Dissertação

{en_GB=Study of an Ultra Large Container Ship Under Pure Vertical Bending Moment} {} EVALUATED

{pt=Os navios porta-contentores possuem grandes aberturas no convés apresentando um comportamento na resistência à flexão e torção diferente quando comparado a outro tipo de navios. Para perceber o comportamento deste tipo de navios à flexão vertical, é analisado neste trabalho um modelo de uma secção transversal real de um navio porta-contentores de 10.000 TEUs à flexão vertical pura nas condições de alquebramento e contra-alquebramento. Para tal, foi criado um modelo em elementos finitos usando o software ANSYS. Os valores obtidos através da análise do modelo de elementos finitos no ANSYS foram analisados e comparados com a teoria linear elástica da viga-navio. Finalmente, os valores obtidos pela análise do modelo de elementos finitos foram comparados com os obtidos pela teoria da flexão de vigas demonstrando que o comportamento à flexão deste tipo de navios é pouco afetado pela instabilidade elasto-plástica local devido à muito baixa esbeltez dos painéis sob maior esforço, em particular da braçola da escotilha. São estudadas as consequências de diferentes níveis de imperfeições iniciais na resistência à flexão deste porta-contentores. A aprovação do projeto estrutural pelas entidades regulatórias deve ser feita não nas condições de construção mas deduzida a margem para corrosão, pelo que foi analisado o modelo de elementos finitos após deduzida a margem de corrosão comparando os resultados com os do navio nas condições geométricas de construção. Esta dissertação propõe ainda condições fronteira a aplicar a modelos de pequena dimensão longitudinal que permitem identificar efeitos secundários associados à flexão pura da viga navio., en=Container ships have large deck openings. As a result, they have a different structural behaviour under bending and torsion of the hull girder resistance when compared to other types of vessels. This work studies a model of a real-world midship cross-section of a 10 000 TEUs capacity container ship, when subjected to a pure vertical bending moment in sagging and hogging conditions. A finite element model was created using the ANSYS software and the APDL language to study the structural behaviour of the container ship under vertical bending moment. The finite element model's results were analysed and compared with the linear elastic bending theory of the hull-girder. Through the prismatic beam theory, demonstrating that container ships' bending behaviour is slightly affected by the local elasto-plastic instability. Such conclusion results from the very low slenderness of the panels under higher stresses, particularly the hatch coaming. The consequences of different levels of initial imperfections on the bending strength of container ships are also studied. The approval of the structural design by the regulatory authorities and, in particular, by the International Association of Classification Society's standards must be complied, not under construction conditions, but by deducting the margin for corrosion. Hence, two finite element models were analysed, in as-built condition and after removing the corrosion margin. A comparison between the two scenarios was made considering geometric construction conditions versus the same conditions but deducting the corrosion margin. Additionally, this master thesis proposes new bending boundary conditions applicable to models of smaller length. }
{pt=Navio porta-contentores ultra grande, Momento de flexão vertical, Análise em momentos finitos, Força máxima, en=Ultra large container ship, Vertical bending moment, Finite element analysis, Ultimate strength}

Janeiro 21, 2021, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

José Manuel Antunes Mendes Gordo

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar