دکل مخابراتی یک کشتی از نقطه نظر سازهای جهت نصب انواع آنتنها و رادارهای مورد نیاز، از مهمترین موضوعات در طراحی یک کشتی به حساب میآید. ازهمین‌رو، در تحلیل انجام شده دکل مخابراتی به همراه عرشه کشتی مدل شده است. بعد از بررسی دکل و عرشه در حالت استاتیک و محاسبه تغییر شکل ها و تنشها، با توجه به حرکات کشتی در دریا، نیروهای ناشی از آن به تحلیل اضافه شده و اثرات حاصل شده بر روی تنشها و جابه‌جایی های دکل برآورد شده است. لازم به ذکر است که در این تحلیل شتاب های خطی به صورت نیروی گرانش، شتاب های دورانی به صورت نیروی حجمی دورانی به سازه دکل و وزن رادار به صورت نیروی متمرکز بر آن اعمال گشته اند. پس از آن، تحلیل فرکانسی انجام و مودهای مختلف نوسان سازه دکل استخراج گردیده است. نتایج نشان میدهد که در طراحی دکل ها، علاوه‌بر درنظر گرفتن پارامترهای طراحی خود دکل (نظیر شرایط مرزی، بار اعمالی، نحوه قرارگیری اعضا)، مکان مورد استفاده آنها نیز باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از دکلها در عرشه شناورها موجب شد که فاکتور ایمنی به طرز چشمگیری کاهش یابد. همچنین، شاهد پدیده های مختلفی همچون خستگی در اعضا به ویژه محل اتصال به عرشه باشیم که میتواند در دراز مدت آثار بسیار مخربی داشته باشد و باعث کاهش طول عمر سازه گردد. بنابراین، در طراحی دکل های سازه های شناور دریایی، باید فاکتورهای ایمنی بیشتری منظور و به‌طور ویژهای به حرکات جانبی شناور اهمیت داده شود.

A numerical study of ship motions effects on the static and vibration characteristics of the tower

The static and vibration studies of a tower of a surface float is investigated in this paper. Designing a ship’s telecommunication tower is one of the most important issues in designing the ship from the structural point of view to install the required types of antennas and radars. Therefore, in the analysis, the telecommunication tower and the deck of the ship are modeled. After examining the static state and calculating deformations and stresses, according to the ship’s movements, the resulting forces are added to the analysis and the effects on the stresses and displacements are obtained. It should be noted that in this analysis, accelerations as gravitational force, rotational accelerations as rotational volume forces, and also radar weight as a concentrated force are applied to the structure. Next, frequency analysis is performed and different structural modes are extracted. The results show that in the design process, in addition to considering the parameters of tower design (such as boundary conditions, operating load, places of members), their location of using should also be considered. The use of towers on the deck of the vessels significantly reduced the safety factor. Also, it can be observed various phenomena such as fatigue in the limbs, especially the connection place to the deck, which can have very destructive effects in the long run and reduce the life of the structure. Therefore, in designing the towers of floating structures, more safety factors should be considered and special attention should be paid to the movements of the vessel.