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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846538
Título: | Obtenção da resposta de uma embarcação virtual sujeita a explosões submarinas |
Autor(es): | Werle, César Augusto Bernardi |
Orientador(es): | Gama, Antonio Lopes |
Palavras-chave: | Projeto estrutural Análise estrutural Explosões submarinas Dinâmica explícita Produção intelectual |
Áreas de conhecimento da DGPM: | Engenharia mecânica |
Data do documento: | 2023 |
Editor: | Universidade Federal Fluminense (UFF) |
Descrição: | Após a Segunda Guerra Mundial, iniciou-se uma grande demanda para aumentar a resistência dos meios navais ao choque devido a explosões submarinas. Este fenômeno causa altos deslocamentos, velocidades e acelerações na estrutura e nos equipamentos a bordo dos navios. É de extrema importância para os projetistas obter a resposta da estrutura para reduzir a possibilidade de falha estrutural e dos principais equipamentos dotados a bordo. Este trabalho tem por objetivo obter a resposta dinâmica de uma embarcação (em termos de deslocamentos, velocidades e acelerações) sujeita a explosões submarinas em um ambiente virtual. Utilizando a metodologia de dinâmica explícita disponível na plataforma do software Ansys®, modelou-se o fenômeno físico e, após a definição das condições iniciais e de contorno inseridas no modelo, foi possível extrair os deslocamentos, as velocidades e as acelerações impostas pelo efeito explosivo em determinados pontos de interesse na estrutura de uma embarcação genérica. Simplificações foram necessárias, visando a otimização do hardware empregado na solução do problema proposto. Dos eventos contendo três cargas explosivas distintas (88 kg, 600 kg e 1.850 kg) de PETN 1.5, observou-se o aumento da resposta nos pontos selecionados conforme o aumento do peso da carga explosiva empregada. Adicionalmente, foi constatado que as respostas em termos de acelerações e tensões máximas são maiores abaixo do convés principal, devido ao maior impacto da onda de pressão e de choque ocorrer na área do casco em contato com a água. Cabe destacar que, utilizando-se as modernas ferramentas computacionais disponíveis, pode-se obter em diferentes cenários, de maneira relativamente rápida e a um custo aceitável, a resposta da estrutura naval sujeita a explosões submarinas. |
Abstract: | After the World War II, a huge effort to increase the UNDEX (Underwater Explosions) shock resistance of naval ships was performed. These phenomena induce high displacements, velocities and accelerations in the ship's structure and onboard equipment. It is of extreme importance for the designers to reduce the possibility of structural and main onboard equipment failure due to UNDEX. The main goal of this work is to obtain the dynamic response of a generic ship subjected to UNDEX in a virtual environment. Using the explicit dynamic method available in the Ansys® platform it was possible to determine the displacements, velocities and accelerations imposed by the explosive effect at the points of interest in a virtual structure of a catamaran. Simplifications was necessary, to optimize the hardware employed in the proposed problem. Discrete-event simulations using three distinct explosive loads (88 kg, 600 kg and 1,850 kg), showed an increasing response in the selected points with the increasing of the explosive charge employed. Additionally, it was observed that the response in terms of accelerations and maximum stress are higher at bellow main deck because of the highest shock and pressure wave impact that occur at the hull area in contact with the water. It was concluded that, using the explicit dynamic method, the severe damage imposed to the structure of a ship due to UNDEX can be determined. It was also noticed that, employing the advanced CAE (Computed Aided Engineering) tools, it is possible to obtain the response of the ship’s structure caused by UNDEX in different scenarios, relatively quickly, and with an acceptable financial cost. |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846538 |
Tipo: | Dissertação |
Aparece nas coleções: | Engenharia Naval: Coleção de Dissertações |
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OBTENCAO-DA-RESPOSTA-DE-UMA-EMBARCAO-VIRTUAL-SUJEITA-A-EXPLOSOES-SUBMARINAS---Dissertacao_CESAR_WERLE.pdf | 3,9 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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