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Determinação de fatores plásticos ETA para avaliação de forças motrizes J e CTOD em corpos-de-prova SE(T) de juntas soldadas.

Paredes Tobar, Lenin Marcelo

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2012-09-17

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Determinação de fatores plásticos ETA para avaliação de forças motrizes J e CTOD em corpos-de-prova SE(T) de juntas soldadas.
  • Autor: Paredes Tobar, Lenin Marcelo
  • Orientador: Ruggieri, Claudio
  • Assuntos: Integridade Estrutural; Juntas Soldadas; Mecânica Da Fratura; Fracture Mechanics; Structural Integrity; Welded Joints
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Naval e Oceânica
  • Descrição: Este trabalho trata sobre o estudo numérico das forças motrizes (J e CTOD) em corpos-de-prova SE(T), usualmente extraídos da junta soldada do componente estrutural defeituoso, especificamente dutos submarinas (risers) com trincas circunferências alocadas no metal de solda. Durante o processo de instalação (reeling method) o duto é submetido a grandes carregamentos cíclicos (principalmente momentos de flexão) os quais introduzem fortes deformações plásticas (~2 e ~3%) afetando diretamente a integridade estrutural e a operação segura do sistema dutoviário. Procedimentos correntes aplicados na determinação da tenacidade à fratura de materiais, frequentemente, baseiam-se no coeficiente adimensional de proporcionalidade plástica (o fator n) e tem se mostrado válido em espécimes homogêneos. Para configurações com dissimilaridade mecânica, a aplicação direta deste método fica comprometida pelo grau de complexidade que existe entre a relação acoplada das forças motrizes (J e CTOD) e carregamento remoto com a dissimilaridade mecânica introduzida pelo processo de soldagem. O objetivo da presente tese é desenvolver um procedimento numérico de estimação de parâmetros de mecânica da fratura aplicáveis em configurações não padronizadas SE(T) para condições de dissimilaridade mecânica (weld strength mismatch). Uma extensiva análise de elementos finitos é desenvolvida na obtenção dos fatores n aplicáveis para espécimes SE(T) com várias profundidades de trincas (a/W) e níveis de dissimilaridade mecânica (My) para dois tipo de carregamento: garra (clamped end) e pino (pin loading). Três diferentes, mas correlatos métodos são aplicados para a obtenção acurada dos fatores n em condição de dissimilaridade mecânica, a saber, são: trabalho plástico, separação de cargas e carga limite. Os efeitos tridimensionais são analisados de forma sistemática para diferentes valores de espessura (B/W) e comprimentos do espécime (H/W) com a finalidade de avaliar a robustez das soluções obtidas das análises em estado plano de deformação. Finalmente, os resultados obtidos fornecem suporte para uso de espécimes SE(T) em procedimentos de avaliação de defeitos em dutos soldados submetidos a carregamento de flexão.
  • DOI: 10.11606/T.3.2012.tde-16072013-173029
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2012-09-17
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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