Este trabalho apresenta uma metodologia para análise de fratura em estruturas cilíndricas soldadas, através do método dos elementos finitos. Depois de uma breve introdução ao problema, este estudo aborda as imperfeições introduzidas pela soldagem que tem influencia preponderante no fenômeno de fratura, ou sejam, trincas, fragilização do material e tensões residuais. Uma revisão dos procedimentos de análise de fratura e feita e uma metodologia para controle de fratura e proposta. Então, a fim de permitir a utilização de distribuições parabólicas de tensões residuais, a formulação teórica de um elemento plano de trinca e modificada. Um modelo para a análise de fraturas com esse elemento de trinca e apresentado, onde a plasticidade do material e a tri-dimensionalidade da trinca também são consideradas. Finalmente, apos o desenvolvimento de um programa de elementos finitos que permite o calculo do fator de intensificação de tensões, foram estimados os tamanhos críticos de trinca para o vaso de pressão do reator nuclear de usina de angra i sob seis condições de carregamento distintas.

The Finite Element Method is used to study the fracture mechanics behavior of cylindrical welded structures under the influence of residual stresses and mechanical loads, as internal pressure. After a brief introduction, this study focuses some of the aspects relating to the imperfections induced by welding, where cracks, material brittleness and residual stresses are the main concern. A review of fracture analysis methodologies is done and a fracture control method is proposed. Then, using complex variable technique, formulations for a hybrid crack element are altered, in order to allow the use of parabolic distributions of residual stresses. A model for fracture analysis is proposed including considerations about plasticity and three-dimensionality. Finally, a finite element code is developed and used to estimate the critical crack sizes for the pressure vessel reactor of the Angra I Nuclear Plant submitted to six different loading conditions.