Instabilidade radial em dutos flexíveis com defeitos na bandagem de alta resistência sujeitos a cargas axiais compressivas

Flexible risers comprise multiple structural layers, which combined lead to characteristics of resistance, air tightness and desired flexibility, both for their installation and operation. Regarding mechanical strength, flexible riser structure must withstand several kinds of loads acting together or isolatedly. Within this context, axial compression acting individually is responsible for radial instability of the flexible pipe. Radial instability occurs mainly when the flexible pipe presents damage on the outer layer, which is responsible for radial strain resistance. Radial instability occurs mainly when the flexible pipe presents damage on the outer layer, which is responsible for radial strain resistance. This damage on the external bandage occurs due to launching procedures, project or material failures, excessive loading or possible falling. Damages on the external bandage layer together with the axial compressive load may lead to catastrophic failures due to radial strains, also known as birdcaging, thereby leading to a complex local analysis in the search for solutions capable of predicting riser behavior. Therefore, this study intends to measure the size of the defects in the external bandage of flexible risers subjected to compressive loads that lead to birdcage formation which consequently reduces pipe stiffness. The measurements were performed using a finite element method developed in the Abaqus FEM software and the compression tests in full scale were performed using LAMEF facilities to validate the model.Keywords: birdcaging, damage in the external layer of risers, finite elements, compressive loads.O riser flexível é composto por várias camadas estruturais, as quais geram, em conjunto, características de resistência, estanqueidade e flexibilidade desejadas tanto em sua instalação quanto em sua operação. Em relação à resistência mecânica, a estrutura desses dutos flexíveis deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, a qual é responsável pela instabilidade radial do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o riser apresenta danos na bandagem externa, a qual é responsável pela resistência às deformações radiais. Esse dano na bandagem é gerado devido à logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Os danos na bandagem externa do duto, juntamente com a carga axial compressiva podem levar o riser a falhas catastróficas devido às deformações radiais, também conhecidas por gaiola de passarinho (birdcaging), gerando, assim, uma complexa análise local para a busca de soluções capazes de prever o comportamento do riser. Portanto, este estudo objetiva mensurar o tamanho do defeito na bandagem externa de risers flexíveis sujeitos a cargas compressivas que levam à geração da gaiola de passarinho e, por consequência,à perda de rigidez do duto. As medidas serão realizadas através de um modelo tridimensional em elementos finitos desenvolvido no software de simulação Abaqus e de testes em escala real nos equipamentos de teste do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física), de forma a validar o modelo.Palavras-chave: gaiola de passarinho, defeitos na capa externa de risers, elementos finitos, cargas compressivas

Máquina para ensaios de resistência ao impacto em implantes mamários

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad

Numerical simulation of a tubular frame vehicle during a front rollover event

Apesar de consideravelmente comum em competições de veículos do tipo fora-da-estrada, o capotamento frontal não é um assunto recorrente em livros, artigos ou normas. O presente trabalho apresenta uma metodologia para análise deste tipo de situação, através de simulação numérica. Um procedimento de análise dinâmica via elementos finitos foi desenvolvido para verificar a segurança do piloto em um veículo de chassi tubular submetido a este tipo de solicitação. O modelo foi construído a partir de elementos simples visando um baixo custo computacional. Os efeitos de não-linearidade do material são incluídos localmente no modelo numérico através de curvas que foram obtidas experimentalmente pelo presente trabalho. Resultados das simulações são apresentados e discutidos, e conclui-se que o veículo é seguro frente à condição analisada e que a metodologia aplicada incrementa a confiabilidade deste tipo de análise.Although it is fairly common in competitions involving off-road vehicles, front rollover is not a frequent topic in books, papers or standards. The present work introduces a methodology to analyze this type of event through numerical simulation. A procedure for a finite element dynamic analysis was developed to verify pilot´s safety in a tubular frame vehicle when it is submitted to such a loading case. The model was based in the use of simple element types aiming a low computational cost. Effects of material non-linearity were locally considered through experimental curves obtained in this work. Results of simulations are presented and discussed, it is concluded that the vehicle is secure under the condition taken and that the methodology used increments the reliability of this type of analysis

Máquina para a realização de ensaios de fadiga em flexão por ressonância de dutos

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad

Máquina para ensaios de resistência ao impacto em implantes mamários

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad