Caraterização da flexibilidade de tubos cilíndricos de parede fina sob forças radiais localizadas

Abstract

Esta dissertação tem como principal objetivo a análise do campo de tensões e deslocamentos provocados sob ação de forças radiais, propondo métodos de análise à ação destes em cascas cilíndricas. São abordadas inicialmente as formulações teóricas de superfícies de casca, normas estabelecidas ao dimensionamento de reservatórios e investigação já realizada na área. Seguindo a norma BS 5500, são analisados diferentes casos de solicitações a cascas cilíndricas, sendo posteriormente proposto um modelo de solução do problema pelo método dos elementos finitos. Por fim, é analisado o campo de deslocamentos de origem térmica em tubagens em simplificação 2D, procedendo ao cálculo destas, aplicando o método da discretização a uma conexão tipo L, considerando esta elementos tipo tubo.

This dissertation has as principal objective, the analysis of the stress and the consequent displacement fields resulting from the application of radial loads on the cylindrical surface. Methods of analysis of the mentioned cylindrical shells are proposed in the text. Initial studies involve theoretical formulations to assess the surface deformation. These studies are condensed in recommendations integrated in Design Standards under the form of simpli_ed expressions and easily assessable graphics. According to BS 5500 (British Standards) once the equivalent load area is delimited; the graphics offer the possibility of an easy and accurate computation of either radial loads or bending moments. As alternative, a current stress analysis is alternatively proposed. This analysis was performed by finite element method, the stresses being computed on either external or internal surface of the shell. As a closure of the thesis program, the shell is assumed as part of a more complex piping network to be calculated by complementary processes to assess the effect of thermal loads (constrained thermal expansion) on an elementary pipe structure having constraints.