Projeto de aparato de fadiga em risers rígidos com dano mecânico - Paoli, Greice Lima Ferro de (UFRJ, 2018)
[PT] Este trabalho consiste na avaliação experimental de fadiga, através do estudo das deformações, tensões e fator de concentração de tensão experimentados em risers rígidos provocadas por defeitos do tipo mossa simples, sob pressão interna constante e esforço de flexão vertical cíclica, imposto em uma das extremidades da estrutura. O trabalho se concentrou no projeto e fabricação de um aparato de teste, que concede todos os requisitos necessários para a simulação experimental, e na adequação do uso deste aparato com uma mesa vibratória capaz de reproduzir os movimentos cíclicos, que são aplicados em duas amostras de escala reduzida de riser rígido, onde serão avaliadas as deformações e tensões em regiões deliberadamente danificadas para representar uma mossa simples. Adicionalmente, um modelo numérico quase estático, baseado no método dos elementos finitos e ainda em desenvolvimento, é proposto para verificar as deformações, tensões associados a esses defeitos devido à pressão interna e flexão vertical positiva e negativa impostas à amostra. O modelo é calibrado a partir de correlação numérico-experimental com intuito de vir a ser utilizado em estudos paramétricos para avaliar o fator de concentração de tensão associado nestas condições. Comentários e ponderações são tecidos no que concerne a utilização das ferramentas experimentais e numéricas para futuros estudos paramétricos.[EN] This study aims to evaluates experimentally the fatigue of steel rigid risers that are subjected to plain dents due to mechanical damage, assessment of their associated stress concentration factors under uniform internal pressure and cyclic bending loads. The work was focused on the design and manufacturing of a test apparatus which provides all necessary requirements for experimental simulation using a vibratory table, capable of reproducing cyclic movements to small-scale samples of rigid risers, and a data acquisition system to evaluate strains and stresses on the damaged section. Additionally, a numerical model, based on the finite element method, still under development, is used to evaluate strain levels and stress concentration factors on the damaged region under internal pressure and alternating bending moment imposed to sample. The finite element model is indeed calibrated form correlation between numerical and experimental results in order to evaluate stress concentration factors of dented pipes under combined alternating bending and cyclic internal pressure. Finally, comments and considerations are presented in view of the obtained results herein and further works.