Análise do comportamento estrutural de uma lancha salva-vidas

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

No seguimento de outros trabalhos desenvolvidos em colaboração entre o Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa e a Direcção de Navios da Marinha Portuguesa, o presente documento tem como principal objectivo apresentar o estudo feito ao comportamento estrutural das embarcações Salva-Vidas da Classe Vigilante quando submetidas ao efeito de slamming e de alagamento de compartimentos estanques. O estudo do comportamento estrutural da lancha foi estimado utilizando o Método dos Elementos Finitos, tendo merecido especial atenção as zonas da proa e da popa, onde foram avaliadas as respostas das estruturas, quando submetidas a efeitos de slamming e de impulso dos jactos, respectivamente. Os resultados revelaram que as tensões induzidas pelos carregamentos impostos encontravam-se abaixo da tensão de cedência das duas ligas de alumínio utilizadas na construção da lancha (5083-H111 e 6082-T6). Em paralelo, obtiveram-se os modos e frequências de vibração da proa e da popa, a fim de avaliar a possível existência de situações de ressonância devidas ao carregamento de slamming e tendo em conta as condições de mar onde a lancha opera. Uma vez que a frequência natural de vibração da lancha se encontra muito afastada da frequência de carregamento imposta de slamming, não se prevê a ocorrência de ressonância. A resposta em frequência da proa, quando solicitada por esforços de slamming, foi determinada numa gama de frequências compreendidas entre os 25 e os 80 Hz. Esta análise revelou valores de tensão de von Mises abaixo do valor de tensão de cedência do material utilizado no fabrico da lancha. O hipotético alagamento do compartimento estanque, compreendidos entre as anteparas nºs 17 e 20, e dos compartimentos dos motores e dos jactos foi analisado. Os resultados obtidos revelaram que a deformação máxima induzida por este carregamento era da ordem dos 13 mm e que as tensões, excluindo pontos de concentração de tensões, não eram superiores a 74 MPa.