Análise dos esforços estruturais ocorridos durante o lançamento longitudinal de um navio da série 60

Abstract

Um dos momentos críticos da construção de uma embarcação em carreiras consiste no lançamento do navio. Os esforços estruturais aos quais o casco pode ser submetido durante essa operação são diferentes daqueles sofridos pelo navio durante sua operação. Paradoxalmente poucos são os trabalhos disponíveis sobre o assunto. Assim, este trabalho visa mitigar essa lacuna, apresentando uma análise das forças envolvidas no processo de lançamento longitudinal de uma embarcação em função do ângulo da carreira, bem como os esforços sofridos pela estrutura do casco. A metodologia utilizada consiste de uma análise numérica simulada por meio do desenvolvimento de uma planilha eletrônica, na qual o peso do casco e a flutuação são discretizadas, determinando-se a curva de carga ao longo do comprimento do navio. A partir da curva de carga, determinam-se as curvas de força cortante e momento fletor ao longo do comprimento; as quais definem os esforços cuja estrutura estará sujeita. A análise é realizada em um processo quase-estático, considerando diferentes posições ocorridas ao longo do lançamento. A metodologia desenvolvida foi aplicada na análise de um navio da série 60, considerando o lançamento em diferentes inclinações de carreira, sendo 2,3°, 2,7° e 3,2°. Como resultado principal, observou-se que, durante o lançamento, o momento fletor apresentou valores até 67,5% superiores aos observados para a condição de equilíbrio em águas calmas. Por fim, esses valores são comparados à aqueles definidos pela norma DNV para uma embarcação desse porte, os quais são utilizados no projeto da secção mestra.

One of the critical moments of a ship construction is the vessel’s launching. The structural stresses which the hull might be subjected to in the launching operation are different from those experienced while sailing. Paradoxically, there are few works available on the subject. Thus, this work aims to mitigate this gap by presenting an analysis of the forces involved in the end-launching process of a vessel as a function of the launching ways angle; as well as the stresses suffered by the hull structure. The methodology used consists of a simulated numerical analysis by means of the development of a spreadsheet, in which the hull weight and the flotation are discretized, determining the load curve along the length of the ship. From the load curve, the curves of shear force and bending moment along the length are determined; which define the efforts that the structure will be subject to. The analysis is performed in a quasi-static process, considering different positions that occurred during the launch. The methodology developed was applied in the analysis of a series 60 vessel, considering the launch in different career inclinations, such as 2,3 °, 2,7 ° and 3,2 °. As a main result, it was observed that during the launch, the bending moment presented values up to 67,5% higher than those observed for the equilibrium condition in still water. Finally, these values are compared to those defined by DNV`s standard for a vessel of this size, which are used in the mid-ship section design.