Swaged Bölme Analizi Doğrulaması: Swaged ve Bulb Stifified Bölmelerin Tam Ölçekli Testi Üzerine Çalışma

Kaynaklı sertleştiricilere sahip ince çelik levhalar, yüksek mukavemet-ağırlık oranının önemli olduğu gemi yapılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. ABD'deki geleneksel perde yapımında, ampul, köşebent veya T stifnerleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Son zamanlarda, General Dynamics NASSCO (GD NASSCO), gemi tasarımı, inşası ve yaşam döngüsü bakımının toplam maliyetini azaltmak için yük taşımayan bileşenler olarak dövme perdelerin kullanımını inceledi. Yük taşıyan yapısal bileşenler olarak uygulamalarını araştırmak için, tasarım kılavuzlarının geliştirilebilmesi için hem deneysel hem de analitik çalışmaların yürütülmesi gereklidir. Bu tür tasarım ilkelerini geliştirmek için bu araştırma projesinin 1. Aşamasında, tam ölçekli deneysel testler gerçekleştirildi.
Toplam 12 tam ölçekli numune için altı set perde – üç çelik (DH36) ve üç alüminyum (A5083-H116) – Marinette Marine Corporation tarafından üretildi ve test için UCSD'ye gönderildi. Her set, bir adet geleneksel ampul takviyeli bölme ve bir adet dövülmüş bölme içerir. Çelik ampulle sertleştirilmiş perdeler, ABS (Amerikan Denizcilik Bürosu) kurallarına dayalı olarak GD NASSCO tarafından tasarlanırken, dövme perdeler, zayıf eksen etrafındaki atalet momenti (Ixx) ampulle sertleştirilmiş perdelerle aynı olacak şekilde tasarlandı. Benzer bir yaklaşım, aynı Ixx'e sahip olduklarından emin olarak alüminyum ampul sertleştirilmiş ve dövülmüş perdeleri tasarlamak için uygulandı.
Bir set çelik ve bir set alüminyum numune, dikey sıkıştırmada başarısızlığa karşı test edildi. Çelik numuneler ilk önce plaka burkulmasını yaşadı, ardından maksimum yüke ulaşıldığında plaka kaynaklı genel burkulma izledi. Çelik numuneler, elastik eksenel rijitlikte %16'lık bir fark gösterdi ve dövülmüş numunenin sıkıştırma mukavemeti, ampul numunesinden %36 daha yüksekti. Alüminyum numuneler ayrıca elastik rijitlikte %12'lik bir fark gösterdi, ancak preslenmiş bölme, ampulle sertleştirilmiş olana kıyasla maksimum mukavemette %63'lük bir artış gösterdi. Test ayrıca, ampul takviyelerinin düşük burulma rijitliğinin bir sonucu olarak takviyenin devreye girmesinin, perdede burkulma üzerine mukavemette ciddi bir azalmaya (%60 kayıp) neden olduğunu gösterdi.
Bir dizi alüminyum numune, yanal yük (kesme) altında kırılmaya karşı test edildi. Ampulle sertleştirilmiş numune, sıkıştırma bölgesinde sertleştiricinin devreye girmesi nedeniyle başarısız oldu. Dövülmüş bölme, kaynak hatası nedeniyle zamanından önce başarısız oldu ve bu nedenle, maksimum güç karşılaştırılamadı. Ancak, dövülmüş perdenin elastik rijitliği, ampul takviyeli perdeninkinden %11 daha yüksekti.
Bir set çelik ve bir set alüminyum numune, elastik düzlem dışı sertliği değerlendirmek için düşük yük seviyesinde test edildi. Testler, dövülmüş perdelerin, ampul takviyeli perdelerden yaklaşık %17 daha yüksek bir elastik sertliğe sahip olduğunu göstermiştir.
Faz III'ün amacı, delik açma ve dolap bağlantısının, çelik preslenmiş panellerin kesme mukavemeti ve sertliği üzerindeki etkilerini değerlendirmekti. Üç tam ölçekli numune üzerinde monoton raf kesme testleri yapıldı. Sonuçlar, beklendiği gibi, delik açıklıklarının dövülmüş panellerin hem nihai yanal mukavemetini hem de elastik sertliğini azalttığını göstermiştir. Bir elektrik kabininin takılmasının, burkulma sonrası bölgedeki mukavemet düşüşü oranı daha kademeli olmasına rağmen, yanal mukavemet ve sertlik üzerinde minimal bir etkisi olmuştur. Bu aşamadaki test sonuçlarının II. Aşamadaki bir numune ile karşılaştırılması, nihai yanal mukavemetin burkulma yönünden ve çeliğin gerçek akma geriliminden önemli ölçüde etkilenebileceğini göstermiştir; Bu varsayımı doğrulamak için doğrusal olmayan sonlu elemanlar parametrik çalışmasını içeren daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.