Avaliação de dano por fadiga baseado na abordagem das tensões de hot-spot em juntas tubulares KT offshore

• Autor(a) principal: Bianca Vieira Ávila
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36003; https://orcid.org/0000-0003-0630-7487
• topic: Estruturas offshore; Fadiga; Tensões de hot-spot; Acumulação de dano simplificado; Análise de elementos finitos; Engenharia de estruturas; Deformações e tensões; Método dos elementos finitos

A expansão da indústria offshore tem sido notória nas últimas décadas, seja na busca pelo petróleo e gás ou na produção de energia eólica. Devido ao meio na qual estão inseridas, essas estruturas estão submetidas à carregamentos cíclicos de origem ambiental como ventos e ondas e, por consequência, sujeitas à danos por fadiga que podem resultar desde o aparecimento e crescimento de trincas até o colapso total da estrutura. Por muito tempo as tensões nominais foram utilizadas na avaliação e estudo da resistência à fadiga, porém, essa abordagem é limitada e não considera os efeitos de descontinuidades geométricas e concentração de tensões. A abordagem de tensão de hot-spot, por outro lado, tem sido proposta em códigos e recomendações como na IIW (2016) e DNV (2019) por apresentar resultados mais confiáveis. Por esta razão, este estudo objetiva avaliar o dano por fadiga de 2 juntas tubulares KT que integram uma estrutura de suporte offshore do tipo jacket. Para isso, as juntas em questão são estudadas analiticamente e numericamente através do software ABAQUS utilizando o método das tensões hot-spot descrito nas recomendações IIW (2016) e DNV (2019). No método numérico a influência da geometria da solda é também avaliada. A tensão de hot-spot é obtida através do método analítico proposto pela DNV-RP-C203 (2019) que é derivado da combinação de equações analíticas do fator de concentração de tensão propostas por Efthymiou (1988) e do método de superposição de tensões. O dano por fadiga é obtido através do método de acumulação de dano simplificado proposto pela DNV-RP-C203 (2019). Os resultados mostraram maior conservadorismo nas recomendações da IIW (2016) em relação aos métodos numéricos e analíticos da DNV (2019). Em relação à influência da solda no modelo sólido, devido às simplificações adotadas, foi observado uma modesta variação nas tensões o que não implicou em mudanças significativas devido a consideração da geometria do cordão de solda.