Pandeo de placas DNV RP-C202 – Valor de referencia (Cálculos manuales frente a SDC Verifier)

Modelo de prueba

Se utilizó parte de un modelo de barco para probar la implementación del código.

Con las siguientes propiedades:

• longitud (longitud del borde recto): 𝑙 = 1.68 𝑚
• anchura (longitud del borde curvo): 𝑠 = 2.907361 𝑚
• radio: 𝑟 = 2.3 𝑚
• grosor: 𝑡 = 0.014 𝑚

El material de la placa – propiedades del acero dulce:

• Módulo de Young: 𝐸 = 210 𝐺𝑃𝑎
• Relación de Poisson: 𝜈 = 0.3
• Densidad de masa: 𝜌 = 7850 𝑘𝑔/𝑚³
• Esfuerzo de fluencia: 𝑓_𝑦 = 355 𝑀𝑃𝑎

Debido a la complejidad del modelo, todos los valores de tensión necesarios de la placa se obtuvieron con ayuda del MEF.

Valores obtenidos:

• 𝜎_𝑥 = –5855607.75 𝑃𝑎
• 𝜎_𝑦 = –20089934.00 𝑃𝑎
• 𝜏 = 18861344.00 𝑃𝑎

La presión lateral como entrada de la aplicación estándar se estableció como:

• 𝑃_𝑆𝑑 = 86000 𝑃𝑎

Cálculos manuales

Para comprobar los resultados, primero se realizaron cálculos analíticos:

Como la anchura de la placa es mayor que su longitud, los cálculos se realizaron según la Sección 3/[3.4] (como se especifica en la Sección 3/[3.3.2]).

Parámetro de curvatura 𝑍𝑙 (fórmula 3.4.3):

\[ Z_l = \frac{l^2}{r t}\sqrt{1-\nu^2} = 83,6148 \]

Se calcularon los coeficientes de pandeo (Tabla 3–2):

y luego los coeficientes de pandeo reducidos 𝐶 para cada caso de carga (fórmula 3.4.2):

\[ C = \psi \sqrt{1 + \left( \frac{\rho,\xi}{\psi} \right)^2 } \]

𝑪_𝒂 = 𝟐𝟎. 𝟐𝟗𝟖𝟖
𝑪_𝝉 = 𝟏𝟓. 𝟏𝟕𝟐𝟒
𝑪_𝒉 = 𝟔. 𝟗𝟔𝟖𝟑

Con los coeficientes de pandeo reducidos, las resistencias elásticas al pandeo 𝑓 se calcularon para cada caso de carga (fórmula 3.4.1):

\[ f = C \frac{\pi^2 E}{12(1-\nu^2)} \left( \frac{t}{l} \right)^2 \]

Resultados de la comprobación del SDC Verifier

Comparación de resultados

Resultados intermedios de 𝐶_𝑎, 𝐶_𝜏 y 𝐶_ℎ de los detalles de cálculo de la comprobación:

Comparación de resultados entre los cálculos manuales y la comprobación del SDC Verifier:

Los resultados del SDC Verifier son los mismos que los obtenidos con cálculos manuales (resultados y también los intermedios).

Conclusión

Hemos validado la implementación de SDC Verifier del pandeo de placa/concha DNV RP-C202 en una placa curva tomada de un modelo de buque. Utilizando tensiones extraídas de FE y una presión lateral de 86 kPa, la ruta de cálculo manual y SDC Verifier produjeron coeficientes intermedios idénticos y una capacidad de diseño idéntica: f_k_sd = 112.33 MPa, utilización = 0,30, requisito cumplido. Conclusión: la comprobación de C202 en SDC Verifier es numéricamente coherente con el código y está lista para la documentación de cara al auditor (todos los pasos se corresponden con las fórmulas de §3 y la Tabla 3-2).