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ALPHA- TECHNIQUES 4 rue de Madagascar 29200 BREST Tél : 02.98.43.37.36 Fax : 02.98.44.96.15 NOTE DE CALCUL CALCULATION SHEET Date : 15/11/2010 Rédigé par : PS N° document : 10-146-100 Indice : A Mail : [email protected] Site Internet : www.alpha-techniques.com « Structure support enrouleur de chalut » GENAVIR Client / Customer: GENAVIR Object / Subject: Vérification de la tenue de la structure d’implantation d’un support enrouleur de chalut Bureau d’études navales et industrielles / Suivi d’affaire / Mesures d’épaisseurs par ultrasons Naval and industrial engineering / Technical management / Ultrasonic thickness measurement A 15/11/2010 Indice d’origine PS JC Ind. / Rev. Date Note de révision / Issue description Rédigé par / Written by Vérifié par / Checked by
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de chalut » GENAVIR
Client / Customer: GENAVIR Object / Subject:
Vérification de la tenue de la structure d’implantation d’un support enrouleur de
chalut
Bureau d’études navales et industrielles / Suivi d’affaire / Mesures d’épaisseurs par ultrasons Naval and industrial engineering / Technical management / Ultrasonic thickness measurement
A 15/11/2010 Indice d’origine PS JC Ind. / Rev.
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REFERENCES DOCUMENTAIRES Plans reçu de GENAVIR :
- 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
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SOMMAIRE 1. Objet de l’étude .................................................................................................................. 4
2. Modèle géométrique ........................................................................................................... 4 3. Cas de chargement : ........................................................................................................... 5
3.1 Cas de chargement N° 1 : Mer de l’avant – (Chalut sur enrouleur) ............................ 5
3.2 Cas de chargement N° 2 : Mer de travers – (Chalut sur enrouleur) ............................ 5
3.3 Cas de chargement N° 3 : Mer de l’avant – (Chalut à la mer) .................................... 5
3.4 Cas de chargement N° 4 : Mer de travers – (Chalut à la mer) ..................................... 6
4. Données mécaniques .......................................................................................................... 6 4.1 Méthode de calcul ........................................................................................................ 6 4.2 Matériaux ..................................................................................................................... 7
5. Conditions aux limites ........................................................................................................ 8 6. Cas de chargement N°1 : Mer de l’avant – (chalut sur enrouleur) ..................................... 9
6.1 Contrainte normale ...................................................................................................... 9 6.2 Contrainte de VON MISES ....................................................................................... 10 6.3 Déformée ................................................................................................................... 11 6.4 Cisaillement ............................................................................................................... 12
7. Cas de chargement N°2 – Mer de travers – Chalut sur enrouleur .................................... 13
7.1 Contrainte normale .................................................................................................... 13 7.2 Contrainte de VON MISES ....................................................................................... 14 7.3 Déformée ................................................................................................................... 15 7.4 Cisaillement ............................................................................................................... 15
8. Cas de chargement N°3 – Mer de l’avant – Chalut à la mer ............................................ 16
8.1 Contrainte normale .................................................................................................... 16 8.2 Contrainte de VON MISES ....................................................................................... 17 8.3 Déformée ................................................................................................................... 18 8.4 Cisaillement ............................................................................................................... 19
9. Cas de chargement N°4 – Mer de travers – Chalut à la mer ............................................ 20
9.1 Contrainte normale .................................................................................................... 20 9.2 Contrainte de VON MISES ....................................................................................... 21 9.3 Déformée ................................................................................................................... 22 9.4 Cisaillement ............................................................................................................... 23
10. Conclusion ..................................................................................................................... 23
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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
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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 : -107000N
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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 : -107000N
4. Données mécaniques 4.1 Méthode de calcul
La note de calcul se déroulera de la façon suivante :
� Vérification de la structure de la plateforme support enrouleur de chalut suivant les critères ci-dessous issue du
« Règlement pour la classification des navires – Partie II Coque – Chapitre 12 »
90
45
cs
xys
MPar
MPar
σ
τ
=
=
Avec 1sr r k=
(k étant le coefficient d’échantillonnage)
100 100
1 115
0.87e
knR
k
= =×
=
Avec n=1 dans le cas de l’aluminium 5083 H111
115eR MPa= Pour les tôles 5083 d’épaisseur supérieure à 6mm
� 1 0.87sr r k= = avec 1 1r = (Coefficient de navigation)
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90 90103.44
0.87
45 4551.72
0.87
cs
xys
MPa MPar
MPa MPar
σ
τ
= = =
= = =
����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 : Re =115 MPa - Résistance à la rupture : Rr = 275 MPa - Allongement maximal : A% = 16 - Module d’Young : 71000 MPa
Aluminium 6005 T5 pour les plats à boudins,
� - Résistance élastique : Re =215 MPa - Résistance à la rupture : Rr = 260 MPa - Allongement maximal : A% = 8 - Module d’Young : 69000 MPa
Aluminium 6060 T5 pour les autres profilés,
� - Résistance élastique : Re =190 MPa - Résistance à la rupture : Rr = 220 MPa - Allongement maximal : A% = 16 - Module d’Young : 69500 MPa
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5. Conditions aux limites
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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
20.76 103.44c MPa MPaσ = ≤
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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
23.4 103.44c MPa MPaσ = ≤
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6.3 Déformée
Déplacement maximal sur Z : 1.06mm
Le déplacement est acceptable car :
1.06
1 3400
250 25013.6
f mm
f L
f mm
=
≤ =
≤
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6.4 Cisaillement
L’effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur :
Tz=20015N
52zTMPa
Sτ = ≤
Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm²
�
2001510.5
192052
MPa
MPa
τ
τ
= =
≤
La contrainte de cisaillement est donc acceptable
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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
22.80 103.44c MPa MPaσ = ≤
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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
24.35 103.44c MPa MPaσ = ≤
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7.3 Déformée
Déplacement maximal sur Z : 0.74mm
Le déplacement est acceptable car :
0.74
1 3400
250 25013.6
f mm
f L
f mm
=
≤ =
≤
7.4 Cisaillement
L’effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur :
Tz=18460N
52zTMPa
Sτ = ≤
Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm²
�
184609.61
192052
MPa
MPa
τ
τ
= =
≤
La contrainte de cisaillement est donc acceptable
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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
90.75 103.44c MPa MPaσ = ≤
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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
95.04 103.44c MPa MPaσ = ≤
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8.3 Déformée
Déplacement maximal sur Z : 5.78mm
Le déplacement est acceptable car :
5.78
1 3400
250 25013.6
f mm
f L
f mm
=
≤ =
≤
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8.4 Cisaillement
L’effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur :
Tz=76637N
52zTMPa
Sτ = ≤
Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm²
�
7663739.91
192052
MPa
MPa
τ
τ
= =
≤
La contrainte de cisaillement est donc acceptable
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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
86.95 103.44c MPa MPaσ = ≤
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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
92.21 103.44c MPa MPaσ = ≤
ALPHA- TECHNIQUES 4 rue de Madagascar 29200 BREST Tél : 02.98.43.37.36 Fax : 02.98.44.96.15
NOTE DE CALCUL
CALCULATION SHEET
Date : 15/11/2010 Rédigé par : PS N° document : 10-146-100 Indice : A
Mail : [email protected] Site Internet : www.alpha-techniques.com « Structure support enrouleur
de chalut » GENAVIR
Z:\Acad\8 Navires océanographiques\Antea\10-146-Plateforme support treuil\4-Calculs en cours\10-146-Note de calcul.doc 22
9.3 Déformée
Déplacement maximal sur Z : 5.38mm
Le déplacement est acceptable car :
5.38
1 3400
250 25013.6
f mm
f L
f mm
=
≤ =
≤
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9.4 Cisaillement
L’effort de cisaillement est maximal dans la poutre 114 et a pour valeur :
Tz=75082N
52zTMPa
Sτ = ≤
Avec S (section cisaillée)= 12x160=1920mm²
�
7508239.1
192052
MPa
MPa
τ
τ
= =
≤
La contrainte de cisaillement est donc acceptable
10. Conclusion
La plateforme support Enrouleur de chalut défini par le plan N°10-146 01à 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 »
