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Artigo Científico | Tensão e Deformação | Português | 01/07/2008
Autores: Cinthia Thaís de Carvalho Luz Thomazi, Flaminio Levy Neto
Palavras-chave: composite repairings, dutos metálicos, metallic pipes, reparos compósitos
Resumo: O objetivo principal desde trabalho é apresentar os valores de deformações normais circunferenciais obtidos através de simulações numéricas de tubos metálicos (Aço AISI 1020, comprimento L = 400 mm, diâmetro externo D = 100 mm e espessura t = 2 mm) nas três condições a seguir: (i) inicialmente íntegros; (ii) desbastados em 50% na espessura, ao longo de 25% de sua região central, para simular um defeito; e (iii) reparados com o compósito Carbono / Epóxi (tecido balanceado de fibras, AS4 - Hexcel), submetidos a diferentes pressões internas, na faixa de 2 a 10 MPa, utilizando para isso o software não linear de elementos finitos COMPSHELL. E, adicionalmente, verificar se os reparos compósitos aplicados restauram a rigidez original do tubo, anterior ao desbaste. Observou-se que existe uma espessura mínima necessária para que o reparo de Carbono/Epóxi recupere totalmente a rigidez local perdida com o desbaste, sendo utilizadas como referências para avaliar a eficácia do reparo o deslocamento radial e a deformação circunferencial do tubo. A espessura mínima do reparo depende, diretamente, da relação entre os módulos de elasticidade do reparo e do material original do tubo. No caso específico deste trabalho com tubos de aço, a espessura requerida do reparo é de 3,05 mm.
Abstract: The main objective of this work is to present the values of the circumferential normal deformations obtained from numerical simulations of metallic pipes (AISI Steel 1020, length L = 400 mm, external diameter D = 400 mm and thickness t = 2 mm) in the following conditions: (i) perfect; (ii) machined on 25% of its length along its central region to a thinckness reduction of 50%, in order to simulate a defect; and (iii) repaired with a carbon/epoxy composite (balanced woven fabrics of fibers, AS4 - Hexcel), subjected to different internal pressures, from 2 to 10 MPa, using the non linear finite element program COMPSHELL. And, in addition, to verify if the applied composite repairing are able to restore the original stiffness of the pipes, previous to the machining operation. It was observed that there is a minimum thickness, which is required for the carbon/epoxy repairing to restore the local stiffness lost on the machining operation. The radial displacements and the circumferential strain were used as references to evaluate how effective the repair was. The minimum thickness of the repairing depends on the ratio of the elasticity moduli of the repaired and the original material of the tube. As far as this work is concerned, the required repair thickness is 3.05 mm.
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