Matheus Costa dos Santos
Resumo
Nesta dissertação de mestrado, o colapso hidrostático simétrico (em forma de “coração”) da carcaça intertravada de dutos flexíveis é estudado. Inicialmente, propõe-se um modelo numérico, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), para predição desse tipo de falha. O modelo considera apenas as camadas resistentes a cargas radiais, isto é, a carcaça intertravada, a camada plástica interna e a armadura de pressão, representando-as através de elementos de casca equivalentes. A interação entre as camadas é garantida por meio de elementos de contato. Utilizando as pressões de colapso calculadas por esse modelo e avaliando os principais parâmetros envolvidos na resposta, um banco de dados será construído e, posteriormente, processado através de um programa de regressão simbólica (RS). O resultado dessa análise é uma expressão para cálculo da pressão de colapso. Os resultados dessa expressão são comparados aos obtidos em análises numéricas. Uma discussão sobre a ocorrência do modo simétrico em detrimento ao bissimétrico também será apresentada.
Abstract
TThis master’s dissertation aims to study the symmetric hydrostatic collapse of flexible pipes’ interlocked carcass. First, a numerical model based on the Finite Element (FE) method is proposed to predict this failure mode. The model considers only the layers that resist radial loading: the interlocked carcass, the polymeric inner sheath, and the pressure armor, represented through equivalent shell elements. The interaction between layers is achieved using contact elements. A database is constructed, exploring the key parameters involved in the response of this failure mode and their correspondent collapse pressures, acquired by the numerical model. Afterward, a symbolic regression (SR) analysis was used to process these results. The outcome of the SR analysis is an analytical equation to calculate the symmetric collapse pressure of flexible pipes. Finally, the results of the analytical equation are compared with the numerical results. A discussion about the occurrence of the symmetric mode of failure instead of the bisymmetric mode of failure is presented.
