dimensionamento da seÇÃo mestra petroleiro .tabela 5: espessuras das chapas ... pesados,...

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

ENGENHARIA NAVAL

PAULO GIOVANNI DE SOUZA CARVALHO MATRCULA N: 1515200587

EZEQUIAS MARTINS DE FRANCA MATRCULA N: 1515200026

MATEUS MAGALHAES DE FARIAS MATRCULA N: 1315200124

DIMENSIONAMENTO DA SEO MESTRA PETROLEIRO EPHESOS

MANAUS AM

2017

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DIMENSIONAMENTO DA SEO MESTRA PETROLEIRO EPHESOS

Trabalho apresentado como requisito parcial

para obteno de aprovao na disciplina de

Resistncia Estrutural l, no Curso de

Engenharia Naval, na Universidade do

Estado do Amazonas.

Prof. Marcelo Paiva Hermann.

MANAUS AM

2017

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1-Ajuste da forma do casco atravs de imagens em background...................................... 7

Figura 2-Modelagem final do casco........................................................................................... 7

Figura 3 - Grfico da SAC. ....................................................................................................... 8

Figura 4 - Grfico de Momnento Fletor (Mtodo Analtico)..................................................... 10

Figura 5:Seo Mestra modelada em AutoCad ........................................................................ 17

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Dimenses do Navio .................................................................................................. 7

Tabela 2: Pesos utilizados ......................................................................................................... 8

Tabela 3: Momentos calculados .............................................................................................. 10

Tabela 4: Espaamento dos reforadores ................................................................................. 11

Tabela 5: Espessuras das chapas .............................................................................................. 12

Tabela 6: Mdulos de sees da ABS e usados ........................................................................ 15

Tabela 7: Dados calculados ..................................................................................................... 16

Tabela 8: Momentos em Onda................................................................................................. 16

Tabela 9: Tenso Primria (MPa) - Momento em Onda (ABS) ................................................ 17

Tabela 10: Tenso Primria (MPa) - Momento em Onda (Mtodo Analtico)........................... 17

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SUMRIO

1. INTRODUO ............................................................................................................... 6

2. MODELAGEM 3D DO CASCO..................................................................................... 7

3. ESFORO CORTANTE E MOMENTO FLETOR ...................................................... 8

4. DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL ..................................................................... 10

4..1. ESPAAMENTO ...................................................................................................... 10

4..2. ESPESSURAS ........................................................................................................... 11

4..2.1. ESPESSURA DA CHAPA DO COSTADO E ANTEPARA LONGITIDINAL... 11

4..2.2. ESPESSURA DA CHAPA DE FUNDO ................................................................ 11

4..2.3. ESPESSURA DA CHAPA DO CONVNS .......................................................... 12

4..2.4. ESPESSURA CHAPA DO DUPLO FUNDO ........................................................ 12

4..2.5. ESPESSURA CHAPA DO DUPLO COSTADO .................................................. 12

4..2.6. ESPESSURA CHAPA/QUILA .............................................................................. 12

4..3. MDULO DA SEO DOS REFORADORES.................................................... 12

4..3.1. SICORDAS ............................................................................................................ 12

4..3.2. ESCOAS................................................................................................................. 13

4..3.3. LOGARINAS ......................................................................................................... 13

4..3.4. REFORADORES DO FUNDO........................................................................... 13

4..3.5. REFORADORES DE DUPLO FUNDO ............................................................. 14

4..3.6. REFORADORES DO CONVNS ..................................................................... 14

4..3.7. REFORADORES DO DUPLO CASTADO/COSTADO ................................... 14

4..3.8. REFORADORES DA ANTEPARA LONGINTUDINAL ................................. 15

5. MDULOS DE SEES ............................................................................................. 15

5..1. MDULO DE SEO REQUERIDO (ABS) .......................................................... 15

5..2. MDULO DE SEO MNIMO (ABS) .................................................................. 15

5..3. MDULO DA SEO DA SEO MESTRA ....................................................... 16

6. TENSO PRIMRIA ................................................................................................... 16

7. SEO MESTRA ......................................................................................................... 17

8. CONSIDERAES FINAIS ........................................................................................ 18

9. REFERNCIAS ............................................................................................................ 19

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1. INTRODUO

A seo mestra de um navio essencialmente importante para o projeto inicial, pois esta

configurao da seo decorre por grande parte do comprimento da embarcao. Sendo assim,

este trabalho tem por objetivo dimensionar uma seo mestra para um petroleiro, EPHESOS, j

existente cujos dados foram obtidos a partir da revista Significant Ships 2012.

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2. MODELAGEM 3D DO CASCO

Uma vez que a tabela SAC (Section Area Curve) necessria para estimar o momento

(de forma analtica) atuante na embarcao, tendo posse do arranjo geral, decidiu-se que

a melhor opo seria a modelagem do casco. Para tal, utilizou-se o software Delftship.

Tabela 1: Dimenses do Navio

Item Valores

Loa (m): 274,18 Lpp (m): 264,0

Draft (m): 17,15 Depth (m): 23,1

Breadth (m): 50 Block co-efficient: 0,8211

Fonte: Revista Significant Ships.

Primeiramente, gerou-se um casco genrico com as dimenses do petroleiro, depois

foram feitas modificaes manuais em sua forma para se assemelhasse um petroleiro

genrico. Feito isso, foram retiradas algumas imagens do arranjo para que fossem

utilizadas como background e modelar o casco de acordo com seu formato real, como

mostrado a seguir:

Figura 1-Ajuste da forma do casco atravs de imagens em background.

Fonte: autor.

Ajustadas as formas, foi-se utilizada a ferramenta Hull Transformation do software para

garantir que os coeficientes fossem iguais.

Desta forma, obteve-se o seguinte casco:

Figura 2-Modelagem final do casco.

Fonte: Autor.

Com o casco finalizado, foi-se possvel extrair a tabela SAC, como mostrado a seguir:

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Figura 3 - Grfico da SAC.

Fonte: Autor.

3. ESFORO CORTANTE E MOMENTO FLETOR

A partir do arranjo geral, foram-se estimadas as distribuies das cargas, oufiting,

maquinrio, estrutura e superestrutura.

Para haver valores reais para a anlise do momento fletor, Watson (2012) sugere as

seguintes equaes para estimar os pesos:

Peso em ao do casco:

Onde:

k = 0,021 para petroleiros;

= ( + )+0,85 ( ).

Outfit:

Onde:

Co = 0,23 para petroleiros.

Para a superestrutura, Amorim (1983) sugere a seguinte expresso:

Tabela 2: Pesos utilizados

Item Peso em toneladas

Estrutura/Ao 20860,971 Outfiting 3036,00

Superestrutura 275,368 Carga 164730,00

Mquinas 2147,661 Fonte: autor

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O clculo da flutuao foi feita atravs da seguinte expresso:

Onde, para guas calmas:

Para ondas de Tosamento e Alquebramento, respectivamente (em relao ao sinal do

cosseno):

Como uma forma de colocar uma condio de contorno, utilizou-se a funo SE do

Excel para que o T(x) ficasse somente entre 0 e pontal, pois para outros valores no

haveria significado fsico.

Aps a distribuio dos pesos, calculou-se o esforo cortante, momento fletor, LCG e

LCB de acordo com as seguintes expresses, respectivamente:

A fim de respeitar as condies de equilbrio foi-se necessrio utilizar a ferramenta

Teste de hipteses do Excel e realizar diversas iteraes para fazer com que a

diferena Peso Flutuao atingisse zero variando o Calado mdio e, alternadamente,

fazendo com que a diferena LCG-LCB atingisse zero variando o ngulo de trim at que

estes valores convergissem e a curva de Esforo cortante e momento fletor zerassem nas

extremidades, uma vez que a embarcao considerada uma viga livre-livre. As

condies de equilbrio so mostradas a seguir:

Assim, foram obtidas as seguintes curvas de momento fletor:

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Figura 4 - Grfico de Moment