Im Rahmen dieser Masterarbeit ist das vorhandene MUPAD-Programm zur Berechnung der Querschnittswerte eines beliebigen dünnwandigen mehrzelligen offenen oder geschlossenen Querschnitts bezüglich der Ermittlung der Torsions- und Verwölbung algorithmisch zu optimieren. Insbesondere wird ein geeignetes allgemeines Verfahren entwickelt, dass die komplette Zellentopologie automatisch aus den geometrischen Eingabedaten des mehrzelligen Kastens, d.h. die gerichtete Abfolge der jeweiligen Zellenabschnitte, bestimmt. Das bestehende Querschnittswerte-Programms wird in eine modulare Form umwandelt mit Verifizierung anhand von Schiffsquerschnittsprofilen. Zuletzt wird das umgeschriebene Querschnittswerte-Modul in das bestehende MUPAD-Programmtool implementiert, um mit einer Testrechnung die Eigenmoden des Schiffskörpers zu ermitteln.
Inhaltsverzeichnis
- DANKSAGUNG
- EINLEITUNG
- GRUNDLAGEN
- DIE THEORIE DER WÖLBKRAFTTORSION
- Die freie Torsion
- Die Wölbkrafttorsion
- BERECHNUNG DER QUERSCHNITTSWERTE BELIEBIGER DÜNNWANDIGER QUERSCHNITTE
- DIE THEORIE DER WÖLBKRAFTTORSION
- BESTIMMUNG DER ZELLENABSCHNITTE
- THEORIE DER BESTIMMUNG DER ZELLENABSCHNITTE
- Aufbau der Matrix der Abschnittsliste
- Positive Darstellung der Zellenabschnitte
- Charakterisierung der Zellenabschnitte
- Residuum der Zellenabschnitte
- Filterung der Zellenabschnitte
- Darstellung des einzeln Abschnitts
- Darstellung der gemeinsamen Zellenabschnitte mit den fiktiven Schnittpunkten
- ZUSAMMENFASSUNG DES PROGRAMMS UND DIE ERWEITERUNG DES PROGRAMMS
- THEORIE DER BESTIMMUNG DER ZELLENABSCHNITTE
- DAS MUPAD-PROGRAMMS IN EINER MODULAREN FORM
- AUFBAU DES MODULAREN PROGRAMMS
- PROGRAMMERWEITERUNG
- Import der Eingabedatei
- Verarbeitung der Eingabedatei
- Berechnung der Querschnittsfläche und des Flächenmoments
- Berechnung des Verdrehwinkels und den Hauptträgheitsachsen und Hauptträgheitsradien
- Berechnung der Anzahl der Zellen und der Dicke-Zellen
- Bestimmung des Schubflusses bei geschlossenen Profilen hier
- Aufstellen der Matrix,,FI_Zellen“ und der Matrix,,OM_Hilfe“
- Berechnung der Wölbfunktion für evtl. vorhandene offene Profilteile
- Berechnung von „,It“, „,OM“, „,A_w“ und „OM_O“
- Ermittlung der Verwölbung auf den Schwerpunkt und Wechsel des Bezugsystems
- Berechnung der unbekannten Flächenmomente erster Ordnung der Verwölbung
- Bestimmung der Wölbwerte bezogen auf den Schubmittelpunkt
- Berechnung des Wölbmoments
- Vorbereitung und Erstellung der Ausgabe
- VERIFIZIERUNG UND PERFORMANCE DES PROGRAMMS
- BERECHNUNG VON SCHIFFSKÖRPER-EIGENMODEN
- EINBAU DES UMGESCHRIEBENEN QUERSCHNITTSWERTE-MODULS IN DAS BESTEHENDE MATLAB-PROGRAMMTOOL
- ANPASSUNG DER DATENSTRUKTUREN FÜR DIE EINGABE
- Erstellung der Querschnitts-Datei
- Anpassung der Datenstruktur des bestehenden MATLAB-Programmtools
- VERIFIZIERUNG UND PERFORMANCE DES PROGRAMMS
- ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
- LITERATURVERZEICHNIS
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Masterarbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung eines MATLAB-Programmtools zur Eigenmoden-Abschätzung eines Schiffskörpers. Das Ziel der Arbeit ist die Verbesserung der Effizienz und Genauigkeit des Programms durch die Integration eines neuen Moduls zur Berechnung von Querschnittswerten dünnwandiger mehrzelliger Kastenprofile.
- Entwicklung eines neuen Querschnittswerte-Moduls für dünnwandige mehrzellige Kastenprofile
- Integration des neuen Moduls in das bestehende MATLAB-Programmtool
- Verbesserung der Effizienz und Genauigkeit des Programms
- Verifizierung der Performance des Programms anhand von Schiffskörper-Querschnitten
- Bewertung der Ergebnisse und Ausblick auf zukünftige Entwicklungen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Masterarbeit gliedert sich in sieben Kapitel, die den Prozess der Weiterentwicklung des MATLAB-Programmtools Schritt für Schritt erläutern.
- Das erste Kapitel führt in das Thema der Eigenmoden-Abschätzung von Schiffskörpern ein und stellt die Problemstellung dar.
- Das zweite Kapitel behandelt die theoretischen Grundlagen der Wölbkrafttorsion und der Berechnung von Querschnittswerten dünnwandiger mehrzelliger Kastenprofile.
- Das dritte Kapitel beschreibt die Entwicklung des neuen Querschnittswerte-Moduls, das die Bestimmung von Zellenabschnitten und die Berechnung von Querschnittswerten ermöglicht.
- Das vierte Kapitel widmet sich der Implementierung des neuen Moduls in das bestehende MATLAB-Programmtool.
- Das fünfte Kapitel beschreibt die Verifizierung und Performance des Programms anhand von Schiffskörper-Querschnitten.
- Das sechste Kapitel fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
Schlüsselwörter
Die Masterarbeit fokussiert sich auf die Themengebiete Eigenmoden-Abschätzung, Schiffskörper, dünnwandige mehrzellige Kastenprofile, Wölbkrafttorsion, Querschnittswerte, MATLAB-Programmtool, Programmierung, Performance.
- Citar trabajo
- Zhengkun Liu (Autor), 2013, Weiterentwicklung des MATLAB-Programmtools zur Eigenmoden-Abschätzung eines Schiffskörpers durch Kopplung mit einem Querschnittswerte-Programm für dünnwandige mehrzellige Kastenprofile, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/379111
