ANÁLISE DE CONFIABILIDADE ESTRUTURAL DE TUBOS DE MATERIAIS COMPÓSITOS SUBMETIDOS À PRESSÃO HIDROSTÁTICA
Rômulo Montalvão Silva1; Márcio André Araújo Cavalcante1
1 Universidade Federal de Alagoas
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-1230
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 naqueles reforçados por fibras longas unidirecionais. Estes materiais têm se destacado devido as suas elevadas relações rigidez/peso, resistência/peso e excelente resistência à fadiga e à corrosão, o que tem propiciado a sua utilização na produção de tubos submetidos a condições ambientais severas, como os tubos utilizados em risers na indústria offshore, em substituição ao aço. A modelagem do comportamento mecânico de estruturas de materiais compósitos tem encontrado dificuldades no que concerne a avaliação das propriedades efetivas destes materiais, o que requer o emprego de técnicas de homogeneização e estratégias de modelagem multi-escala. Frente a isso, o presente trabalho propõe a utilização do modelo auto-consistente generalizado na avaliação das propriedades elásticas efetivas das lâminas que compõem a parede 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. Ainda são realizadas análises de confiabilidade, com o intuito de verificar a sensibilidade da resistência do tubo com relação aos parâmetros definidores de sua configuração, com ênfase naqueles que podem ser controlados durante o processo de fabricação.
Palavras-chave: Materiais Compósitos Reforçados por Fibras; Modelo Auto-Consistente Generalizado; Pressão Externa Crítica; Análise de Falhas; Tubo de Parede Fina; Análise de Confiabilidade Estrutural