Comportarea statică a unui planșeu naval confecționat din materiale compozite

Abstract

Materialele compozite sunt sisteme de două sau mai multe componente, ale căror proprietăţi se completează reciproc, rezultând un material cu proprietăţi superioare celor specifice fiecărui component în parte. Materialele compozite reprezintă unul dintre domeniile principale de cercetare în momentul actual fiind utilizate cu succes în realizarea de structuri performante în diferite ramuri ale industriei. În industria navală materialele compozite sunt utilizate cu succes în realizarea bărcilor, iahturilor, vapoare comerciale şi militare, submarine mici pentru cercetare, vase de coaziera, etc. Principalele avantaje aduse de materialele compozite sunt legate de reducerea greutății pentru a reduce costurile de operare și pentru a îmbunătăți eficiența, rezistența la coroziune pentru funcționarea fără deteriorare, creșterea rezistenței la tracțiune pentru durabilitate mai ușoară, și izolarea termică. În ultimul timp ca o soluţie alternativă în construcţiile navale a apărut o nouă combinaţie de material. Noul concept SPS (sandwich plate system), care ar putea să revoluţioneze construcţia navelor. În aceasta metoda se înlocuiesc planşeele clasice cu o structură din oţel rigidizat cu un elastomer (poliuretan). Acestă metodă are și un dezavantaj care constă în sensibilitatea îmbinărilor sudate la coroziune şi la oboseală. În cazul SPS-ului spaţiul dintre două plăci de oţel este umplut cu un elastomer. Lucrarea este structurată în trei capitole. În primul capitol sunt prezentate câteva informaţii generale despre materiale compozite. Capitolul doi prezintă utilitatea materialelor compozite în domeniul naval. Capitolul trei cuprinde un studiu asupra analizei statice a unui planşeu naval confecţionat din materiale compozite tip sandwich. Folosind metoda elementelor finite cu ajutorul programului COSMOS/M am obținut modelarea unui planseu naval cu o lungime de 5m şi o lățime de 2.5m în doua cazuri distincte şi anume: planseul si nervurile confecționate din oțel şi planseul confecționat din material compozit tip sandwich otel/SANFoam103/otel, iar nervurile din otel, grosimea fețelor din otel de 6 mm, iar a inimii din SANFoam cu grosimi de 5mm, 10mm, 20mm, 40mm. Planșeul reprezintă structura de rezistență, alcătuită dintr-o placă dreaptă sau curbă rezemată, întărită printr-o rețea de bare și elemente de legatură. Planșeul este alcătuit din două părți constructive: învelișul planșeului, format din table drepte sau curbe; osatura planșeului, formată dintr-o reţea de bare, drepte sau curbe, încrucişate.