Vérification de la tenue de la structure d implantation d un support enrouleur de chalut
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- Zoé Sylvain
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1 Client / Customer: Object / Subject: Vérification de la tenue de la structure d implantation d un support enrouleur de chalut A 15/11/2010 Indice d origine PS JC Note de révision / Rédigé par / Date Issue description Written by Ind. / Rev. Vérifié par / Checked by Bureau d études navales et industrielles / Suivi d affaire / Mesures d épaisseurs par ultrasons Naval and industrial engineering / Technical management / Ultrasonic thickness measurement
2 REFERENCES DOCUMENTAIRES Plans reçu de : - Plan OCEA n 077_310_01a : CATA 077 ARMEMENT PONT PRINCIPAL - Plan OCEA n 077_131_01b : CATA 077 ORSTOM STRUCTURE GENERAL 1/2 - Plan OCEA n 077_224_01d : CATA 077 PONT SUPERIEUR - Plan OCEA n 077_214_01 i : CATA 077 PONT PRINCIPAL - Plan OCEA n 077_111_01 : CATAMARAN DE RECHERCHE OCEANOGRAPHIQUE CARACTERISTIQUES - Dossier de stabilité Catamaran Océanographique de 34.5m «ANTEA» CARACTERISTIQUES NAVIRES (Issue du dossier de stabilité) - Longueur du navire (hors tout) : 34.95m - Longueur du navire à la flottaison : 32m - Largeur du navire (hors membres) : 11.95m - Tirant d eau max : 3.32m - Tirant d eau lège : 2.24m - Déplacement navire lège : 321 tonnes - Coefficient de bloc - Cb = 0.642= (V/LBC) - Hauteur du centre de gravité KG=5.217m/OH - Module de stabilité GM=7.98m/OH - Vitesse : 11 nœuds Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 2
3 SOMMAIRE 1. Objet de l étude Modèle géométrique Cas de chargement : Cas de chargement N 1 : Mer de l avant (Chalut sur enrouleur) Cas de chargement N 2 : Mer de travers (Chalut sur enrouleur) Cas de chargement N 3 : Mer de l avant (Chalut à la mer) Cas de chargement N 4 : Mer de travers (Chalut à la mer) Données mécaniques Méthode de calcul Matériaux Conditions aux limites Cas de chargement N 1 : Mer de l avant (chalut sur enrouleur) Contrainte normale Contrainte de VON MISES Déformée Cisaillement Cas de chargement N 2 Mer de travers Chalut sur enrouleur Contrainte normale Contrainte de VON MISES Déformée Cisaillement Cas de chargement N 3 Mer de l avant Chalut à la mer Contrainte normale Contrainte de VON MISES Déformée Cisaillement Cas de chargement N 4 Mer de travers Chalut à la mer Contrainte normale Contrainte de VON MISES Déformée Cisaillement Conclusion Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 3
4 1. Objet de l étude L étude consistera en la rédaction d une note de calcul relative à la vérification de tenue de la plateforme support enrouleur de chalut. 2. Modèle géométrique Le pont supérieur ainsi que la plateforme enrouleur de chalut sont modélisés en poutre et plaque à l aide du logiciel RDM Le Mans, module Ossatures Structure plateforme: - Tôle aluminium 5083 H111 Epaisseur 8mm et 12 mm - Epontille aluminium 6060T5 Ø140 épaisseur 5mm Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 4
5 3. Cas de chargement : 3.1 Cas de chargement N 1 : Mer de l avant (Chal ut sur enrouleur) (Effort de tangage + Pilonnement) γ verticale =1.5g - γ longitudinale =0.3g Effort vertical du au treuil : Fz=-10000x1.5=-15000N Effort longitudinal du au treuil : Fx=-10000x0.3=-3000N Effort vertical du au Chalut : Fz=-20000x1.5=-30000N Effort longitudinal du au chalut : Fx=-20000x0.3=-6000N 3.2 Cas de chargement N 2 : Mer de travers (Chal ut sur enrouleur) (Effort de roulis + Pilonnement) γ verticale =1.5g - γ transversale =0.4g Effort vertical du au treuil : Fz=-10000x1.5=-15000N Effort transversal du au treuil : Fx=10000x0.4=4000N Effort vertical du au Chalut : Fz=-20000x1.5=-30000N Effort transversal du au chalut : Fx=20000x0.4=8000N 3.3 Cas de chargement N 3 : Mer de l avant (Chal ut à la mer) (Effort de tangage + Pilonnement + Effort sur chalut) γ verticale =1.5g - γ longitudinale =0.3g Effort vertical du au treuil : Fz=-10000x1.5=-15000N Effort transversal du au treuil : Fx=-10000x0.3=-3000N Effort vertical du au Chalut : Fz=-20000x1.5=-30000N Effort transversal du au chalut : Fx=-20000x0.3=-6000N Effort longitudinal appliqué au chalut : N Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 5
6 3.4 Cas de chargement N 4 : Mer de travers (Chal ut à la mer) (Effort de roulis + Pilonnement + Effort sur chalut) γ verticale =1.5g - γ transversale =0.4g Effort vertical du au treuil : Fz=-10000x1.5=-15000N Effort transversal du au treuil : Fx=10000x0.4=4000N Effort vertical du au Chalut : Fz=-20000x1.5=-30000N Effort transversal du au chalut : Fx=20000x0.4=8000N Effort longitudinal appliqué au chalut : N 4. Données mécaniques 4.1 Méthode de calcul La note de calcul se déroulera de la façon suivante : 90 σ c = MPa r τ xy s Vérification de la structure de la plateforme support enrouleur de chalut suivant les critères ci-dessous issue du 45 = MPa r Avec rs = r1 k s «Règlement pour la classification des navires Partie II Coque Chapitre 12» (k étant le coefficient d échantillonnage) k = = nr e k = 0.87 Avec n=1 dans le cas de l aluminium 5083 H111 Re = 115MPa Pour les tôles 5083 d épaisseur supérieure à 6mm r = r 1 k = 0.87 avec r 1 = 1 (Coefficient de navigation) s Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 6
7 90 90 σ c = MPa = = MPa r 0.87 s τ xy = MPa = = 51.72MPa rs 0.87 σadm= 103.5MPa et τadm=52mpa 4.2 Matériaux Les matériaux utilisés pour la confection du pont principal et supérieur, en liaison avec la plateforme support enrouleur de chalut Sont (Voir plan 077_224_01) : Aluminium 5083 H111 pour les tôles, - Résistance élastique : R e =115 MPa - Résistance à la rupture : R r = 275 MPa - Allongement maximal : A% = 16 - Module d Young : MPa Aluminium 6005 T5 pour les plats à boudins, - Résistance élastique : R e =215 MPa - Résistance à la rupture : R r = 260 MPa - Allongement maximal : A% = 8 - Module d Young : MPa Aluminium 6060 T5 pour les autres profilés, - Résistance élastique : R e =190 MPa - Résistance à la rupture : R r = 220 MPa - Allongement maximal : A% = 16 - Module d Young : MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 7
8 5. Conditions aux limites Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 8
9 6. Cas de chargement N 1 : Mer de l avant (chalut sur enrouleur) Effort de tangage + pilonnement 6.1 Contrainte normale La contrainte normale est acceptable car σ c = 20.76MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 9
10 6.2 Contrainte de VON MISES La contrainte de VON MISES est maximale dans la poutre114, à l intersection du C7.2 et du fût de grue La contrainte de VON MISES maximale est acceptable car σ c = 23.4MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 10
11 6.3 Déformée Déplacement maximal sur Z : 1.06mm Le déplacement est acceptable car : f = 1.06mm f L = f 13.6mm Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 11
12 6.4 Cisaillement L effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur : Tz=20015N T z τ = 52MPa S Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm² τ = = 10.5 MPa 1920 τ 52MPa La contrainte de cisaillement est donc acceptable Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 12
13 7. Cas de chargement N 2 Mer de travers Chalut sur enrouleur Effort de roulis + pilonnement 7.1 Contrainte normale La contrainte normale est acceptable car σ c = 22.80MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 13
14 7.2 Contrainte de VON MISES La contrainte de VON MISES est maximale dans la poutre 94, à l intersection du C8 et de la lisse à 850/ Axe navire La contrainte de VON MISES maximale est acceptable car σ c = 24.35MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 14
15 7.3 Déformée Déplacement maximal sur Z : 0.74mm f = 0.74mm Le déplacement est acceptable car : 7.4 Cisaillement f L = f 13.6mm L effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur : Tz=18460N T z τ = 52MPa S Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm² τ = = 9.61MPa 1920 τ 52MPa La contrainte de cisaillement est donc acceptable Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 15
16 8. Cas de chargement N 3 Mer de l avant Chalut à la mer Effort de tangage + pilonnement + Effort sur le chalut 8.1 Contrainte normale La contrainte normale est acceptable car σ c = 90.75MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 16
17 8.2 Contrainte de VON MISES La contrainte de VON MISES est maximale dans la poutre 114, à l intersection du C7.2 et du fût de grue La contrainte de VON MISES maximale est acceptable car σ c = 95.04MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 17
18 8.3 Déformée Déplacement maximal sur Z : 5.78mm Le déplacement est acceptable car : f = 5.78mm f L = f 13.6mm Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 18
19 8.4 Cisaillement L effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur : Tz=76637N T z τ = 52MPa S Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm² τ = = 39.91MPa 1920 τ 52MPa La contrainte de cisaillement est donc acceptable Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 19
20 9. Cas de chargement N 4 Mer de travers Chalut à la mer Effort de roulis + pilonnement + Effort sur le chalut 9.1 Contrainte normale La contrainte normale est acceptable car σ c = 86.95MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 20
21 9.2 Contrainte de VON MISES La contrainte de VON MISES est maximale dans la poutre 114, à l intersection du C7.2 et du fût de grue La contrainte de VON MISES maximale est acceptable car σ c = 92.21MPa MPa Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 21
22 9.3 Déformée Déplacement maximal sur Z : 5.38mm Le déplacement est acceptable car : f = 5.38mm f L = f 13.6mm Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 22
23 9.4 Cisaillement L effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur : Tz=75082N T z τ = 52MPa S Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm² τ = = 39.1MPa 1920 τ 52MPa La contrainte de cisaillement est donc acceptable 10. Conclusion La plateforme support Enrouleur de chalut défini par le plan N à 15 indice A Satisfait aux exigences de contraintes et déformée mentionnées dans le document B.V : «Règlement pour la classification des navires Partie II Coque Chapitre 12» Z:\Acad\8 Navires océanographiques\antea\ plateforme support treuil\4-calculs en cours\ note de calcul.doc 23
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