Rodrigo Pena Silva
Título
Desenvolvimento de Metodologias para Caracterização de Materiais Viscoelásticos em Baixas Frequências
Resumo
Nas últimas décadas, têm-se projetado estruturas cada vez mais esbeltas, devido às novas técnicas de projeto e aos novos materiais empregados, passando estas estruturas a serem mais vulneráveis a cargas dinâmicas. Especialmente na indústria do Petróleo, os risers têm sido um dos principais problemas para o avanço na explotação em águas ultra-profundas. Para os risers rígidos, o problema da dinâmica está principalmente relacionado às vibrações induzidas por vórtices, que podem conduzir a uma redução em sua vida útil devido à fadiga. Uma maneira de atenuar este problema seria aumentando o amortecimento destas estruturas, isto pode ser alcançado através da utilização de materiais viscoelásticos aplicado na estrutura de uma maneira especial conhecida como “vigas sanduíches”. Para que seja possível projetar esses sistemas, é fundamental caracterizar os materiais viscoelásticos que poderão ser utilizados nessas estruturas. Esse trabalho visa desenvolver uma metodologia para caracterização de materiais viscoelásticos, ou seja, estimar módulo cisalhante (G) e fator de perda (η) desses materiais para uma faixa de freqüência entre 0 a 10 Hz, já que a maioria das estruturas offshore possuem suas primeiras freqüências naturais nesta faixa. A metodologia desenvolvida será correlacionada com o método normalizado ASTM a fim de verificar sua precisão e eficiência.
Abstract
On the last few decades has been designing structures even more slender, because of the new design techniques and to the new used materials, passing these structures to be more vulnerable to dynamics load. Especially in the petroleum industry, the risers have being one of the main problems to exploitate oil in ultra deep water. For the steel risers the dynamic problems are mainly related to the vibrations induced by vortex which can lead into a reduction of its service life due to fatigue. A form to reduce this problem would be increasing the damping of these structures, that can be achieved through the application of viscoelastic materials applied in the structures of a special form know as “sandwich beams”. In order to be possible to design these systems, it’s very important to characterize the viscoelastic materials. This work aims to develop a methodology for characterization of viscoelastic materials, i. e., it estimates the shear modulus and the loss factor for low frequencies. The results obtained with the developed methodology are correlated with the normalized ASTM method in order to evaluate its precision and efficiency.
