06 CAMPUS SERTÃO 01 - UNIDADE DELMIRO GOUVEIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - UNIDADE DELMIRO GOUVEIA Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Graduação - ENGENHARIA CIVIL - UNIDADE DELMIRO GOUVEIA
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise de confiabilidade estrutural de tubos de materiais compósitos submetidos à pressões uniformes
Autor(es): Silva, Rômulo Montalvão
Primeiro Orientador: Cavalcante, Márcio André Araújo
metadata.dc.contributor.referee1: Marques, Severino Pereira Cavalcanti
metadata.dc.contributor.referee2: Lima Júnior, Eduardo Toledo de
Resumo: Nos últimos anos, a busca por materiais com um melhor desempenho mecânico levou ao aumento de pesquisas e ao desenvolvimento de materiais compósitos, com ênfase nos materiais reforçados por fibras longas unidirecionais. Estes materiais têm se destacado devido as suas elevadas relações rigidez/peso e resistência/peso, além de excelente resistência à fadiga e à corrosão. O bom desempenho mecânico destes materiais tem propiciado a sua utilização na produção de tubos que podem ser submetidos a altas pressões e a condições ambientais severas. Como exemplo, pode ser citado o seu emprego em risers na indústria offshore, em substitui- ção ao aço. Devido às dificuldades encontradas na avaliação das propriedades efetivas destes materiais, devido a heterogeneidade e a anisotropia dos mesmos, recorre-se ao emprego de técnicas de homogeneização e de estratégias de modelagem multi-escala. No presente trabalho, propõe-se a utilização do modelo auto-consistente generalizado na obtenção das propriedades elásticas efetivas das lâminas que compõem o laminado da parede do tubo. Estas propriedades são utilizadas na análise de tubos de materiais compósitos laminados, respeitando as restrições cinemáticas impostas aos tubos de parede fina e empregando a Teoria Clássica da Laminação e a Teoria da Instabilidade Linear, permitindo a avaliação da pressão externa crítica, que pode levar o tubo à flambagem, e a pressão hidrostática interna que levaria o tubo à falha, segundo o critério de falha de Tsai-Hill. São realizadas análises de confiabilidade via Método de Monte Carlo, com o intuito de realizar avaliações da sensibilidade com relação aos parâmetros definidores da configuração do tubo, com ênfase naqueles que podem ser controlados durante o processo de fabricação.
Abstract: In recent years, the search for materials with better mechanical performance has led to increased research and development of composite materials, with emphasis on reinforced materials by unidirectional long fibers. These materials have been highlighted because of its high stiffness=weight and strength=weight ratios, and excellent resistance to fatigue and corrosion.The good mechanical performance of these materials has allowed its use in pipes production that may be subjected to high pressure and severe environmental conditions. For example, it can be cited its use in risers in the offshore industry, replacing steel. Because of the difficulties in assessing the effective properties of these materials, due to heterogeneity and anisotropy of them, it is recommended the use of homogenization techniques and multiscale modeling strategies. In this work, its proposed the use of the Generalized Self-Consistent Model to obtain the effective elastic properties of the laminas that constitute the laminate of the pipe wall. These properties are used on the analysis of composite laminate tubes, satisfying kinematic constraints tipically imposed for thin-walled tubes and employing the Classical Lamination and Linear Instability Theories, enabling assessment of critical external pressure, which can cause buckling in the tube, and external hydrostatic pressure that would cause the pipe failure, based on the Tsai-Hill failure criterion. Reliability analyses are performed via Monte Carlo Method, in order to perform reliable assessments of sensitivity with respect to the parameters defining the pipe configuration, with emphasis on those that can be controlled during the manufacturing process.
Palavras-chave: Engenharia civil
Compósitos
Confiabilidade estrutural
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Civil
Citação: SILVA, Rômulo Montalvão. Análise de confiabilidade estrutural de tubos de materiais compósitos submetidos à pressões uniformes. 2017. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Unidade Delmiro Gouveia-Campus do Sertão, Universidade Federal de Alagoas, Delmiro Gouveia, 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/3689
Data do documento: 31-jan-2017
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