aula 8 - metropolitana

7/30/2019 AULA 8 - Metropolitana

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Arquitetura Naval e OffshoreEstabilidade Intacta


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Brao de Endireitamento

O KG no projeto calculado para a piorsituao de estabilidade

(radianos)

(graus)


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Momento de Restaurao

Tambm pode ser chamado de Momento de estabilidade ou Momento de adriamento


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Teste de Inclinao


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Estabilidade para grandes ngulosQuando um navio est com banda

grande a nova linha dgua L1A1no cruza a linha dguacorrespondente flutuao sem

banda ( LA ) no plano desimetria; alm disso, os vetoresreferentes ao EMPUXO nacondio de flutuao sembanda e com banda no secruzam mais no METACENTRO

INICIAL, M, mas em outro pontoN, de modo que o brao doconjugado de endireitamento GZno mais: GZ = GM x sen

N

Para navios de costado reto pode ser adotada a

seguinte formula para grandes ngulos de inclinao


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Curvas Cruzadas de Estabilidade

Permite, para uma dada posiodo centro de gravidade (CG), adeterminao do brao deendireitamento em funo de umangulo de inclinao, para umdeslocamento constante.

Para a obteno destascurvas so usadas asBalizas j empregadas no

Plano de Linhas e Regras deIntegrao numricas.


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Em primeiro lugar, deve-se selecionar alguns valores de deslocamento(consequentemente de calado) e de ngulos de banda para os quais sero calculadosos braos de endireitamento.

A principio a posio (G0) pode ser considerada qualquer desde que se faa a

devida correo.Cada linha dgua traada intercepta cada uma das balizas, definindo a reaimersa de cada uma delas. Assim para cada baliza, pode-se calcular sua rea e o seumomento esttico em relao ao eixo perpendicular a linha dgua que passa peloponto (G0) .

Uma integrao simples aolongo do comprimento definiro deslocamento e a posiotransversal do centro decarena. O valor encontradopara a posio do centro decarena o prprio brao deendireitamento. Uma vez que oeixo de referencia passa pelocentro de gravidade dereferencia

O valor encontrado para a posio do centro de carena o prprio brao de endireitamento.


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Correo da posio vertical do centro de gravidade

Para permitir uma ajuste da posio vertical do centro de

massa, de (G0) para (G) realizada uma correo senoidal emtodos os ngulos lidos

GZ = G0Z0 G0G sen


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Correo da posio horizontal do centro de gravidade

Se o centro de gravidade no se encontra na linha de centro

da embarcao, deve ser efetuada tambm uma correo

cossenoidal, corrigindo o centro de gravidade de G para G1

G1Z1 = GZ G1G cos


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Curvas de Estabilidade Esttica

De modo geral, a forma de

representar as caractersticas deestabilidade de um navio agrandes ngulos de inclinao atravs de curvas cujas abscissasrepresentam os ngulos de banda

() e as ordenadas o Brao doconjugado de Endireitamento.Podem ser traadas vrias curvasde estabilidade de um mesmonavio variando-se os valores de

deslocamento e de KG.


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Nesta ilustrao, o navio est flutuando adriado.

Como no h nenhuma fora externa atuando no

navio, o ngulo de inclinao de 0

Por conta do centro de gravidade e de

carena, G e B estarem na linha decentro, o brao de endireitamento GZ 0

m


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Quando o navio comea a adernar devido auma fora externa, GZ comea a aumentar.


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Quando o adernamento aumenta, as linhas de aode G e B passam a divergir, resultando em umgrande momento de endireitamento

O centro de carena Bcontinua a se mover para o

lado mais submerso


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Reduo da estabilidade,

generalizando, to logo h uma

imerso do convs, ou a emerso

do bojo

Nesta fase o bojo emerge resultando emum decrscimo na rea do plano de

flutuao e consequentemente em BM


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Quando o navio atinge um ngulo de inclinao em

que o centro de gravidade G e o de carena B

atuam na mesma linha vertical, o brao de

endireitamento 0 e no existe momento

restaurador


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Se o navio inclinar alm deste ngulo de banda,

o centro de gravidade G ir se deslocar para o

lado errado da linha vertical projetada pelo

centro de carena B resultando em u m momento

no qual o navio emborca


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Curvas Cruzadas de Estabilidade Curva de Estabilidade Esttica


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Consideraes da curva de estabilidade esttica

Inclinao prximo origemPara pequenos ngulos de inclinao, o brao de alavanca proporcional inclinao da

curva e o metacentro efetivamente um ponto fixo. Ento tm-se que a tangente curva

de GZ na origem representa a altura metacntrica GM. Isto significa que a altura inicial

metacntrica GM pode ser de grande importncia para a forma da curva, principalmente

para ngulos pequenos de inclinao.

57.3 = 1 radianos


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Valor mximo GZO valor mximo de GZ definido pelo ngulo que gera o maior brao de adriamento. Seu valore o ngulo em que ela ocorre so importantes. A forma da embarcao acima da linha deflutuao de grande importncia para o valor mximo possvel do brao de alavanca deestabilidade.

Faixa de EstabilidadeEm algum ngulo de inclinao(s vezes at maior que 90 graus) ovalor GZ cai zero e at mesmo

torna-se negativo para inclinaesmaiores. este ngulo conhecidocomo o ngulo de limite deestabilidade. A gama de ngulospara o qual GZ positivo conhecida como a faixa deestabilidade. Esse intervalo de

grande importncia para a reamxima atingvel sob a curva deestabilidade e, portanto, tambmsobre a energia potencial mxima quea estrutura pode absorver atravs deum movimento de roll (balano) .


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ngulo de imerso da borda do convsPara a maioria das estruturas flutuantes, h um ponto de inflexo na curva de estabilidade, o quecorresponde aproximadamente ao ngulo em que borda do convs fica imersa. Este ponto no de

tanto de interesse por si s, porm, proporciona orientao ao designer sobre possveis efeito dealteraes de projeto sobre a estabilidade. O formato da embarcao acima da linha de flutuao podeter uma grande influncia sobre sua estabilidade esttica. Mais ou menos a mesma declarao podeser feita quando o bojo emerge, por conta da diminuio da largura da linha d'gua.

rea sob a curva de estabilidade estticaUm parmetro importante quando analisar as propriedades de estabilidade de uma estrutura

flutuante o trabalho que tem de ser feito para alcanar um ngulo de inclinao determinado. Istosignifica que a rea sob a curva de estabilidade esttica um valor importante para aavaliao das propriedades de estabilidade. Ela representa a capacidade da estrutura flutuantepara absorver a energia de inclinao transmitida pelos ventos, ondas ou qualquer outro efeitoexterno.


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Efeito do GM sobre a curva de estabilidade


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Efeito da borda-livre sobre a estabilidade

Assim sendo, embora a borda-livre normalmente contribua para melhorar

as caractersticas da Curva de Estabilidade, preciso considerar todosos efeitos do aumento da borda-livre, principalmente a elevao do

centro de gravidade que diminuir GM, prejudicando as caractersticas

de estabilidade inicial.

O navio da curva I temborda-livre maior do que

o da curva II


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Efeito da bocaA altura metacntrica, to como os momentos deadriamento em pequenos ngulos de inclinao,crescem por conta do aumento da boca devido o valor

do momento de inercia da linha dgua crescer,contando com a contribuio da pequena mudana novolume submerso e as posies verticais do centro decarena e de gravidade

Concluso: Para aumentar a altura metacntrica GM:

Aumentando a boca, B

Diminuindo o calado, T

Abaixando o centro de gravidade (KG)

Aumentar a borda livre ira aumentar o KG, mas ir melhorar aestabilidade em grandes ngulos de inclinao.


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Altura metacntrica adequada

Deve ser grande o suficiente para satisfazer

os requerimentos da regras estatutrias.

Usualmente a plena carga e completamente

carregado, GM ~0,04B

Um GM muito grande ir resultar em perodos de balano muito curtos.Essa frequncia de balano muito alta causa desconforto na tripulao e

eventuais passageiros, devendo tambm ser evitada.


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Vdeo

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