Estudo de tensões na armadura de tração de um tubo flexível submetida à flexão

• Main Author: Almeida, Lucas Maia Perlingeiro Salles de
• Publication Date: 2025
• Format: Bachelor thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Download full: https://app.uff.br/riuff/handle/1/41445
• topic: Raio de curvatura; Armadura de tensão; Tubos flexíveis; Tubo flexível; Encruamento (Metalurgia); Curva em engenharia; Bending Radius; Tensile Armour; Flexible Pipes

Este trabalho surge da necessidade prática de reduzir uma das principais causas de falha em tubos flexíveis empregados na exploração offshore — sobretudo em lâminas d’água profundas e ultraprofundas, onde risers mais longos aumentam as cargas sobre as armaduras de tração e a ruptura de conectores acarreta paradas operacionais e custos elevados — e foca nas tensões induzidas ao curvar os arames durante a montagem dos conectores, que, se não controladas, promovem fadiga. Para estudar o problema, o arame foi simplificado como uma viga submetida a momento puro e, a partir dos princípios de Euler–Bernoulli e da formulação de H. N. Hill, foram derivadas relações entre momento, raio de curvatura, tensão gerada e tensão residual após o retorno elástico do material; essas previsões analíticas foram então confrontadas com uma simulação numérica que modelou uma viga com as mesmas dimensões e propriedades, engastada em uma extremidade e submetida a um ângulo de curvatura, a partir da qual se obtiveram momento, tensão e, por diferença entre o ângulo alcançado e o ângulo de escoamento, o ângulo residual responsável pela tensão residual. Houve boa concordância entre as abordagens em grande parte do intervalo estudado, exceto para raios de curvatura muito pequenos, nos quais surgiram inconsistências na simulação atribuíveis à deformação da malha; assim, conclui se que o método teórico fornece uma aproximação válida e útil para estimar tensões e raios limites, com ressalvas quanto às condições de alta curvatura que exigem cuidados numéricos adicionais.