Verificação estrutural de componentes de um sistema de acoplamento mecânico de embarcações de navegação interior na operação de aproximação

Abstract

O Pojeto ACOPLA (FINEP 01.110053-00), desenvolve, dentro do Gmap/Notaq, um sistema de acoplamento mecânico entre embarcações de navegação interior. A demanda por tal sistema foi verificada pelas empresas de navegação da região metropolitana de Porto Alegre, para ser utilizado na Bacia do Sudeste. No âmbito deste projeto o presente trabalho de conclusão de curso pretende realizar a verificação estrutural de componentes do sistema de acoplamento desenvolvido, na operação de aproximação. Este estudo é complementar aos já realizados no dimensionamento das partes. O problema em questão envolve o contato dos pinos localizados na proa do empurrador com a guia localizada na popa da barcaça. Através de conceitos básico de estabilidade naval foram determinados os esforços presentes no contato e estes foram utilizados para construir um modelo de elementos finitos no programa LS-DYNA. A análise empregada é de natureza dinâmica e utiliza o metódo de elementos finitos com um esquema explícito de integração temporal. Os resultados encontrados mostraram tensões altas no contato entre as partes que resultaram em deformações plásticas locais. Concluíu-se que o modelo utilizado gera resultados confiáveis de forma qualitativa devido às várias considerações tomadas na sua construção.

The ACOPLA Project (FINEP 01.110053-00) develops, at Gmap/Notaq, a mechanical coupling system between inland vessels. The demand for such a system was verified by the navigation companies of Porto Alegre, to be used at the Brazilian South-eastern Drainage Basin. In the context of this project the present paper intend to verify the structural integrity of components of the developed coupling system during the coupling operation. This study is complementary to others already made to the dimensioning of the parts. The operation studied involves the contact between the pins located at the bow of the pusher and the guides located at the stern of the barge. Making use of basic ship stability notions the forces involved in the contact of the parts were calculated and used to build a finite elements model in the software LS-Dyna. The analysis is dynamic and makes use of the finite elements method with an explicit temporal integration scheme. The data produced showed high stress levels in the contact region between the parts that will result in local plastic strain. It was concluded the the model built can only calculate reliable results when considered in qualitative manners due to the many considerations taken upon its development.