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PROJETO ESTRUTURAL- FALHASAlunos:Guilherme MarinMaria Eduarda FelippeVitor NazrioTiago VazPROJETO ESTRUTURAL- FALHASFadiga Flambagem Fratura frgil Monitoramento e Classificao2FADIGAO termo fadiga aplica-se ao fenmeno respeitante s alteraes de propriedades dos materiais em resultados de solicitaes cclicas...... o enfraquecimento profressivo de uma pea ou estrutura sujeita a solicitaes variveis e que ao fim de um determinado perodo conduzem rotura.

3FADIGAOs processos de degradao estrutural,tais como trincas devidas fadiga, esto sempre presentes ao longo da operao de embarcaes.A anlise de fadiga tem como objetivo garantir que todos os componentes estruturais expostos a uma carga dinmica tenham uma vida fadiga adequada.

4FADIGAModo de falha:Descontinuidade do plano cristalino;Propagao de trinca na descontinuidade;Colapso por fratura frgil;

5FADIGACrescimento de trinca (caso superficial):

6FADIGAEtapas de projeto e dimensionamento

O diagrama semilogaritmico mais usado para caracterizar a rotura por fadiga a curva de Wohler ou diagrama S-N; este diagrama caracteriza a fadiga multicclica.Para solicitaes abaixo de um determinado nvel de tenses, no ocorrem danos visveis de fadiga; chama-se a esta zona de segurana e a correspondente tenso mais elevada, a tenso limite da fadiga.A vida em fadiga calculada fornece uma base para o projeto estrutural (seleo do tipo de ao, dimensionamento dos escantilhes e detalhes locais)7FADIGACurva de Wohler;

8FADIGALei de Paris-ErdoganPropagao de trinca por nmero de ciclos;

Onde mf e C so constantes do material e DK o fator de intensidade de tenses;

Onde a a dimenso da trinca Y(a) fator geomtrico (se em superfcie ou interna), DSmf o valor da amplitude de tensoDSmf = DS.Kf, onde Kf o fator de concentrao de tenses devido geometria e DS a tenso nominal;

9FADIGAPara melhores aproximaes utilizado o MEF determinando as tenses atuantes.

10FADIGAPossiveis locais para ocorrer fadiga em embarcaes:

11FADIGA A fadiga no casco causada pelo movimento oscilatrio das ondas, que induzem tenses alternantes.

12FADIGA...identificar regies da estrutura vulnerveis ao fenmeno de fadiga, possibilitando uma otimizao da estrutura em uma fase de projeto, ou um dimensionamento de um programa de inspees, durante a sua fase Operativa.O procedimento de clculo de vida a fadiga altamente dependente da avaliao das dimenses da trinca...13Flambagemfenmeno que ocorre quando uma carga axial de compresso, atuando em uma barra, ocasiona uma flexo lateral, rompendo (inutilizando) a pea com uma carga menor que a carga de ruptura a compresso simples.

FlambagemCarca de Euler (1757)

E - Mdulo de elasticidade para o materialI - Menor momento de inrcia da seo transversalL - Comprimento da coluna, extremidades presas por pinos.

FlambagemTenso crtica

r menor raio de girao,

FlambagemFlambagem em Navios

FlambagemElementos estruturais

FlambagemColapso global de um navio na condio de alquebramento.

FlambagemOs modos de falha mais importantes citados por Sheik et al. (2001) so os seguintes:(a). Falha global induzida pela placa.(b). Falha global induzida pelo reforo.(c). Falha da placa.(d). Flambagem torcional dos reforos.

FlambagemA flambagem torcional (tripping) do reforo evitado pelos projetistas por ser mais perigoso que qualquer outro modo de falha, por ter a caracterstica de ser repentino. O reforo perde sua rigidez, fazendo com que a chapa suporte a carga total que atua sob o painel, comprometendo a sua integridade estrutural.FlambagemDeformada do painel com modo de falha por tripping

Mtodo dos elementos finitos utilizado para a simulao do tripping em reforos de navios.Flambagem

Seqncia de falhas dos elementosdo fundo do navio antes do momento ltimo.FlambagemModelo reduzido (ps-colapso)

FraturaTodos os materiais se rompem quando submetidos a um carregamento, podendo ocorrer de duas formas se deformando antes de ceder (fratura dctil) ou cedendo rapidamente quando submetido a um carregamento (fratura frgil).

Exemplo fratura frgilExemplo fratura dctilFratura Dctil:

Material se deforma;

Processo lento;

Considerada estvel;

Fratura Frgil:Material pouco se deforma;

Processo rpido;

Considerada instvel;

Fratura

Grfico Temperatura x Energia ImpactoTeste CharpyControle de qualidade de resistncia do ao tradicionalmente monitorada pelo teste Charpy.https://www.youtube.com/watch?v=tpGhqQvftAoFratura FrgilNavios tipo Liberty, 2 Guerra Mundial:

Construdos 4694 navios;

1829 sofreram fratura frgil;

233 catastrficos;

19 casos navios partiram ao meio.Fratura Frgil

Navios tipo Liberty, 2 Guerra Mundial.Fratura FrgilNavio tipo Liberty, 2 Guerra Mundial.

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEm todas as fases de projeto de uma nova embarcao importante estar ciente das regras e legislaes vigentes para garantir que a embarcao seja classificada e possa navegar legalmente.Regras (aceitao voluntria) Sociedades ClassificadorasLegislao (obrigatrio) Organizaes Internacionais (IMO)MONITORAMENTO E CLASSIFICAOSOCIEDADES CLASSIFICADORASSo organizaes que estabelecem e aplicam normas tcnicasrelacionadas com o projeto, construo e inspeo de instalaes martimas, incluindo navios e plataformas offshore.A maioria dos navios so construdos e inspecionados de acordo com Regras desenvolvidas e publicadas por SociedadesClassificadoras. Um navio projetado e construdo de acordo com as regras de uma SC pode requerer um certificado de classificao dessa sociedade. O Certificado emitido aps a concluso das inspees relevantes.A SC estar presente antes, durante e aps a construo do navio.MONITORAMENTO E CLASSIFICAOAntenor Martins inspetor da DNV comenta sobre a vistoria durante a construo:Nesta etapa, as inspees realizadas por nossa equipe verificam a conformidade da estrutura dos blocos do casco de acordo com os desenhos aprovados pela DNV a fim de assegurar o cumprimento das observaes feitas pela entidade na fase de aprovao dos desenhos. A esta checagem, somam-se as inspees visuais e dimensionais de espessuras de chapas, tipos de perfis, alinhamentos e soldas. MONITORAMENTO E CLASSIFICAO

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOAo longo da construo da estrutura dos navios, entidade certificadora e estaleiro realizam inmeros e constantes testes e ensaios de conformidade das soldas. Estes Ensaios No Destrutivos (END) constituem importante ferramenta para o controle de qualidade dos cascos assim como dos servios de construo dos componentes da estrutura naval, especialmente em juntas e soldagem.

Entre as tcnicas utilizadas esto: o ensaio visual, ultrassom, partculas magnticas, lquidos penetrantes e radiografia. Aps a edificao dos blocos, alm dos testes de END, outros ensaios para verificao da montagem destas peas so realizados no estaleiro, entre estes, os testes de estanqueidade em tanques e outros compartimentos estanques da embarcao.MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEnsaios No DestrutivosSo tcnicas utilizadas na inspeo de materiais e equipamentos sem danific-los, sendo executados nas etapas de fabricao, construo, montagem e manuteno

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEND- ULTRA-SOMDetecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenmeno de reflexo de ondas acsticas quando encontram obstculos sua propagao, dentro do material. A espessura e a corroso podem ser determinadas com extrema facilidade e preciso. o mtodo no destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento, para a deteco de descontinuidades internas nos materiais.

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEND- ULTRA-SOM

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEND- RADIOGRAFIAO mtodo est baseado na mudana da atenuao da radiao eletromagntica (Raios X ou Gama) causada pela presena de descontinuidades internas, quando a radiao passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiogrfico ou em um intensificador de imagem.

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOEND- RADIOGRAFIASeu enorme campo de aplicao inclui o ensaio em soldas de chapas para tanques, navios, oleodutos, plataformas offshore.

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOVeculo capaz de realizar a inspeomesmo com o navioem movimento, o que reduz ainda mais o tempo do trabalho.

O coordenador do projeto garante que possvel garantir com grande preciso a integridade estrutural dos navios.

END- PROJETOS EM ANDAMENTOMONITORAMENTO E CLASSIFICAOVantagens: Programar manutenes;Reduzir o valor do seguro; Evitar acidentes de graves consequncias para o meio ambiente e para a imagem das empresas.END- PROJETOS EM ANDAMENTOMONITORAMENTO E CLASSIFICAOCada navio sujeito a um programa especfico de inspeo aps incio de operao. Inspeo anualInspeo especial de renovao

A inspeo anual ir depender da situao que a embarcao se encontra e dos testes solicitados pelo inspetor. Pode ser realizada em algumas horas ou demorar alguns dias.MONITORAMENTO E CLASSIFICAONormalmente a inspeo especial ocorre aps cinco anos inclui um exame in-water e out-water para verificar a estrutura, mquinas principais e auxiliares. O exame inclui tambm medies da espessura por ultrasson e outros testes que podem variar com a regra e o inspetor responsvel.

MONITORAMENTO E CLASSIFICAOO objetivo da inspeo especial verificar se a embarcao mantm a integridade estrutural e identificar reas que exibem corroso substancial, deformao significativa, fraturas e outros danos.Dependendo da dimenso, idade e tipo do navio a inspeo especial pode durar vrias semanas.Refernciashttp://www.oceanica.ufrj.br/intranet/teses/2010_mestrado_john_chujutalli.pdf

http://202.114.89.60/resource/pdf/340.pdf

http://www.ipen.org.br/Artigos-congresso23-Sobena/SOBENA2010-48.pdf

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/3779571246094/TN-C1f1.pdf

http://www.enautica.pt/publico/professores/jemilio/pdf/REG&DIR/Classifica%C3%A7%C3%A3o%20de%20navios-V2.pdf

http://www.mar.ist.utl.pt/mventura/Projecto-Navios-I/PT/PN1.2.1-Regras%20e%20Regulamentos.pdf