mecanica de fluidos
Páginas: 64 (15910 palabras)
Publicado: 30 de mayo de 2014
ESCUELII SUPERIOR POLITECWICA DEL LITORAL
F 8 d d de lagenieria Madtima y Qeacias d d Mar
ANALISIS PRELIMINAR DE L A ESTRUCTURA
DE UN
SUBMARINO DE SERVICIO TURlSTICO EMPLEANDO
EL METODU DE ELEMENTOS FlNiTOS
TESIS DE GRADO
Previa a la obtenci6n del Titulo de:
INGENIERO NAVAL
Presentado por:
Patrick Roger Townsend VaIencia
-
Guaympil Ecuadot
1993
D E C L A R A C I ON
E X P R E S A
..
I'
Y
La
responsabilidad
doctr inas
corresponden
nio
por
expuest0s
en
exclusivamente;
intelectual
que
contiene
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
hechos,
10s
DEL
ideas
esta
y,
la
tesis, me
el
patrimo-
misma,
LITORAL
' I .
(Reglamento de Exhenes y Titulos profesionales
a
la
Ing. NestorAlejandro 0.
Jose Marin.,Ph. D.
Presidente del Tribunal
Director de Tesis
dg!
Rail1 Coello
Miembro Principal
Miembro Principal
A G R A D E C I M I E N T O
A todas las personas que me
ayudaron
durante
mis
estudios, y muy en especial
a1 DR. JOSE MARIN que h i z o
posible la culminaci6n de
este trabajo, y a mi Hermano Jose que me facilit6 su
computador.
D E D IC A T O R I A
A r i PADRES, quienes
ns
incondicionalmente siempre
me brindaron todo eu apoyo.
R E S U M E N
La presente Tesis desarrolla el andlisis de la
estructura
de
un
submarino
de
servicio
turistico,
disefiado para operar en las Islas Galapagos.
Se emplea
el Mdtodo de Elementos Finitos, MEF, en tres niveles:
global, modular y local, utilizando elprograma SAP80
( "Structural
Analysis Program 80" 1,
cuya
libreria
incluye elementos cuadrildteros planos, longitudinales y
sblidos.
Se tuvo la limitante de no disponer elementos
triangulares muy necesarios en la discretizacidn de
sistemas tridimensionales.
La estructura ha sido sometida a la carga critica
de destrucci6n (profundidad de 100 metros), y, a las
fuerzasdinhicas de impacto, generadas por un golpe de
la estructura con el fondo.
La nave bajo estas
condiciones, sufre un "aplastamiento vertical" debido a
que
las fuerzas netas de
compresidn verticales son
mayores a las horizontales, por la forma no circular del
casco resistente.
Los mamparos transversales absorben
este aplastamiento, presentadose la mayor deformacibn en
10scompartimientos entre
mamparos con escotillas.
ha llegado dnicamente a determinar que
10s
mamparos
se
destruccidn, debido
produce,
a
que
a
la
Se
el colapso en
profundidad
la estructura
de
se vuelve
inestable, a1 alcanzar la carpa critica de pandeo.
Del
analisis
modular,
se
concluye
que
el
aplastamiento del forro se incrementa por elimpacto, de
tal
forma que
a
la profundidad
de
destruccibn, la
ruptura se produce hacia el forro interior en la uni6n
con
las
cuadernas.
El
analisis
local muestra
principalmente la influencia de 10s aligeramientos sobre
la superficie de las cuadernas, 10s cuales disminuyen
10s esfuerzos compresivos del anillo, lo que afecta a1
forro interior.
INDICEGENERAL
p&3
RESUMEN ............................................
VII
INDICE GENERAL.....................................
IX
INDICE DE FIGURAS..................................
X
INDICE DE TABLAS...................................
xi11
INTRODUCCION.......................................
1
I.
4
GENERALIDADES.................................
1.1. Descripcibn de10s elementos
estructurales de un submarino............
1.2. Fuerzas actuantes sobre la estructura
de un submarino..........................
1.3. Fallas tipicas en la estructura de un
submarino................................
1.4. Detalle estructural del submarino a
analizar .................................
4
11
12
15
I1 . ANALISIS GLOBAL DE LA ESTRUCTURA .................
F 8 d d de lagenieria Madtima y Qeacias d d Mar
ANALISIS PRELIMINAR DE L A ESTRUCTURA
DE UN
SUBMARINO DE SERVICIO TURlSTICO EMPLEANDO
EL METODU DE ELEMENTOS FlNiTOS
TESIS DE GRADO
Previa a la obtenci6n del Titulo de:
INGENIERO NAVAL
Presentado por:
Patrick Roger Townsend VaIencia
-
Guaympil Ecuadot
1993
D E C L A R A C I ON
E X P R E S A
..
I'
Y
La
responsabilidad
doctr inas
corresponden
nio
por
expuest0s
en
exclusivamente;
intelectual
que
contiene
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
hechos,
10s
DEL
ideas
esta
y,
la
tesis, me
el
patrimo-
misma,
LITORAL
' I .
(Reglamento de Exhenes y Titulos profesionales
a
la
Ing. NestorAlejandro 0.
Jose Marin.,Ph. D.
Presidente del Tribunal
Director de Tesis
dg!
Rail1 Coello
Miembro Principal
Miembro Principal
A G R A D E C I M I E N T O
A todas las personas que me
ayudaron
durante
mis
estudios, y muy en especial
a1 DR. JOSE MARIN que h i z o
posible la culminaci6n de
este trabajo, y a mi Hermano Jose que me facilit6 su
computador.
D E D IC A T O R I A
A r i PADRES, quienes
ns
incondicionalmente siempre
me brindaron todo eu apoyo.
R E S U M E N
La presente Tesis desarrolla el andlisis de la
estructura
de
un
submarino
de
servicio
turistico,
disefiado para operar en las Islas Galapagos.
Se emplea
el Mdtodo de Elementos Finitos, MEF, en tres niveles:
global, modular y local, utilizando elprograma SAP80
( "Structural
Analysis Program 80" 1,
cuya
libreria
incluye elementos cuadrildteros planos, longitudinales y
sblidos.
Se tuvo la limitante de no disponer elementos
triangulares muy necesarios en la discretizacidn de
sistemas tridimensionales.
La estructura ha sido sometida a la carga critica
de destrucci6n (profundidad de 100 metros), y, a las
fuerzasdinhicas de impacto, generadas por un golpe de
la estructura con el fondo.
La nave bajo estas
condiciones, sufre un "aplastamiento vertical" debido a
que
las fuerzas netas de
compresidn verticales son
mayores a las horizontales, por la forma no circular del
casco resistente.
Los mamparos transversales absorben
este aplastamiento, presentadose la mayor deformacibn en
10scompartimientos entre
mamparos con escotillas.
ha llegado dnicamente a determinar que
10s
mamparos
se
destruccidn, debido
produce,
a
que
a
la
Se
el colapso en
profundidad
la estructura
de
se vuelve
inestable, a1 alcanzar la carpa critica de pandeo.
Del
analisis
modular,
se
concluye
que
el
aplastamiento del forro se incrementa por elimpacto, de
tal
forma que
a
la profundidad
de
destruccibn, la
ruptura se produce hacia el forro interior en la uni6n
con
las
cuadernas.
El
analisis
local muestra
principalmente la influencia de 10s aligeramientos sobre
la superficie de las cuadernas, 10s cuales disminuyen
10s esfuerzos compresivos del anillo, lo que afecta a1
forro interior.
INDICEGENERAL
p&3
RESUMEN ............................................
VII
INDICE GENERAL.....................................
IX
INDICE DE FIGURAS..................................
X
INDICE DE TABLAS...................................
xi11
INTRODUCCION.......................................
1
I.
4
GENERALIDADES.................................
1.1. Descripcibn de10s elementos
estructurales de un submarino............
1.2. Fuerzas actuantes sobre la estructura
de un submarino..........................
1.3. Fallas tipicas en la estructura de un
submarino................................
1.4. Detalle estructural del submarino a
analizar .................................
4
11
12
15
I1 . ANALISIS GLOBAL DE LA ESTRUCTURA .................
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