Análisis de la conexión estructural de una tobera instalada en popa de un remolcador de 8.5 ton de tiro estático

Abstract

Empleando el Método de Elementos Finitos, se analizaron dos modelos de la estructura de conexión de una tobera al casco del remolcador Suinli II de 8.5 toneladas de Tiro Estático. Se empezó representando en el espacio la estructura con el programa AutoCAD, y, para desarrollar el modelo estructural se utilizó el programa Sap2000, determinándose los niveles de esfuerzo y deflexión de la conexión original con cinco, y, una alternativa con tres planchas como soportes de la tobera. Se representó la estructura de Popa, los agarres, la tobera y el arbotante del eje, de un costado de la embarcación, y se restringió en traslación los nodos que conectaban con la estructura principal restante. Se redujo el espesor de las planchas de conexión en 1.5 mm para considerar el efecto de corrosión. En el primer modelo se utilizaron 27289, y en el segundo, 26317 elementos planos. Las cargas aplicadas fueron: la fuerza hidrodinámica por movimiento lateral del buque, la carga debido al máximo Tiro Estático, y, la fuerza de desbalance de la hélice. La Fuerza hidrodinámica lateral fue estimada como de 1619 kg, la fuerza debida al Tiro Estático fue de 2240 Kg, y, la fuerza de desbalance de 10 Kg. Los esfuerzos extremos encontrados en los dos casos fueron 2.04E+07 y 2.67E+07 Kg/m2, respectivamente, y se presentan en la conexión con el casco, en la plancha que está del costado donde se aplica la carga lateral. En ambos casos, este esfuerzo máximo se manifiesta en forma muy concentrada, esperándose, en la conexión alternativa, una pequeña zona de deformación permanente. En la estructura del Lazareto los esfuerzos resultaron bajos. Finalmente, en ambas conexiones, los desplazamientos relativos obtenidos para la tobera y el eje propulsor fueron menores a 1 mm en las tres direcciones, descartándose entonces la posibilidad de roce entre ellos.