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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-01022023-093158
Documento
Autor
Nome completo
Andre Luiz Machado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Burgos, Diego Felipe Sarzosa (Presidente)
Bianchi, Kleber Eduardo
Neves, Maurício David Martins das
Título em português
Avaliação da influência do perfil da frente de trinca na resposta à fratura usando geometria SE(T).
Palavras-chave em português
Aço
Estruturas offshore
Integridade estrutural
Mecânica da fratura
Método dos elementos finitos
Resumo em português
Os ensaios de tenacidade à fratura do tipo SE(T) (Single Edge Notch Tension) têm sido cada vez mais utilizados na avaliação de dutos rígidos empregados na produção de petróleo, devido a uma maior semelhança de tensões e deformações observadas nas trincas destes materiais quando comparadas com outros tipos de ensaio. As normas comumente utilizadas para execução de ensaios de tenacidade à fratura impõem limites máximos na curvatura da frente de trinca dos corpos de prova para que se possam validar os resultados de ensaios. Publicações recentes de universidades e institutos de pesquisa têm buscado avaliar os impactos de se aceitar resultados de ensaio cuja curvatura resultante na frente de trinca do corpo de prova seja maior do que aquela estabelecida pelas normas em vigência, como a ASTM E1820 e a BSI 8571:2014. Este trabalho visa subsidiar esse esforço na busca do aperfeiçoamento dos parâmetros de aceitação dos resultados de ensaios de geometria SE(T). Por meio da análise de uma série de modelos numéricos de ensaios desse tipo, comparam-se resultados da evolução de flexibilidade e de integral J de corpos de prova com frente de trinca reta com outros com frente de trinca curva. Os resultados mostram variação média destes parâmetros numa faixa entre -4% e 4%. Avalia-se também, por meio de modelos cujo rasgamento da frente de trinca é simulado, a evolução de frentes de trinca retas para curvas.
Título em inglês
Evaluation of the influence of the crack front profile on the fracture response using SE(T) geometry.
Palavras-chave em inglês
Fracture mechanics
Fracture toughness
Numerical analysis
Resumo em inglês
SE(T) (Single Edge Notch Tension) fracture toughness tests have been increasingly applied on the evaluation of rigid pipes used in the oil and gas industry, given the similarity of stresses and strains observed on the cracks in these geometries when compared to other types of test. Standards commonly used for the execution of fracture toughness tests impose maximum limits of crack front curvature on specimens in order to validate the tests results. Recent publications of universities and research institutes tried to evaluate the impacts of accepting results of tests in which the resultant specimens crack front curvature is higher than that stated by the current standards, such as the ASTM E1820 and the BSI 8571:2014. This work aims to subsidize this effort on the pursuit to enhance the acceptance parameters of the SE(T) tests. By means of a series of numerical models of this test type, results of compliance and J integral evolution on specimens with straight and curved crack front are compared. The results show an average variation between -4% and 4%. Moreover, by means of models in which the crack front growth is simulated, the evolution of straight to curved crack fronts is also evaluated.
 
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Data de Publicação
2023-02-01
 
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