Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55195 |
Resumo: | Defeitos de amassamento, também chamados de mossas, são defeitos co- muns em dutos, originados por danos mecânicos externos. Esse tipo de imperfeição normalmente resulta em uma concentração de tensão que pode representar uma ameaça à segurança e integridade dos dutos. Os dutos desempenham um papel cru- cial no transporte de fluidos ao longo de grandes distâncias, sendo essenciais para a indústria de petróleo e gás. Em determinadas condições de instalação, torna-se ne- cessário incluir curvaturas em trechos dos dutos. No entanto, é importante destacar que essas seções curvas, assim como qualquer outra parte dos dutos, estão suscetí- veis a danos mecânicos. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a influência dos defeitos de mossas na integridade estrutural de dutos retos e curvos, submetidos a pressão interna. A pesquisa propõe uma metodologia computacional para gerar mo- delos de dutos com defeitos de mossas, a serem simulados numericamente por meio do Método de Elementos Finitos (MEF), utilizando o software ANSYS. Os defeitos de mossas são sinteticamente gerados por meio de análise de contato não linear, utili- zando como indentador um punção esférico com diferentes dimensões. Para garantir a qualidade dos resultados e otimizar o esforço computacional, foi aplicado um refina- mento local da malha, com análise da convergência dos resultados e comparação entre uso de elementos de casca e elementos sólidos. O modelo de elementos finitos foi verificado com base nos resultados de ensaios conduzidos por outros pesquisado- res. Os resultados mostram a influência do defeito, comprovando o quanto os defeitos de amassamento induzem a concentração de tensão, principalmente em dutos curvos com defeitos no interior e exterior da curvatura, pois mesmo quando apresentam uma pequena profundidade, mostram-se bastante suscetíveis a falhas e não podem ser considerados confiáveis para permanecerem em operação com segurança. |
id |
UFPE_db12e806250250f64076cdc96788d7e1 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpe.br:123456789/55195 |
network_acronym_str |
UFPE |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFPE |
repository_id_str |
2221 |
spelling |
MELO, Maize Cibele de Limahttp://lattes.cnpq.br/0906151493342124http://lattes.cnpq.br/6568615406054840http://lattes.cnpq.br/8965627710203749LYRA, Paulo Roberto MacielWILLMERSDORF, Ramiro Brito2024-02-27T17:05:11Z2024-02-27T17:05:11Z2024-02-08MELO, Maize Cibele de Lima. Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55195Defeitos de amassamento, também chamados de mossas, são defeitos co- muns em dutos, originados por danos mecânicos externos. Esse tipo de imperfeição normalmente resulta em uma concentração de tensão que pode representar uma ameaça à segurança e integridade dos dutos. Os dutos desempenham um papel cru- cial no transporte de fluidos ao longo de grandes distâncias, sendo essenciais para a indústria de petróleo e gás. Em determinadas condições de instalação, torna-se ne- cessário incluir curvaturas em trechos dos dutos. No entanto, é importante destacar que essas seções curvas, assim como qualquer outra parte dos dutos, estão suscetí- veis a danos mecânicos. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a influência dos defeitos de mossas na integridade estrutural de dutos retos e curvos, submetidos a pressão interna. A pesquisa propõe uma metodologia computacional para gerar mo- delos de dutos com defeitos de mossas, a serem simulados numericamente por meio do Método de Elementos Finitos (MEF), utilizando o software ANSYS. Os defeitos de mossas são sinteticamente gerados por meio de análise de contato não linear, utili- zando como indentador um punção esférico com diferentes dimensões. Para garantir a qualidade dos resultados e otimizar o esforço computacional, foi aplicado um refina- mento local da malha, com análise da convergência dos resultados e comparação entre uso de elementos de casca e elementos sólidos. O modelo de elementos finitos foi verificado com base nos resultados de ensaios conduzidos por outros pesquisado- res. Os resultados mostram a influência do defeito, comprovando o quanto os defeitos de amassamento induzem a concentração de tensão, principalmente em dutos curvos com defeitos no interior e exterior da curvatura, pois mesmo quando apresentam uma pequena profundidade, mostram-se bastante suscetíveis a falhas e não podem ser considerados confiáveis para permanecerem em operação com segurança.FACEPECAPESCNPqENERGIDents are common defects in pipelines and they are caused by external mecha- nical damage. This type of imperfection usually results in a stress concentration that can threaten the pipeline safety and integrity. Pipelines play a critical role in transpor- ting fluids over long distances and they are essential to the oil and gas industry. Under certain conditions, it is necessary to include bends in pipeline sections. However, it is important to note that these curved sections, like any other part of the pipeline, are susceptible to mechanical damage. In this context, this study aims to evaluate the in- fluence of dent defects on the structural integrity of straight and curved pipelines sub- jected to a internal pressure. The present research proposes a computational metho- dology to generate pipeline models with dents, to be numerically simulated by a Finite Element Method (FEM), using Ansys software. The dent defects are generated synthe- tically by means of non-linear contact analysis, using a spherical punch of variable dimensions as the indenter. In order to guarantee the quality of the results and to op- timise the computational effort, a local mesh refinement was applied, along a conver- gence analysis and comparison between the use of shell elements and solid elements. The finite element model was compared with the results of tests carried out by other researchers. The results show the influence of the defect and demonstrate the extent to which crushing defects induce stress concentration, particularly in curved pipelines with defects on the inside and outside of the curve, which are very susceptible to failure even at small depths and cannot be considered reliable enough to remain in service safely.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia mecânicaDutosDutos em curvaDefeito de amassamentoMétodo dos elementos finitosAnálise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdfDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdfapplication/pdf4498781https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/1/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdfa138d2092173a1349be2c922b0fa8dbaMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53TEXTDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdf.txtDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdf.txtExtracted texttext/plain137355https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/4/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdf.txt2282165a95e5a7b1df400782e6fbabf8MD54THUMBNAILDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdf.jpgDISSERTACAO Maize Cibele de Lima Melo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1210https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/5/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdf.jpg607f59300c50e461025cabb2d10098d2MD55123456789/551952024-02-28 02:27:55.968oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212024-02-28T05:27:55Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
title |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
spellingShingle |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento MELO, Maize Cibele de Lima Engenharia mecânica Dutos Dutos em curva Defeito de amassamento Método dos elementos finitos |
title_short |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
title_full |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
title_fullStr |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
title_full_unstemmed |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
title_sort |
Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento |
author |
MELO, Maize Cibele de Lima |
author_facet |
MELO, Maize Cibele de Lima |
author_role |
author |
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0906151493342124 |
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6568615406054840 |
dc.contributor.advisor-coLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8965627710203749 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
MELO, Maize Cibele de Lima |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
LYRA, Paulo Roberto Maciel |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
WILLMERSDORF, Ramiro Brito |
contributor_str_mv |
LYRA, Paulo Roberto Maciel WILLMERSDORF, Ramiro Brito |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Engenharia mecânica Dutos Dutos em curva Defeito de amassamento Método dos elementos finitos |
topic |
Engenharia mecânica Dutos Dutos em curva Defeito de amassamento Método dos elementos finitos |
description |
Defeitos de amassamento, também chamados de mossas, são defeitos co- muns em dutos, originados por danos mecânicos externos. Esse tipo de imperfeição normalmente resulta em uma concentração de tensão que pode representar uma ameaça à segurança e integridade dos dutos. Os dutos desempenham um papel cru- cial no transporte de fluidos ao longo de grandes distâncias, sendo essenciais para a indústria de petróleo e gás. Em determinadas condições de instalação, torna-se ne- cessário incluir curvaturas em trechos dos dutos. No entanto, é importante destacar que essas seções curvas, assim como qualquer outra parte dos dutos, estão suscetí- veis a danos mecânicos. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a influência dos defeitos de mossas na integridade estrutural de dutos retos e curvos, submetidos a pressão interna. A pesquisa propõe uma metodologia computacional para gerar mo- delos de dutos com defeitos de mossas, a serem simulados numericamente por meio do Método de Elementos Finitos (MEF), utilizando o software ANSYS. Os defeitos de mossas são sinteticamente gerados por meio de análise de contato não linear, utili- zando como indentador um punção esférico com diferentes dimensões. Para garantir a qualidade dos resultados e otimizar o esforço computacional, foi aplicado um refina- mento local da malha, com análise da convergência dos resultados e comparação entre uso de elementos de casca e elementos sólidos. O modelo de elementos finitos foi verificado com base nos resultados de ensaios conduzidos por outros pesquisado- res. Os resultados mostram a influência do defeito, comprovando o quanto os defeitos de amassamento induzem a concentração de tensão, principalmente em dutos curvos com defeitos no interior e exterior da curvatura, pois mesmo quando apresentam uma pequena profundidade, mostram-se bastante suscetíveis a falhas e não podem ser considerados confiáveis para permanecerem em operação com segurança. |
publishDate |
2024 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2024-02-27T17:05:11Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2024-02-27T17:05:11Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2024-02-08 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
MELO, Maize Cibele de Lima. Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55195 |
identifier_str_mv |
MELO, Maize Cibele de Lima. Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024. |
url |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55195 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Pernambuco |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFPE |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Pernambuco |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFPE instname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) instacron:UFPE |
instname_str |
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) |
instacron_str |
UFPE |
institution |
UFPE |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFPE |
collection |
Repositório Institucional da UFPE |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/1/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdf https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/2/license_rdf https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/3/license.txt https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/4/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdf.txt https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/55195/5/DISSERTACAO%20Maize%20Cibele%20de%20Lima%20Melo.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
a138d2092173a1349be2c922b0fa8dba e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973 2282165a95e5a7b1df400782e6fbabf8 607f59300c50e461025cabb2d10098d2 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) |
repository.mail.fl_str_mv |
attena@ufpe.br |
_version_ |
1802310666170662912 |