Estudio numérico y experimental de un velero de regatas, con la ayuda de galgas extensométricas

Este estudio se ha llevado a cabo en el marco de actividades de investigación sobre diseño innovador y fabricación de un pequeño velero de regatas (denominado LED, Linen Epoxy Dinghy). La investigación ha sido realizada por el Dipartimento di Ingegneria Chimica, Gestionale, Informatica e Meccanica de la Universidad de Palermo, en colaboración con la Facoltà di Ingegneria e Architettura de la Universidad de Enna Kore, ambas en Silicia. El objetivo consistía en evaluar las deformaciones de un velero de regatas tipo SKIFF de 15 pies con ayuda de galgas extensométricas, y comparar los datos experimentales con las predicciones de un modelo de elementos finitos (FEM).

Los resultados FEM obtenidos en simulaciones numéricas preliminares habían permitido identificar las zonas de deformación más críticas, situadas en el casco (Fig. 1) y en los refuerzos interiores transversales y longitudinales (Fig. 2). En concreto, el material del casco es una estructura tipo sandwich compuesta por laminados exteriores de plástico reforzado con lino y un núcleo de corcho aglomerado. Los componentes de la deformación se midieron en la cara interna del casco, utilizando cuatro rosetas de tres rejillas HBM tipo RY81-6/350 y una roseta de compensación térmica. También se tuvieron en cuenta las deformaciones máximas normales en los refuerzos transversales y longitudinales del velero (que están construidos en contrachapado marino); para ello se instalaron cuatro galgas extensométricas de una sola rejilla HBM tipo LY11-6/350 más una galga extensométrica de compensación térmica.

Fig. 1
Fig. 2

En todas las instalaciones, cada rejilla individual se cableó siguiendo un esquema de cuatro hilos, y se protegió con pintura de poliuretano HBM tipo SG250 (Fig. 3 y 4).

Se reprodujo en el laboratorio una configuración de carga, simulando el escenario de cargas que actúa sobre la embarcación en las condiciones típicas de una regata (Fig. 5).

La medición de las señales de las galgas extensométricas se llevó a cabo utilizando puentes de Wheatstone. Las señales adquiridas, muestreadas a lo largo de una ventana temporal suficiente como para alcanzar un comportamiento estable, se procesaron para obtener un estado de deformación completo, que se comparó con los resultados del modelo FEM numérico.

La correlación entre los resultados numéricos y experimentales resultó muy satisfactoria y sirvió para confirmar la fiabilidad del modelo de elementos finitos. De hecho, la confianza que se obtenido acerca de la fiabilidad de los datos de medición ha abierto la puerta a una campaña experimental de mediciones sobre el terreno, en condiciones reales de navegación. Para ello será preciso conectar un controlador de galgas extensométricas a un transpondedor y a un GPS.

Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

El cliente

Universidad de Palermo

Los investigadores:

  • Prof. Antonio Mancuso
  • Prof. Giuseppe Pitarresi
  • Giovan Battista Trinca

Universidad de Enna Kore

Los investigadores:

  • Prof. Davide Tumino
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