Apresentação Sesam Estruturas Fixas

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Análise de estruturas fixas com a família de softwares Sesam

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Apresentação Sesam Estruturas Fixas

  1. 1. SesamTM – SuperElement Structural Analysis ModulesUm Sistema Completo para Análise de Estruturas FixasJoão Henrique VOLPINI MattosEngenheiro NavalRegional Sales Manager - Maritime & Offshore Solutions (South America), DNV SoftwareJulho 2012
  2. 2. Sesam – Uma História de Sucesso de 42 anos  Um sistema completo e orientado ao mercado, para ava- liação estrutural de navios e estruturas offshore.  Construído através de alianças estratégicas com organiza- ções chave e, P&D e fornecedores líderes de tecnologia.  Mais de 200 ogranizações globais utilizam o Sesam como sua ferramena preferencial para engenharia de estruturas offshore.  Sesam é utilizado para o projeto de plataformas fixas e flutuantes, de águas rasas a ultra-profundas em ambien- tes hostis.  Combina as melhores práticas de engenharia (processos de trabalho) com ferramentas para o projeto, análise estrutural e avaliação de integridade.  Sesam é utilizado para documentar a segurança da estru- tura, satisfazendo padrões de projeto, regulamentos esta- tutários e critérios de conforto, segurança e meio ambiente.  Suporta normas API/AISC (WSD & LRFD), Eurocode, ISO, Norsok, DS, CSR e DNV.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 2
  3. 3. A Importância do Loop de Projeto do Sesam 40-60% do tempo é gasto na avaliação dos resultados Quão rápido você pode refazer o seu projeto ?© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 3
  4. 4. A Força do Sesam – Fechando o Loop de Projeto  Transferência de dados eficientes, do modelo inicial à análise, processamento de resultados e code-checking. - Quanto tempo você demora da modelagem até o primeiro resultado ? - Quanto tempo você demora para refazer o modelo o obter o segundo resultado ?  Iterações eficientes de code-checking - Qual o efeito de modificar um perfil ou os parâmetros de code-checking sem re-executar toda análise ?  Atualização eficiente do modelo baseada em iterações de code-checking - Quanto tempo demora para refazer o relatório de code-checking baseado em uma rexecução completa da análise ?© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 4
  5. 5. Sesam para Estruturas Fixas (1)  Topsides, jaquetas ou jackups, módulos, flare-booms, helipontos, gang-ways, etc.  Modelos de vigas ou modelos detalhados de casca  Análise estrutural linear de tamanho ilimitado  Análise não linear de colapso e acidentes  Iteração estaqueamento/solo  Análise ambiental baseada na Equação de Morison (ondas, correnteza, vento)  Code check de barras e juntas  Code check de flambagem de painéis  Análise de fadiga e terremoto  Loadout e up-ending© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 5
  6. 6. Sesam para Estruturas Fixas (2)  Facilidade na inclusão de detalhes no  Facilidade na criação de modelos modelo global paramétricos 30º, D = 3m 45º, D = 1.5m© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 6
  7. 7. Sesam para Estruturas Fixas (3)  Recursos avançados para análise local Malha t x t© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 7
  8. 8. Sesam para Estruturas Fixas (4)  GeniE é a ferramenta principal, suportada por : - Sestra (solver linear) - Wajac (avaliação do carregamento ambiental) - Splice (interação estaqueamento-solo) - Presel (superelementos, dividindo o modelo e aliviando o esforço computacional) - Framework (code check de vigas) - Usfos (análise não linear de colapso) - Installjac (lançamento e estabilidade)© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 8
  9. 9. GeniE  Ferramenta para modelagem conceitual, geração das malhas, aplicação das cargas e apresentação dos resultados. - Pré e pós processador principal da família Sesam Slide 9© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 9
  10. 10. Os Benefícios da Modelagem Conceitual (1) O mesmo modelo conceitual é usado nas Hidrostática GZ-Curve 8 6 4 análises hidrostáticas, hidrodinâmicas e 2 0 -2 Distance [m] -4 -6 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 estruturais. -180 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Heel Angle [deg] GZ Z-Level Lowest Opening Hidrodinâmica Modelo de Painéis EstruturalModelo Conceitual Modelo de Elementos Finitos© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 10
  11. 11. Os Benefícios da Modelagem Conceitual (2)  Ajuste dinâmico do can, stub, cone e gap quando modificando as propriedades da chord ou brace. seen from above© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 11
  12. 12. Os Benefícios da Modelagem Conceitual (3)  O mesmo modelo conceitual é utilizado para as condição de trânsito, posições intermediárias e posição mais elevada. - Economia significativa no tempo de modelagem.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 12
  13. 13. Os Benefícios da Modelagem Conceitual (4)  Definições de carga ou massa dos equipamentos. - Automático - Sempre em balanço - Padrões de carregamento - pegada - Padrões de carregamento – vigas primárias ou secundárias  Definições tradicionais de carga ou massa. - Cargas pontuais - Cargas distribuídas - Cargas de pressão - Massas pontuais - Cargas de temperatura - Descolcamentos pré-estabelecidos.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 13
  14. 14. Comunicação com Outros Sistemas  Importação de modelos (estrutura & carregamento) de outros sistemas - FEM (SESAM neutral format) - Sacs - StruCad3D - Ansys - Strudl - Nastran  Importação/exportação da estrutura de sistemas CAD - PDMS, PDS (sdnf) - SmartPlant Offshore - Intelliship - DXF - Nurbs - STEP - SAT© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 14
  15. 15. Domínio de Aplicações do GeniE (1)  Exemplos típicos : petroleiros, graneleiros, porta-containers, FPSOs, jaquetas, jackups, topsides, pontes, helidecks, instalações submarinas, guindastes e pedestais, etc.  Para estruturas fixas ao leito marítimo (jaquetas e jackups) as propriedades hidrodinâmicas e do solo fazem parte integral do modelo de análise© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 15
  16. 16. Domínio de Aplicações do GeniE (2)  Modelagem da região central – “3 porões” - Também típica para FPSO, Semisub, TLP, Spar....© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 16
  17. 17. Domínio de Aplicações do GeniE (3)  Jack-ups© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 17
  18. 18. Domínio de Aplicações do GeniE (4)  Jaquetas© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 18
  19. 19. Domínio de Aplicações do GeniE (5)  Modelos locais Juntas estruturais Pontões de semisub Detalhes de tanque© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 19
  20. 20. Domínio de Aplicações do GeniE (6)  Modelos globais (viga) e locais (casca) combinados Conexão rígida para acoplamento de nó de viga com todos os nós de chapa/casca na seção, usando de- pendência linear© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 20
  21. 21. Esforços nas Vigas  Diagrama 3D© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 21
  22. 22. Tensões nas Vigas  Gráficos 2D, escaneamento e envelopes - Imprima no relatório Condição de carregamento simples Envelope (máx/min)© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 22
  23. 23. Deflexões nas Vigas  Gráficos 2D, escaneamento e envelopes - Imprima no relatório Condição de carregamento simples Envelope (máx/min)© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 23
  24. 24. Tensões nas Chapas e Cascas  Plotagem de contorno© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 24
  25. 25. Sestra  Solver de uso geral para análise linear de estruturas por elementos finitos utilizando os modelos criados no GeniE, Patran-Pre ou Presel. – Análise estática e dinâmica. – Análise de super-elementos. – Vibração livre/forçada. – Flambagem linear. – Análise axi-simétrica. Sestra Análise estática Análise quase-estática Análise dinâmica Cargas complexas Métodos de redução Vibração Resposta forçada Direta Super-elementos Direta Super-elementos livre Domínio do tempo/frequência Slide 25© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 25
  26. 26. Wajac (1)  Cálculo das forças ambientais em estruturas fixas. - Análise espectral de fadiga - Cálculo das funções de transferência - Domínio da frequência – análise quase quase-estática ou dinâmica - Análise dinâmica no domínio do tempo Recursos do Wajac em combinação - Onda centenária - Code-checking com análise estrutural no Sestra e análise de fadiga e code-checking no Framework - Análise estrutural estática - Análise de fadiga determinística - Cálculo de massa adicional - Análise de auto-valores - Cálculo de carga de vento estática – Equação de Morison no modelo de vigas. – Várias teorias de ondas (Airy, Stokes 5ª ordem, Cnoidal, Newwave). – Correnteza e flutuação. – Carregamento de vento estático ou rajadas.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 26
  27. 27. Wajac (2)  Resultados : - Cálculo da carga determinística no domínio do tempo. - Cálculo das forças do domínio da frequência. - Simulação no domínio do tempo de um estado de mar esto- cástico no curto prazo. - Respostas globais, incluindo movimentos de corpo rígido e forças e momentos seccionais. - Pressões e acelerações. - As cargas são automaticamente utilizadas na análise estru- tural subsequente.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 27
  28. 28. Presel Utilizando a técnica de superelementos podemos reduzir em muito o tempo de cálculo e espaço em disco, ao mesmo tempo em que aumentamos a precisão da solução das matrizes. Com Presel podemos montar elementos (geometria e carregamento) criados no GeniE para formar o modelo completo, sem termos que uni-los fisicamente em um único arquivo.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 28
  29. 29. Splice  Ferramenta para análise não linear da iteração estaqueamento estaqueamento-solo. GeniE Splice Modelagem da jaqueta Modelagem do solo e estaqueamento e análise não linear da interação estaca/solo Sestra Análise da jaqueta combinada com o solo e Presel sel carregamento Combinação dos modelos e cargas do GeniE e Splice Framework mewo Code-checking dos resultados – Os deslocamentos são resolvidos nos pontos da interface estacas-estrutura para uma estrutura elástica linear modelada com estacas de fundações não-lineares.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 29
  30. 30. Framework (GeniE extensão CCBM) Pós processador Pós-processador iterativo para verificação de flambagem, análise de fadiga e terremoto em modelos de vigas e juntas tubulares de acordo com várias normas.  Normas : - API WSD 2002 (incluindo AISC 2005) - API WSD 2005 (incluindo AISC 2005) - API LRFD 2003 (incluindo AISC 2005) - NORSOK 2004 (incluindo Eurocode 2005) - ISO 19902 2007 (incluindo Eurocode 2005) - DS 412 / 449  Verificação de estabilidade, colapso hidrostático, transições cônicas de acordo com os padrões utilizados na indústria offshore.  Avaliação de fadiga – determinística ou estocástica.  Avaria por fadiga devido à rajadas de vento.  Análise do espectro de resposta a terremotos.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 30
  31. 31. Code-checking de Vigas (1)  As fórmulas nas normas descrevem a tensão máxima de projeto dos membros e juntas.  Modos de falha : - Tensão na área seccional. - Estabilidade do membro devido à compressão e/ou momentos. - Colapso hidrostático. - Tensão de puncionamento na corda (cam) vinda dos braces (tubs) em juntas tubulares. - Transições cônicas.  No GeniE as fórmulas são convertidas em fatores entre a carga atual e a tensão máxima (fator < 1 então OK).© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 31
  32. 32. Code-checking de Vigas (2)  As posições de verificação são pré-determinadas em 0%, 25%, 50%, 75% e 100%, bem como nas posições com maiores esforços. As posições de code-check são determina- das por critérios geométricos e para as posi- ções de momentos mínimo e máximo de Mxy e Mxz, independentemente dos nós e dos pontos de carregamento.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 32
  33. 33. Code-checking de Vigas (3)  A apresentação dos resultados pode ser feita graficamente para o modelo completo ou para partes selecionadas da estrutura.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 33
  34. 34. Code-checking de Vigas (4)  Relatórios em Word, Excel, txt ou html podem ser facilmente gerados. Condições de carregamento Fator de utilização • Todas • Todos • Piores • Acima • Selecionadas • Abaixo Posições Membros • Todas • Todos • Piores • Seleção© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 34
  35. 35. Usfos Ferramenta analítica não linear para predição de colapso progressivo e resposta a cargas acidentais reticuladas.  Aplicações - Análise de colapso. - Cargas acidentais. - Colisão. - Fogo e explosão. - Reanálise.  Características - Flambagem e comportamento pós-flambagem. - Flexibilidade das juntas e capacidade máxima. - Fratura. - Efeitos de temperatura. Carga de incêndio. - Avaria e deformação local devido ao impacto de embarcações. - Cargas ambientais e funcionais. - Queda de pesos (massa e velocidade ou energia). - Explosão (pulso de energia e formato).© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 35
  36. 36. Installjac Análise de operações com jaquetas.  Lançamento por barcaça (loadout).  Estabilidade em flutuação. Relatório de estabilidade.  Verticalização utilizando guindastes, guinchos ou alagamento de membros (up-ending).  Geração das cargas nos membros duran- te o carregamento para análise de tem- sões.  Geração dos dados para animação.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 36
  37. 37. Xtract Pós processador Pós-processador para visualização aperfeiçoada do modelo, resultados e criação de animações.  Poderosa interface gráfica, nos permi- tindo apresentar a geometria completa ou partes selecionadas, eixos locais, vistas deformadas e de vários ângulos.  Extensiva apresentação dos resultados, deslocamentos, forças, tensões, plota- gens de contorno, valores numéricos e vetores.  Varredura do modelo em busca das maiores tensões de Von Mises.  Identificação das combinações críticas de carregamento.  Animação dos deslocamentos e modos de vibração.© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 37
  38. 38. “Keppel adotou o Sesam por sua facilidade de uso e confiabilidade, bem como pela sua relação custo-benefício” Paul Liang, Section Manager, Engineering Division Keppel O&M. © Det Norske Slide 38© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Veritas AS. All rights
  39. 39. Alguns Usuários Sesam© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 39
  40. 40. Dúvidas ? www.dnv.com.br Salvaguardando a vida, a propriedade e o meio ambiente João Henrique VOLPINI Mattos Engenheiro Naval DNV Software - Maritime & Offshore Solutions Regional Sales Manager – South America  joao.volpini@dnv.com  +55 21 3722 7337  +55 21 8132 8927 Slide 40© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados. Slide 40

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