Cristiano Alves Pinto Mosqueira Gomes
Título
FINITE ELEMENT ANALYSIS OF FLEXIBLE PIPES: BENDING COMBINED WITH TENSILE LOAD
Resumo
A robustez e versatilidade da tecnologia dos dutos flexíveis para a indústria petrolífera offshore foram decisivas para a conquista de recordes consecutivos no que se refere à lâmina d’água de explotação. Em algumas aplicações, essa tecnologia é a única disponível e adequada, mas, por outro lado, a predição do comportamento mecânico dessas estruturas quando fletidas ainda se constitui em um grande desafio para o dimensionamento, por exemplo, à fadiga. Desse modo, essa dissertação apresenta um novo modelo de elementos finitos tridimensional e não linear para análise local de dutos flexíveis. Este modelo, além de ser capaz de representar todos os arames de tração e todas as camadas da estrutura, permite não só aplicar cargas axissimétricas, mas também momentos fletores. A efetividade do modelo proposto é corroborada pela satisfatória concordância dos resultados numéricos com medidas experimentais obtidas através de testes nos quais uma amostra de duto flexível é submetida a cargas de tração pura e também tração combinada com flexão.
Absctract
The robustness and versatility of the flexible pipeline technology for the offshore oil industry were decisive for the achievement of consecutive records regarding the water depth. In some applications, this technology is the only available and suitable, but on the other hand, the prediction of the mechanical behavior of these structures when under bending is still a great challenge for design suitable, for example, to fatigue. Thus, this dissertation presents a new three-dimensional and non-linear FE model for local analysis of flexible pipes. This model, in addition to being able to represent all the tension armor wires and all the layers of the structure, allows not only the application of axisymmetric loads, but also bending moments. The effectiveness of the proposed model is corroborated by the satisfactory agreement of the numerical results with experimental measurements obtained through tests in which a flexible pipe sample is subjected to pure tension load and also combined tension with bending.
