Estudo da integridade estrutural da secção-mestra de lanchas de fiscalização rápida da classe “Centauro”

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 do comportamento estrutural da secção-mestra de lanchas de fiscalização rápida da Classe Centauro, quando sujeitas às cargas de serviço durante a navegação. Numa primeira fase, foi realizado o estudo do comportamento estrutural do navio quando sujeito às cargas de serviço. Verificou-se que a estrutura crítica do navio era a zona envolvente à Antepara nº21, sendo os esforços máximos causados predominantemente pelo Contra-Alquebramento. Neste estudo, foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF) de forma a prever como a estrutura naval respondia às cargas aplicadas. O estudo pelo MEF determinou que o local com maiores tensões induzidas ocorria no reforço estrutural vertical, no centro da Antepara, próximo da abertura existente no convés para a escada de acesso. Os resultados mostraram que a tensão de von-mises não excede a tensão de cedência das ligas de alumínio utilizadas no fabrico do navio, quando aplicadas as cargas de serviço. De forma a obter-se o espectro de extensão provocado pelas cargas de serviço, foram instalados extensómetros no navio, na zona escolhida da Antepara nº 21. Através da utilização de um programa de aquisição em tempo real (Labview), recolheram-se os dados extensometricos. Finalmente, foi utilizado o método de contagem de ciclos Rainflow ao espectro de extensão recolhido, de forma a prever a vida à fadiga de um detalhe estrutural da Antepara nº 21. Concluiu-se que o detalhe estrutural da Antepara em estudo irá ter vida infinita devido à fadiga, tomando em consideração as condições de navegação equivalente ao estado 6 da escala de Beaufort.