Autor: Fabio da Rocha Alonso (Currículo Lattes)
Resumo
A busca pela modernização do sistema de propulsão de embarcações de alta velocidade, através da substituição de sua motorização, acarreta normalmente em novos regimes de velocidades superiores aos valores definido nos projetos originais. Logo, surgirão novos valores de esforços hidrodinâmicos sobre o casco da embarcação. Esses esforços dependem do tipo de geometria do casco e do regime hidrodinâmico da embarcação. Esforços induzidos por slamming, ou batida de proa, têm potencial para causar falhas na estrutura da embarcação como resultado da elevada magnitude das cargas locais e das vibrações induzidas pelo impacto do casco, que podem levar à fadiga do material. Em vista disto, o presente trabalho busca realizar uma análise estrutural do casco de uma embarcação submetida a uma carga estática majorada da pressão de slamming, através de um estudo de caso, em que uma mbarcação monocasco em regime de semiplaneio, tem sua velocidade máxima de avanço aumentada de 18 para 27 nós. A análise estrutural é realizada através da modelagem computacional do casco em elementos de pórtico 3D, simulando a estrutura secundária. A carga de slamming é aplicada na região de impacto, e as condições de vinculação da estrutura são variadas visando determinar a condição crítica para a resposta estrutural. Após a identificação da condição crítica para a estrutura secundária, um modelo subestruturado é construído a partir da combinação da estrutura secundária global com a estrutura terciária na região de impacto, onde se emprega elementos finitos de casca. Nas simulações realizadas neste modelo foram utilizadas as condições críticas de carga e vinculação definidas no modelo de elementos de pórtico tridimensionais. Os parâmetros de avaliação das análises, bem como a definição da pressão de slamming, basearam-se nos critérios de validação estabelecidos pela Sociedade classificadora DNV, que define o critério de Von Mises como critério de falha, sendo que o comportamento estrutural estático dos modelos foi obtido utilizando-se o Método de Elementos Finitos, auxiliado pelo software comercial ABAQUS. Os resultados apontam para a eficiência do modelo computacional adotado e indicam que a embarcação em estudo permite a mudança de velocidade no que tange aos esforços induzidos pela batida de proa.