ANALYTICAL MODEL FOR STABILITY ANALYSIS OF TUBES ON ELASTIC MEDIA
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Com o crescimento e avanço da indústria do petróleo há necessidade de se ter melhores condições de transporte para líquidos e gases. Há preocupações com a economia de materiais nas estruturas que os transportam e com as questões amb...
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| Language: | Portuguese |
| Published: |
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
2001
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| Online Access: | http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=2507@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=2507@2 |
| Summary: | COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Com o crescimento e avanço da indústria do petróleo há
necessidade de se ter melhores condições de transporte
para líquidos e gases. Há preocupações com a economia de
materiais nas estruturas que os transportam e com as
questões ambientais como vazamentos.Meios de transporte
de líquidos e gases muito usados são dutos cilíndricos,
tubulações apoiadas ou enterrados no solo. É muito
importante conhecer melhor as propriedades estruturais dos
cilindros, como boa estabilidade sob cargas de compressão
e momentos.O avanço da análise computacional nos permite
desenvolver modelos matemáticos sofisticados para a
análise por Elementos Finitos.O estudo objetivou elaborar
um arcabouço teórico para análise estrutural de dutos
ou tubulações, com base em modelos de elementos finitos
de viga (com efeitos de deformações axiais e de flexão),
enriquecidos com modos de deformação de cascas
cilíndricas. Esses modos deverão conter o modo
assimétrico e alguns poucos modos de mudança de forma da
seção transversal. O elemento finito desenvolvido terá
formulação hierárquica com combinação de modos
polinomiais e trigonométricos. Também será incluído o
efeito de contenção do tubo em meio elástico do tipo
Winkler. Foram estudados problemas básicos de análise
estática e flambagem de tubos em meio elástico,
utilizando-se um programa de computação numérica e
simbólica (Mathcad), variandose a geometria dos tubos e
as constantes do meio elástico. Os resultados obtidos
foram as cargas críticas e respectivos modos de
flambagem, que foram comparados com os resultados
teóricos existentes. === With the growth and advance of the petroleum industry there
is a need for better transportation facilities for liquid
and gaseous materials. Concerns are raised with respect to
savings in materials in structures and environmental
problemas connected with failures and spills. Usual
transportation media are cilindrical tubes, functioning as
pipelines embedded in the soil or supported by it. It is
quite important to know better the structural properties of
cilinders, such as its stability when subjected to
compressive forces and moments. The advances in
computational analysis allow us to develop new
sophisticated mathematical models for finite element
analysis.The objective of this work is to provide an
analytical model for structural analysis of pipelines,
based on beam finite elements (including axial and bending
deformation), enhanced with cylindrical shell deformation
modes. The resulting finite element has a hierarchical
formulation with combination of convencional polinomial
modes and trigonometric functions. The effect of a Winkler-
type elastic foundation is also included.Basic examples of
static and buckling analysis of tubes in elastic media are
studied, using a program for numerical and symbolic
computation (Mathcad), varying the tube geometry and the
foundation constants. The results obtained are critical
loads and respective buckling modes, which are compared to
the available theoretical results.
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