análise de tensões atuantes em junções bocais/casco de vasos de ...

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Diamantoudis e Kermanidis (2004), fizeram um estudo comparativo para projeto por análise e projeto por fórmula para cilindros com interseção bocal usando diferentes técnicas de elementos finitos. Os resultados comparativos mostram claramente as desvantagens em termos de capacidade de limite de carga quando os procedimentos de análise por fórmula são usados em projetos de vasos de pressão com aços de alta resistência. Os resultados do método de elementos finitos mostram claramente as vantagens de técnicas de modelamento de cascas para sólidos e combinam a precisão das técnicas de modelamento por 3D sólido e 3D cascas. Os autores concluem que a aplicação do método de projeto por análise é menos conservativa para parâmetros de projeto e que aços de alta resistência são severamente punidos quando se utilizam as regras de projeto por fórmulas ao invés da metodologia de projeto por análise Dekker e Brink (2000) compararam tensões em junções de bocal/vaso sujeitos à pressão interna baseados na teoria das cascas finas (membrana), para avaliarem os efeitos do material adicional da solda. Para isto, utilizaram-se elementos axisimétricos 3D. A principal conclusão obtida foi que a área externa da solda oferece pouco reforço, e que as análises de tensões baseadas na teoria das cascas finas (membrana) são completamente aceitas. Liu e outros (2004) fizeram uma análise dos limites de pressões e correspondentes Fatores de Concentração de Tensões (SFC) máximos para interseções cilíndricas de paredes finas sujeitas a pressões internas. Para isto, eles calcularam as tensões limites de 81 modelos parametrizados pelo MEF 3D, assumindo um comportamento elástico perfeitamente plástico do material. Os resultados obtidos através do MEF 3D estão de acordo com análise feitas por métodos experimentais de outros autores. Eles mostraram a variação dos SFCs de acordo com os parâmetros estudados. Os critérios de aceitação dos SFCs podem ser aceitos para projeto de reforços de bocais em vasos de pressão cilíndricos sujeitos a pressão interna, exceto para alguns casos de grandes razões de espessura t T e pequenas razões de aberturas ρ ( D d) . 65
3. METODOLOGIA 3.1. Introdução A metodologia de trabalho utilizada baseia-se em análise de tensões usando três diferentes métodos de análises que são o WRC 107, WRC 297 e o Método dos Elementos Finitos. Estas análises foram realizadas considerando as hipóteses de isotropia, linearidade e homogeneidade. Para o método de análise WRC 107 será utilizado o programa PVElite versão 2008. No método de análise WRC 297 será utilizado o programa CodeCalc, versão 2008. Finalmente para a análise por elementos finitos, será utilizado o programa Algor V21. 1. Após a utilização dos programas listados acima, os resultados serão comparados e avaliados pelos três métodos de análises. 3.2. Modelos Para este trabalho, serão analisados três modelos diferentes de bocais em um vaso de pressão, sob a ação de carregamentos externos. Estes modelos de bocais serão denominados Modelos A, B e C. O Modelo A é um bocal sem chapa de reforço, soldado diretamente na parede do vaso. Os Modelos B e C são bocais com chapa reforço, soldado no vaso. Em todos os três modelos, o vaso está sujeito a uma pressão interna e os bocais sujeitos a carregamentos externos. Para facilitar e identificar cada bocal a serem estudados, os mesmos foram padronizados da seguinte maneira: i. Modelo A - Bocal 2” - sem chapa de reforço; ii. Modelo B – Bocal 6” - com chapa de reforço; 66
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA
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AGRADECIMENTOS Agradeço primeirame
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