Estudo Numérico e Experimental Assistido de um Iate a Vela com o uso de Strain Gages

Este estudo foi realizado como o objetivo de pesquisar atividades relacionadas ao design inovador e à fabricação de um pequeno iate à vela (chamado de LED - Linen Epoxy Dinghy). Estas atividades foram realizadas pelo Dipartimento di Ingegneria Chimica, Gestionale, Informatica e Meccanica (Departamento de Engenharia Química, Gestão, Informática e Mecânica) da Universidade de Palermo, em cooperação com a Facoltà di Ingegneria e Architettura (Faculdade de Engenharia e Arquitetura) da Universidade de Enna Kore. O objetivo foi avaliar o campo de deformação de um iate à vela tipo SKIFF de 15" usando strain gages e comparar a avaliação experimental com a previsão do modelo Método de Elementos Finitos (FEM - Finite Element Method).

Durante a aplicação do sistema de carga, os resultados obtidos das simulações numéricas preliminares com FEM identificaram as áreas deformadas mais críticas, localizadas no casco (fig. 1) e nos reforços internos transversais e longitudinais (fig. 2). O material do casco é, em particular uma estrutura em forma de sanduiche composta por Linho Plástico Reforçado laminado e por cortiça aglomerada como núcleo. Componentes de deformação foram medidos na parte interna do casco, por meio de quatro rosetas de 3 grades da HBM, modelo RY81-6/350 e uma roseta de compensação térmica. Os locais de máxima deformação normal nos reforços transversais e longitudinais do iate (feitos de madeira compensada marítima) também foram considerados, instalando quatro strain gages LY11-6/350 da HBM e um strain gage de compensação térmica.

Fig. 1
Fig. 2

Cada grade foi prendida por um esquema de quatro fios e protegida com tinta de poliuretano tipo PU140 da HBM e uma camada de silicone selante tipo SG250 da HBM (fig.3 e 4) em todas as instalações.

Uma configuração de carga foi reproduzida em laboratório, simulando um cenário de carga atuando no barco durante condições típicas de navegação (fig.5).

A medição de sinais dos strain gages foi transportada usando pontes de Wheatstone. Os sinais adquiridos, coletados ao longo de um intervalo de tempo suficiente para se atingir um comportamento estabilizado, foram então processados para se obter o completo estado de deformação e comparar com os resultados númericos FEM equivalentes.

A correspondência dos resultados experimental e numérico foram bem satisfatórios, permitindo concluir que o modelo FEM é confiável. Além disso, a confiança adquirida sobre a confiabilidade dos dados de medição abriu uma porta para uma campanha experimental de medições no local, durante condições de navegação reais. Este procedimento necessitará de uma conexão de um controlador de strain gage com um transponder e um sistema GPS.

Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

O cliente

Universidade de Palermo

Pesquisadores:

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

Universidade de Enna Kore

Pesquisador:

  • Prof. Davide Tumino
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