Análise de tensões em vasos de pressão de paredes finas pelo método de elementos finitos.

Alexandre Faustino Vieira¹; John Cleber da Fonsseca Teles¹; Washington Batista Lima¹

¹ Universidade Santa Ursula

doi:10.20906/CPS/CON-2016-1005

Resumo

Vasos de pressão são recipientes projetados para resistir a diferenças entre a pressão interna e externa. O projeto desses vasos consiste em dimensioná-los para resistir à pressão atuante e a esforços externos. Além disso, o projeto deve predizer quais são os materiais e processos de fabricação adequados. Neste trabalho são comparadas as tensões atuantes no costado, nos tampos e bocais de um vaso de pressão cilíndrico, obtidas através da norma ASME e pelo método de Elementos Finitos (MEF). A ferramenta computacional ANSYS Workbench foi utilizada como plataforma para o desenvolvimento de modelos tridimensionais com elementos 3D do tipo sólidos e do tipo casca (shell). Comparações entre os resultados de tensões calculados por meio da norma ASME e os obtidos em MEF mostraram diferenças nos níveis das tensões encontradas. Os parâmetros de entrada foram:tipo de material, pressão interna, temperatura e diâmetro do vaso. Os resultados obtidos nas análises com elementos dos tipos sólido e casca mostraram que, para vasos de paredes finas, a diferença entre o valor encontrado na análise de MEF e o valor obtido pelos cálculos analíticos (ASME) é cerca 19% para o casco cilíndrico e 12% para os tampos, sendo que a norma ASME apresenta valores mais conservadores.

Palavras-chave: Vasos de pressão; Análise de tensões; MEF