INTEGRATION OF BIOMIMETIC DESIGN AND FEM ANALYSIS IN THE STRUCTURAL OPTIMIZATION OF AN ABS SHIP HULL

Autor/autori: Mădălina CERȘAMBA, Maria GHERGHIȘAN

Rezumat: REZUMAT: Studiul prezintă optimizarea structurală a carenei unui catamaran RC prin aplicarea designului biomimetic de tip Voronoi. Panoul monostrat din ABS a fost înlocuit cu o structură de tip sandwich, având un miez intern Voronoi și două fețe exterioare solide. Analiza numerică prin Metoda Elementelor Finite (FEM) a evidențiat tensiuni reduse, deformații minime și un factor de siguranță ridicat, confirmând rigiditatea și stabilitatea ansamblului. Configurația propusă oferă un raport optim rigiditate/masă , demonstrând eficiența designului biomimetic și a fabricației aditive în dezvoltarea structurilor navale ușoare și performante.

Cuvinte cheie: design biomimetic, structuri Voronoi, panou sandwich, ABS, analiză FEM, catamaran RC, fabricație aditivă, optimi zare structurală.

Abstract: ABSTRACT. The study presents the structural optimization of an RC catamaran hull through the application of biomimetic Voronoi design. The single layer ABS panel was replaced with a sandwich structure featuring an internal Voronoi core and two solid outer faces. Finite Element Method (FEM) numerical analysis revealed reduced stresses, minimal deformations, and a high safety factor, confirming the stiffness and stability of the assembly. The proposed configuration provides an optimal stiffness to weight ratio, demonstrating the efficiency of biomimetic design and additive manufacturing in developing lightweight, high performance marine structures.

Keywords: biomimetic design, Voronoi structures, sandwich panel, ABS, FEM analysis, RC c atamaran, additive manufacturing, structural optimization.

DOWNLOAD PDF