Diego Charles Matta Fagundes
Título
Avaliação Experimental - Numérica de um Duto Flexível com Armadura de Tração Externa Danificada Submetido ao Carregamento de Tração
Resumo
Esse trabalho tem por objetivo estudar experimentalmente e numericamente o comportamento estrutural de um duto flexível de 4” sob tração pura tanto na condição íntegra quanto com um até cinco arames de sua armadura externa de tração rompidos. Um modelo numérico tridimensional não linear baseado no método dos elementos finitos foi empregado em todas as análises realizadas. O modelo é capaz de representar cada arame das armaduras de tração do duto flexível e, desta forma, a ruptura total desses arames pode ser adequadamente modelada. A excelente correlação obtida entre os resultados numéricos e experimentais demonstram que o modelo utilizado representa de maneira adequada o comportamento do duto tanto na condição íntegra quanto danificada. Observou-se que há uma significativa concentração de deformações/tensões nos arames vizinhos aos danificados assim como uma profunda variação da rotação axial do duto. Além disso, as rigidezas axial e radial não variam significativamente.
Abstract
This work focus on the experimental and numerical structural analysis of a 4.0” flexible pipe with one up to five broken wires in its outer tensile armor. The pipe is supposed to be under pure tension and the effect of the number of ruptured wires on its response is discussed. A three-dimensional nonlinear finite element model devoted to analyze the local mechanical response of flexible pipes is proposed and employed in all performed analyses. This model is capable of representing each wire of the tensile armors and, therefore, localized defects, including total rupture, may be adequately represented. Excellent agreement between the results predicted by the numerical model and the experimental measures were found. The obtained results pointed to high stress concentration in the wires near the damaged ones as well as a significant decrease in the axial rotation of the pipe. Moreover, the axial and radial stiffnesses of the pipe are not significantly modified.
