ANALYTICAL SOLUTION OF STEADY-STATE BEHAVIOR OF BERNOULLI PRODUCTION LINE WITH TWO FINITE BUFFERS

Production system engineering is strongly relied on mathematical models of systems under consideration and analytical solution of the problem has an important role in development and validation of more complex numerical tools. Analytical solution of steady-state behavior of serial Bernoulli production line with three machines and two buffers is considered in this paper based on Markov chain approach. Transition matrices in general case, including three machines with different probabilities of failure and arbitrary occupancy of two buffers, are formulated along with equations for performance measures. The developed theory is illustrated using four different serial Bernoulli lines and the obtained results are compared to those determined using semi-analytical approach via aggregation procedure. Finally, the existing discrepancies are analyzed and pointed out for five different levels of buffers occupancy. From general perspective, good agreement has been found for most of the results within the examined space of system states

Contribution of the Croatian Academy of Sciences and Arts to the Development of Marine Technology in Croatia

Contribution of the Croatian Academy of Sciences and Arts to the development of marine technology in Croatia is described in this paper. Intensive research and development of marine technology in Croatia was initiated by Prof. Zlatko Winkler, fellow of the Croatian Academy of Sciences and Arts, in 1979 when the first Conference on Marine Technology was organized. Since 2005 the Conference on Marine Technology is organized by the Scientific Council of Maritime Affairs of the Croatian Academy of Sciences and Arts and the Faculty of Engineering in Rijeka in memory of Zlatko Winkler (1917 – 1996), president of the Scientific Council of Maritime Affairs between 1994 and 1996. Grateful for his contribution to the research and development, the Croatian Academy of Sciences and Arts continuously and generously supports the conference organization. Until today in total seven Conferences on Marine Technology were organized. As pointed out in the paper, the most important contribution of the Academy to development of the marine technology is organization of round tables on this challenging topic

Povratna krutost u hidroelastičnoj analizi brodskih konstrukcija

Utjecaj niza društvenih, ekonomskih i geostrateških čimbenika na pojavu, razvoj i porast veličine kontejnerskih brodova prikazan je zajedno s povijesnim pregledom kontejnerskog transporta u prvom poglavnju. Isto poglavlje donosi i opis problema hidroelastičnosti s istaknutim nedoumicama oko definicije hidrostatičkog modela i točne formulacije koeficijenata povratne krutosti. \Nakon pregleda literature, kao ciljevi doktorskog rada postavljeni su: formulacija konzistente povratne krutosti, njeno objedinjavanje s geometrijskom krutošću te formulacija problema metodom konačnih elemenata predstavljeni. Drugo poglavlje donosi pregled hidroelastičnog matematičkog modela koji se sastoji od strukturnog modela, modela oplakane površine te hidrodinamičkog i hidrostatičkog modela. Detaljan prikaz izvoda konzistentne povratne krutosti temeljen na razmatranju trenutačne i referentne geometrije oplakane površine te na primjeni usmjerene derivacije i metode superpozicije modova (prirodnih oblika vibriranja) dan je u prvom dijelu trećeg poglavlja. U drugom dijelu istog poglavlja uvodi se definicija modalne geometrijske krutosti, nakon čega je izvršeno njeno objedinjavanje s prethodo spomenutom povratnom krutošću. U četvrtom poglavlju uspoređene su konzistentna i objedinjena povratna krutost s postojećim formulacijama, u okviru čega su istaknute i pojašnjene razlike nove krutosti u odnosu na već poznate. Peto poglavlje rada sastoji se od prikaza formulacije konzistentne i objedinjene povratne krutosti metodom konačnih elemenata. \Nakon prikaza osnovnih pretpostavki i relacija metode konačnih elemenata, izvedeni su izrazi za proračun koeficijenata povratne krutosti koji se temelje na matričnom računu i interpolaciji translacijskih stupnjeva slobode gibanja elemenata primjenom funkcija oblika. Izvedeni konačni elementi mogu se definirati za plošne elemente kao ljuskasti elementi povratne krutosti bez rotacijskih stupnjeva slobode, odnosno za linijske elemente kao elementi povratne krutosti s jednim (translacijskim) stupnjem slobode u svakom čvoru. U šestom poglavlju dan je prikaz programa RESTA\N koji je razvijen u programskom jeziku FORTRA\N. On se koristi za proračun povratne krutosti na temelju 3D mreže konačnih elemenata koja se primjenjuje u uobičajenim analizama čvrstoće broda. Valjanost razvijene metode potvrđena je numeričkim primjerima u sedmom poglavlju. Analiziran je odziv barže na pravilnim valovima kao testni primjer, te odziv kontejnerskog broda kao ilustrativni primjer. Određene su prijenosne funkcije za unutarnje sile brodskog trupa, tj. momente savijanja i uvijanja, te poprečnih sila. U posljednjem poglavlju istaknut je znanstveni doprinos i navedeni su zaključci istraživanja, nakon čega su dane smjernice za daljnje istraživanje predmetnog područja

Analiza čvrstoće velikih kontejnerskih brodova grednim modelom prema klasifikacijskim pravilima

Osnivanje konstrukcije velikih kontejnerskih brodova, zbog njihove male krutosti na uvijanje, trebalo bi se temeljiti na hidroelastičnoj analizi. Budući da spomenuti problem nije dovoljno istražen još uvijek se koriste tzv. kvazi-statički proračuni čvrstoće. Za tu svrhu, može se koristiti gredni strukturni model ili 3D FEM model uz relativno jednostavne formule za određivanje presječnih sila prema Pravilima. U članku je opisan standardni postupak za osnivanje konstrukcije velikih kontejnerskih brodova koji se koristi danas. Zatim je primjena grednog modela, razvijenog za hidroelastičnu analizu, ilustrirana za analizu čvrstoće, kao glavnog dijela projektnog postupka. Presječne sile, odreñene prema Pravilima su korištene za određivanje valnog opterećenja po duljini grednog modela. Rezultati dobiveni programom DYANA za statičku analizu su kut uvijanja i njegov prirast, pomoću kojih se dalje mogu odrediti distribucije naprezanja i deformacije grotala važne za sigurnost kontejnera

Strukturna optimizacija broda za prijevoz ukapljenog prirodnog plina

Cilj rada je prikazati glavne rezultate strukturne optimizacije broda za prijevoz ukapljenog plina koja je provedena u okviru EU FP6 istraživačkog projekta IMPROVE. Izgrađen je grubi model konačnih elemenata koji obuhvaća tri teretna prostora korištenjem programskog paketa MAESTRO. Proračun čvrstoće proveden je prema Pravilima Bureau Veritas (BV). Cilj cjelokupnog optimizacijskog postupka bio je optimalna redistribucija materijala s ciljem smanjenja težine/cijene i poboljšanja sigurnosti. Provedena je studija senzitivnosti s ciljem istraživanja utjecaja razmaka okvirnih rebara, razmaka uzdužnjaka i tipa materijala na definirane projektne ciljeve. Strukturna optimizacija, na razini jednog skladišta, rezultirala je u smanjenju mase oko 424 t (10.8%), cijena je smanjenja za oko 5%, sigurnost je povećana, dok je VCG je blago smanjen za oko 20cm, u usporedbi s prototipnom konstrukcijom

Projektiranje konstrukcije podmornice klase Typhoon

Projektiranje trupa podmornice, kao jednog od najbitnijih čimbenika koji omogućuju i osiguravaju njezinu operativnost, je zahtjevan zadatak temeljen na teoriji čvrstoće ljusaka, osobito u slučaju klase Typhoon, najveće klase podmornica na svijetu. Prilikom projektiranja trupa podmornice potrebno je, osim kriterijima čvrstoće, posebnu pažnju posvetiti smanjenju mase trupa kako bi se što više povećala nosivost podmornice radi smještaja opreme i naoružanja. Ovim je radom prikazana konstrukcija podmornice klase Typhoon te je izvršena optimizacija grafičkom metodom s ciljem povećanja nosivosti podmornice i istovremenog zadovoljenja različitih kriterija čvrstoće trupa

On the mass modelling in vibration analysis of thin-walled structures using the finite element method

Modelling of mass in vibration analysis of thin-walled structures using the finite element method has been considered, i.e. consistent and lumped mass matrices have been compared to a newly introduced, simplified mass matrix. The matrices have been specified for a two-noded beam element, three-noded triangular plate element and four-noded rectangular plate element. The simplified mass matrix has been derived on the basis of bar and membrane shape functions instead of the bending ones. As a result, the distributed mass has been considered only to the deflectional degree of freedom. Accuracy and advantage of such a mass matrix formulation is illustrated for the cases of beam and square plate vibrations