Análise estrutural de um mangote para sistemas offloading com fibras sintéticas de alta performance

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Tonatto, Maikson Luiz Passaia
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Propriedades mecânicas; Materiais poliméricos; Métodos numéricos; Elementos finitos; Tubos flexíveis
• Palavras-chave em Inglês: Offloading hoses; Polyaramid cords; Mechanical properties; FEA; Mechanical characterization
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/194317

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo conceito de mangote de offloading, utilizando análise por elementos finitos no desenvolvimento de modelos numéricos representativos de um mangote de dupla carcaça 20” classe 300. Estes modelos permitiram avaliar o mangote em diferentes condições de solicitação, bem como o impacto no seu desempenho mecânico da substituição de alguns de seus componentes por outros produzidos em materiais mais avançados. Os materiais utilizados para confecção dos componentes do mangote, bem como os novos materiais, foram caracterizados em laboratório a fim de abastecer os modelos numéricos. Foi verificada a possibilidade de fabricação de um novo mangote, em torno de 30% mais leve e com resistência similar, substituindo-se os cordonéis de poliéster atualmente empregados por cordonéis à base de poliaramida. Para tal, foi variado o número de camadas e o ângulo de disposição dos cordonéis em ambas as carcaças. O novo mangote foi projetado com cordonéis de poliaramida e híbridos (poliaramida/poliamida), dispostos em ângulo de 40º e 55º, mantendo-se os demais componentes inalterados. Este novo mangote apresentou rigidez axial, torcional e flexional bastante similar ao mangote original em simulação em repouso e sob pressão de trabalho. A resistência à ruptura da 1ª e da 2ª carcaça do mangote original foi validada por experimento e foi desenvolvido o modelo que previu a pressão de ruptura do novo mangote, que foi superior ao mangote original. Por último, esta modificação é facilmente implementável no mangote em produção atualmente.