Otimização de projeto estrutural para embarcações de grande porte

Abstract

O dimensionamento estrutural é etapa fundamental no projeto de uma embarcação de grande porte, a partir dele é concebido todo um conjunto de reforçadores e chapas que devem ser posicionados de maneira que o arranjo resista às diversas cargas atuantes no casco. Com a alta competitividade do mercado naval, dimensionar uma estrutura mais leve que, ainda assim, garanta a sua integridade, torna-se um diferencial. Dentro desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo encontrar a configuração de seção mestra que atinja o objetivo de menor massa e, além disso, tenha confiabilidade estrutural e respeite as normas da Sociedade Classificadora ABS. Para tal, uma planilha de síntese de tensões é construída para permitir a análise da seção mestra típica de petroleiros, graneleiros e porta contêineres. A planilha, desenvolvida no programa Excel, a partir de dados de entrada referentes a dimensões principais da embarcação, realiza uma robusta síntese de tensões, tendo como saída o máximo valor de tensões existente na seção. A partir daí, é acoplada à planilha um processo de otimização usando algoritmo genético NSGA-II, onde foram utilizados dois métodos diferentes, o primeiro adota valores de espessuras de chapas como mínimo da norma, enquanto o segundo utiliza tais espessuras como variáveis, acrescentando valores da norma ao grupo de restrições do processo. Como resultado, verificou-se que adotar espessuras de chapas maiores que o mínimo sugerido por norma na seção mestra pode ser um procedimento capaz de trazer um arranjo estrutural mais leve, uma vez que é utilizado um reforçador menor.