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Abstract:
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A análise estrutural é uma das partes mais importantes no projeto de um sistema naval, pois visa assegurar que a embarcação cumpra sua missão sem sofrer falhas estruturais. Nessa etapa são definidos o arranjo e o dimensionamento dos reforçadores e chapas que constituem a estrutura do navio. Um projeto estrutural superdimensionado prejudica consideravelmente o desempenho da embarcação, pois reduz a capacidade de carga e aumenta o consumo de combustível do navio. Assim, a síntese de uma estrutura ótima faz com que o navio suporte os esforços a que é sujeitado com o intuito de desempenhar suas funções com segurança, usando o mínimo de material possível. Paradoxalmente, especificamente para o projeto de estruturas navais, são poucos os programas existentes, que gerem, simultaneamente, os resultados dos cálculos de tensões e o dimensionamento da estrutura ótima, exibindo os resultados de forma gráfica. Assim, este trabalho pretende, inspirado no programa PROTEUS, desenvolver uma nova ferramenta computacional capaz de realizar a análise da estrutura global de embarcações. Com uma interface gráfica amigável, o novo programa permite ainda a comparação com resultados analíticos, facilitando o entendimento e a análise de diferentes situações; sendo assim uma ferramenta ideal para o ensino na área da Mecânica de Estruturas Navais. O trabalho inicia-se com o estudo sobre o funcionamento do programa PROTEUS, que realiza a análise estrutural, utilizando-se de modelos analíticos tradicionalmente usados na Engenharia Naval, seguindo uma sequência lógica e eficiente para a composição dos campos de tensões em diversos pontos da estrutura. Os procedimentos foram então replicados em uma nova versão do programa, a qual permite inclusive o equilíbrio da viga navio. O resultado final é um aplicativo capaz de realizar desde a fase do equilíbrio da viga navio, até o cálculo das tensões normais e cisalhantes nas seções ao longo do comprimento da embarcação. Além disso, o programa permite a construção de diferentes geometrias de seções por meio da definição de painéis estruturais, considerando diferentes geometrias e arranjos de reforçadores. Por fim, apresenta-se 4 estudos de casos simplificados, onde foram calculados o equilíbrio da viga navio e as tensões normal e cisalhante referentes a estrutura primária do sistema. Com isso, agora o novo programa pode ser utilizado como ferramenta de projeto ou como comparação com cálculos analíticos, aumentando a confiabilidade dos resultados obtidos, permitindo a exploração de um maior número de potenciais arranjos estruturais. |
