Marcelo Kosminsky Protasio (2)
Título
FORMULAÇÕES SEMI-EMPÍRICAS PARA O COLAPSO HIDROSTÁTICO BI-SIMÉTRICO DE DUTOS FLEXÍVEIS
Resumo
Dutos flexíveis são estruturas compostas por camadas metálicas e poliméricas, que propiciam resistência e estanqueidade sem comprometer a necessária flexibilidade em operação. Dentre as camadas desses dutos, a carcaça intertravada e a armadura de pressão são as principais responsáveis por resistir a cargas radiais, tais como a pressão hidrostática. A análise do colapso hidrostático desses dutos por meio de modelos sólidos tridimensionais baseados no Método de Elementos Finitos (MEF) demanda grande esforço computacional, dada, entre outras razões, a complexidade das seções transversais da carcaça intertravada e da armadura de pressão. Nesse trabalho, desenvolve-se uma abordagem alternativa baseada em seções retangulares com propriedades mecânicas equivalentes obtidas pela generalização da resposta de um modelo numérico baseado no MEF através de regressão simbólica. Utilizando essa abordagem, são propostas expressões para o cálculo da pressão de colapso de dutos flexíveis com anulares seco ou alagado. Os resultados mostraram excelente correlação com os obtidos em testes experimentais utilizados para verificação.
Abstract
Flexible pipes are structures composed of metallic and polymeric layers that allow resistance and sealing without compromise the flexibility needed to its operation. Among its layers, the interlocked carcass and the pressure armor are responsible for resisting to radial loads such as the hydrostatic pressure. The structural analyses of those pipes performed by a tridimensional solid model based on the Finite Element Method (FEM) demands a big computational effort due, to among others reasons, the complexity of it cross section. In this work it is developed an alternative approach based on rectangular cross sections with equivalent mechanical properties obtained by the generalization of the response of a numerical model based on FEM through symbolic regression. Using this approach, expressions are proposed to obtain the response of the flexible pipe when subjected to crushing loads and to calculate the collapse pressure with dry and flooded annulus. The results showed an excellent correlation with the experiments used for validation.
