Teoria Costruzioni Navali 2 (o 3)

COSTRUZIONI NAVALI 2.

24/8/2021

Su presentazione sono presenti dei libri utili al corso di cui uno è presente la versione e-book.

In presentazione c'è la guida per scaricare i manuali del RINA, AWS, ecc.

Scopo del corso:

Costruire le principali strutture della nave che devono resistere al carico applicato.

Noi vedremo:

• diversi tipi di carico.
• diversi tipi di cedimenti strutturali.
• diversi limiti.

Categorie di tipi di carico sulla nave:

In funzione della frequenza:

• carico statico
• carico dinamico a bassa frequenza
• carico dinamico ad alta frequenza
• carico di impatto

In funzione dell'area di applicazione:

• globale (longitudinale e trasversale)
• locali

Esempio:

carichi dinamici a bassa frequenza.

Dovuto al moto ondoso che impatta sullo scafo.Variazione della pressione sullo scafo dovuta alle oscillazioni dello scafo.

Carichi di impatto: carico che agisce per poco tempo (potete anche carichi impulsivi).Slamming: nave che con molte onde esce dall'acqua e ricade sbattendo sull'acqua.

Schemi strutturali

Forze e carichi (peso, spinta...)

Sollecitazione e carico: sforzo normale taglio

Prima di questo devo aver scelto il modello matematico di trave: Euler-Bernoulli o Timoshenko.

Stress e deformation in base a geometria e materiale scelto.

Per questo si deve descrivere lo stato limite a cui voglio portare l'elemento.

Se non voglio deformazione plastica mi devo dare come limite massimo lo sforzo.

Stato limite

Qualsiasi condizione in cui una struttura non è più in grado di portare a termini il ruolo per cui è stata pensata a causa dei carichi o degli effetti dovuti al carico.

• Ultimate or collapse limit state: la nave è morta, una struttura scompare.

• Serviceability limit state: struttura deformata che ad esempio non permette il funzionamento corretto delle gru di bordo.

Dobbiamo scegliere quale stato permettiamo di raggiungere, progettore per resistere al serviceability limit state potrebbe farci progettare una nave super resistente e pesante che non sarà mai necessaria lungo la vita della nave.

Alcuni campi non sono valutati per la loro già capacità intrinseca dei materiali da costruzione.

Tab slide 1.46. Tabella che indica quale stato limite si applica a un preciso elemento strutturale (plating, stiffeners, primary supporting members e hull girder (trave nave)).

Metodi di progetto

Una volta deciso lo stato limite devo scrivere un’equazione che sta tra la zona sicura e non sicura. Definendo il limite:

• 1. Parzial Safety Factor (PSF) che si applica considerando il trave nave (sono in gioco considerazioni statistiche)
• 2. il Working Stress Design (WSD) che tiene conto di stress ammissibile e accettabile

W_stat ≤ M_γR W_stat; W_dyn ≤ q_zR

dove m_γ è un fattore coefficiente di sicurezza, considererà tutte le incertezze di calcolo W_stat: carico statico W_dyn: carico dinamico R = capacità di risposta strutturale.

Equivalet design wave (pag. 53)

Def. Onda regolare che riproduce lo stesso valore di risposta dell'onda di riferimento. Sviluppo dei valori che hanno la maggior probabilità di massimizzare la risposta.

In generale l'onda è identificata da periodo, ampiezza e fase.

Es. A sen(wt+θ) faseampiezzaoperatore

Ovviamente la nave si comporta in modo diverso rispetto al tipo di onda che incontra. Posso rappresentare l'onda facendo variare tre valori. Per il comportamento/risposta della nave è importante anche l'angolo di incontro.

Le risposte della nave in base al tipo di onda (ampiezza in questo caso) sono rappresentate in un grafico. RAO

RESPONSEAMPLITUDEOPERATOR

Punto: risposta nave per la data ampiezza. La curva insieme ai punti vale per un determinato angolo di incontro β. Curva: equivalet design wave. Quella con risposta più alta è quella che prenderò in considerazione.

A pag. 56 delle slide ho la tabella con le righe delle varie onde e ad esempio quale effetto la determinata onda vuole.

Importazione tabella della prima esercitazione

Discretizzo da ₀ a _BE = 14.75 m con un _B/₇ = 14,75 m

intervallo _0.25.

Mentre in verticale con intervallo di mezzo metro.

La tabella ha tanti volor perdere i calcoli non ho

effettuo solo tutti sui punti usciti della retta

ma ando su tutti i punti inkm. discretizzate tiro

grafico

Continuazione esercitazione

28/8/2020

Ora MO calcolando HSU-Z.

Nel calcolo di PU, wl, sua avar tre condizione

da verificare non puo due. Quindi nella forma

del SE su excel dopo allungarla ten ET (1...)

Terza parte dell'esercitazione

BSP = Beam Sea (mare agitato)

Questo load case cerca di minimizzare l'effetto del mare

al traverso.

Questa condizione si moltiplica in : mare incontillato

e marcata oltre che destra e sinistra

(Starboard e Portside) [Viene tenuto in considerazione

da un particolare coefficiente]

N.B. nei casi precedenti il loff ky avere il

valore assoluto sua non bisogna piu metterlo.

Da ricordare in questo caso BSP la pressione

dritta e sinistra non e uguale (innatentica)

L’ultimo caso è il minimo di resistenza, cioè quando tutte le fibre della trave si sono plastificate.

Tutto questo si rivede nella slide n° 70.

Andamento della ε_x relativo all’aumento di curvatura x come visto prima.

Andamento elastico, perfettamente plastico.

Rel = W_rel · σ_3y

...

In modo simile quando arrivo ai:

...

Vediamo che: M = ∫_A σ_3y dA = σ_3y ∫_A (y/I) dA

Esempio su una sezione rettangolare

W_el = ^{b h³}/₃₂ = ^h²/₆

per due sopra e sotto

S₁, S₂ momenti statici delle due metà

Vediamo se abbiamo fatto bene i conti rispetto alla tabella

^W_pl/_Wel = ^h/₄ , ⁶/₄ = ³/₂ = 1.5 = ζ okay confermato

Ricordo che per questo settore l'andamento della tensione è:

W_{el, yσe} = ^{b (2 y_σe)3}/₁₂ · ¹/_yσe = ^{8 b y_σe3}/_{12 yσe} = ²/₃ b y_σe²

W_{pl, yσe} = (^{b y_σe · y_σe}/₂) · 2 = b · y_σe² momento statico parte superiore

^{- W_{el, yσe} + W_{pl, yσe}}/_Wel = ^{- 2/₃ b y_σe2 + b y_σe2}/_{^{b h²}/6} = ^{1/₃   b y_σe2}/_^b/6 = ¹/₃ (^{2 y_σe}/_h)²

Cosa succede dentro la trave all'aumentare della struttura?

Esempio: carico concentrato al centro su trave isostatica.

momento comportamento momento all'aumentare

limite

Ipotesi che la trave ha sezione rettangolare

• 1
• σy
• 2
• σ
• 3
• σ

nel vincolo zero tensioni.

Ora applico una forza maggiore in modo da superare

un valore di momento flettente elastico.

Avoe dare comunque lo stesso valore di prima di momento

resistente elastico.

Cosa succede ora nelle sezioni 1, 2, 3.

• 1
• 2
• 3
• 4

Aumento ulteriormente il carico con momento al centro

che raggiunge il momento resistente plastico.

• 1
• 2
• 3