MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ...

MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ... MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ...

28.09.2013 Views

12.1.2 Resultat i sammandrag På grund av den icke-linjära och slumpmässiga karaktären hos bogslagslaster måste de uppmätta belastningsvärdena bedömas med försiktighet. Små förändringar i den relativa rörelsen mellan fartygsbogen och vågorna, liksom i vågprofilen, ledde till stora skillnader i belastningsvärden. De största lasterna uppmättes i regel inte i de högsta enskilda vågorna utan snarare i de värsta kombinationerna av vågor och fartygsrörelser. Den mest kritiska våginducerade lastkomponenten, det öppnande momentet runt däcksgångjärnen, Y-momentet – uppmätt vid de olika försöksserierna – visas i figur 12.1 och 12.2 som funktion av den genomsnittliga överskridandeperioden. Den vertikala kraften, Z-kraften, visas på likartat sätt i figur 12.7 och 12.8. Med ”genomsnittlig överskridandeperiod” avses här den genomsnittliga tiden mellan enskilda lasttoppar som är lika med eller högre än det motsvarande värdet. Graferna har tagits fram genom att den sammanlagda fullskaletiden för varje försöksserie delades med antalet lasttoppar som överskrider en viss nivå enligt Weibull-diagrammen i SSPA Report 7524. I de redovisade våginducerade krafterna och momenten ingår inte visirets egenvikt. Denna minskar den vertikala kraften med ca 0,6 MN och det öppnande momentet med ca 2,9 MNm (1 MN motsvarar kraften av 102 ton). 12.1.3 Långa försöksserien i sned bogsjö Den långa försöksserien i MDL i babords bogsjö med en nominell signifikant våghöjd, H s , av 4,3 m och med en fartygsfart av 14,5 knop ansågs – då försöken utfördes – motsvara de förutsättningar som rådde när infästningen till ESTONIAs bogvisir brast. Tabell 12.2 visar för denna serie de största enskilda lastkomponenter som uppmättes under motsvarande tre timmars fullskaletid. 154 estonia – slutrapport Alla lastkomponenters maximala värden utom Y-kraft och Z-moment uppmättes samtidigt (Y-kraften uppmättes till 2,2 MN och Z-momentet till 3,8 MNm vid samma tillfälle). När dessa högsta laster uppmättes var vågtoppens amplitud 3,7 m, den relativa rörelsen mellan bog och våg var 6,3 m och den relativa hastigheten 6,2 m/s. Toppvärdena av de längsgående och vertikala krafterna uppträdde alltid i fas ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Figur 12.1 Uppmätt våginducerat vertikalt öppnande moment på visiret i bogsjö. 60 50 Y moment, [MNm] 5.3 m 15 kn 150° Bogsjö 40 30 20 10 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 30 20 10 0 0 1 Figur 12.2 Uppmätt våginducerat vertikalt öppnande moment på visiret i motsjö. 1 10 100 Genomsnittlig överskridandeperiod, [minuter] Y moment, [MNm] 180° Motsjö 3.9 m 19 kn och med ungefär samma storlek. Endast några få av dessa belastningstoppar resulterade dock i ett positivt öppnande moment omkring gångjärnsaxeln som skulle ha varit tillräckligt stort för att överstiga det stängande momentet från visirets egenvikt. Endast två öppnande moment översteg 20 MNm. De flesta lastcyklerna orsakade stängande moment med toppnivåer på upp till ca 5 MNm. 5.3 m 10 kn 4.2 m 10 kn 5.2 m 19 kn 5.2 m 15 kn 3.9 m 10 kn 5.1 m 10 kn 10 100 Genomsnittlig överskridandeperiod, [minuter] 4.5 m 14.5 kn 3.9 m 15 kn 1000 1000 .

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ . Figur 12.3 Exempel på tidsserier från modellförsök i bogsjö. Tabell 12.2 Maximala våglastkomponenter i bogsjö med H s =4,5 m. Krafter: Longitudinell kraft X-kraft 7,7 MN (riktad akteröver) Sidkraft Y-kraft 2,7 MN (riktad mot styrbord) Vertikal kraft Z-kraft 7,4 MN (uppåtriktad) Moment vid visirdäcksgångjärnets läge: Moment kring längsgående axel, X-moment 10,2 MNm (uppåt på babordssidan) Moment kring tvärgående axel, Y-moment 35,4 MNm (uppåt öppnande) Moment kring vertikal axel, Z-moment 4,1 MNm (föröver på babordssidan) 4.5 Figur 12.3 visar ett exempel på en tidsserie av uppmätt vågprofil, vertikal kraft på visiret och öppnande moment omkring gångjärnsaxeln. Figuren omfattar ca 17 minuter fullskaletid. 12.1.4 Våglastkomponenter – våghöjdens, kursens och fartens inverkan Inverkan av våghöjd, kurs och fart på de våginducerade belastningarna sammanfattas i figurerna 12.4–12.6 och 12.9. I jämförelsen används de mest sannolika maximivärdena under 30 minuters exponering. För flertalet försöksserier innebär detta att det givna värdet motsvarar det högsta enskilda uppmätta värdet, varför osäkerheten på dessa nivåer är stor. I figurerna har samma konditioner sammanbundits med räta linjer. Vågbelastningarna är emellertid en funktion av H s upphöjd till en högre potens och de heldragna linjerna skall inte användas för inter- eller extrapolering. Det är uppenbart att våghöjdens påverkan är mycket större i bogsjö än motsjö. Resultaten tyder på att det finns ett ”tröskelvärde” för sjötillståndet vid bogsjö under vilket de våginducerade lasterna på visiret är mycket små. När detta värde överskrids ökar risken för stora krafter och moment snabbt, även om det allmänna tillståndet med avseende på rörelser och accelerationer ombord inte ändras i någon större grad. För de testade konditionerna befinner sig tröskelvärdet uppenbarligen vid ca 4 m signifikant våghöjd. Vågkrafterna visar ett i stort sett linjärt förhållande till farten i bogsjö för båda de studerade våghöjderna. En minskning av farten från 15 knop till 10 knop minskar sålunda krafterna med ungefär en tredjedel. För motsjö verkar fartens inflytande minska vid större våghöjder. estonia – slutrapport 155 .

12.1.2<br />

Resultat i sammandrag<br />

På grund av den icke-linjära och slumpmässiga<br />

karaktären hos bogslagslaster<br />

måste de uppmätta belastningsvärdena<br />

bedömas med försiktighet. Små förändringar<br />

i den relativa rörelsen mellan fartygsbogen<br />

och vågorna, liksom i vågprofilen,<br />

ledde till stora skillnader i belastningsvärden.<br />

De största lasterna uppmättes<br />

i regel inte i de högsta enskilda<br />

vågorna utan snarare i de värsta kombinationerna<br />

av vågor och fartygsrörelser.<br />

Den mest kritiska våginducerade lastkomponenten,<br />

det öppnande momentet<br />

runt däcksgångjärnen, Y-momentet –<br />

uppmätt vid de olika försöksserierna –<br />

visas i figur 12.1 och 12.2 som funktion<br />

av den genomsnittliga överskridandeperioden.<br />

Den vertikala kraften, Z-kraften,<br />

visas på likartat sätt i figur 12.7 och 12.8.<br />

Med ”genomsnittlig överskridandeperiod”<br />

avses här den genomsnittliga tiden<br />

mellan enskilda lasttoppar som är lika<br />

med eller högre än det motsvarande värdet.<br />

Graferna har tagits fram genom att<br />

den sammanlagda fullskaletiden för varje<br />

försöksserie delades med antalet lasttoppar<br />

som överskrider en viss nivå enligt<br />

Weibull-diagrammen i SSPA Report<br />

7524.<br />

I de redovisade våginducerade krafterna<br />

och momenten ingår inte visirets<br />

egenvikt. Denna minskar den vertikala<br />

kraften med ca 0,6 MN och det öppnande<br />

momentet med ca 2,9 MNm (1 MN<br />

motsvarar kraften av 102 ton).<br />

12.1.3<br />

Långa försöksserien i sned<br />

bogsjö<br />

Den långa försöksserien i MDL i babords<br />

bogsjö med en nominell signifikant våghöjd,<br />

H s , av 4,3 m och med en fartygsfart<br />

av 14,5 knop ansågs – då försöken utfördes<br />

– motsvara de förutsättningar som<br />

rådde när infästningen till <strong>ESTONIA</strong>s<br />

bogvisir brast. Tabell 12.2 visar för denna<br />

serie de största enskilda lastkomponenter<br />

som uppmättes under motsvarande<br />

tre timmars fullskaletid.<br />

154 estonia – slutrapport<br />

Alla lastkomponenters maximala värden<br />

utom Y-kraft och Z-moment uppmättes<br />

samtidigt (Y-kraften uppmättes<br />

till 2,2 MN och Z-momentet till 3,8<br />

MNm vid samma tillfälle). När dessa<br />

högsta laster uppmättes var vågtoppens<br />

amplitud 3,7 m, den relativa rörelsen<br />

mellan bog och våg var 6,3 m och den<br />

relativa hastigheten 6,2 m/s.<br />

Toppvärdena av de längsgående och<br />

vertikala krafterna uppträdde alltid i fas<br />

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○<br />

Figur 12.1 Uppmätt våginducerat vertikalt öppnande moment på<br />

visiret i bogsjö.<br />

60<br />

50<br />

Y moment, [MNm]<br />

5.3 m<br />

15 kn<br />

150° Bogsjö<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0<br />

1<br />

Figur 12.2 Uppmätt våginducerat vertikalt öppnande moment på<br />

visiret i motsjö.<br />

1<br />

10<br />

100<br />

Genomsnittlig överskridandeperiod, [minuter]<br />

Y moment, [MNm] 180° Motsjö<br />

3.9 m<br />

19 kn<br />

och med ungefär samma storlek. Endast<br />

några få av dessa belastningstoppar resulterade<br />

dock i ett positivt öppnande<br />

moment omkring gångjärnsaxeln som<br />

skulle ha varit tillräckligt stort för att<br />

överstiga det stängande momentet från<br />

visirets egenvikt. Endast två öppnande<br />

moment översteg 20 MNm. De flesta<br />

lastcyklerna orsakade stängande moment<br />

med toppnivåer på upp till ca 5<br />

MNm.<br />

5.3 m<br />

10 kn<br />

4.2 m<br />

10 kn<br />

5.2 m<br />

19 kn<br />

5.2 m<br />

15 kn<br />

3.9 m<br />

10 kn<br />

5.1 m<br />

10 kn<br />

10<br />

100<br />

Genomsnittlig överskridandeperiod, [minuter]<br />

4.5 m<br />

14.5 kn<br />

3.9 m<br />

15 kn<br />

1000<br />

1000<br />

.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!