Estudo Numérico das Definições de CTOD para Aumentar a Acurácia dos Valores de Tenacidade à Fratura em Aços Utilizados na Indústria Offshore

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: Comunicação Oral
  • Eixo temático: 3.Estruturas navais e offshore
  • Palavras chaves: CTOD; Tenacidade à fratura; Métodos Numéricos;
  • 1 Universidade de São Paulo

Estudo Numérico das Definições de CTOD para Aumentar a Acurácia dos Valores de Tenacidade à Fratura em Aços Utilizados na Indústria Offshore

Marcus Nathan Silvestre

Universidade de São Paulo

Resumo

Projetos de estruturas offshores consistem em um conjunto de fatores que devem ser considerados, como parâmetros de segurança e viabilidade econômica. O desejado excesso de conservadorismo dos valores de tenacidade à fratura nas últimas décadas tem sido substituído por valores mais realistas. Portanto, diversos trabalhos têm sido direcionados nas últimas décadas para o uso de geometrias com menores restrições de plástico, como as amostras SENT, para medir a tenacidade à fratura em testes experimentais, mantendo a segurança. Além disso, muitos padrões foram publicados como diretrizes para obter a tenacidade à fratura em termos de CTOD. Entre eles, os padrões ASTM e BSI são os mais populares: conversão da Integral-J e o método da rótula plástica. Observa-se diferença entre os valores de CTOD devido a diferentes pressupostos para suas formulações. O método dos dois extensômetros surgiu como um método de medição alternativo, amplamente utilizado pela indústria de óleo e gás.
Com relação às diferentes definições de CTOD, para o mesmo teste experimental de tenacidade à fratura, duas abordagens diferentes podem chegar a conclusões diferentes no FAD sobre o tamanho crítico dos defeitos que devem ser aceitáveis ou não. Outra questão importante é o mal-entendido sobre possível comparações de CTOD para resistência à fratura e força motriz da trinca. Portanto, é preciso observar algumas considerações ao correlacionar as duas definições de CTOD mais usadas (método da conversão da Integral-J e o método dos dois extensômetros). Além disso, é necessário entender que não há uma única definição correta sobre o CTOD e que várias contribuições são descritas sobre eles.
Assim, motivado pelas explicações acima, o objetivo deste artigo é apresentar uma nova correlação entre as definições de CTOD mais utilizadas pelo mercado offshore. Neste trabalho, a correlação será realizada próximo à ponta da trinca (onde foram propostas as definições de CTOD). A proposição é baseada na alteração das posições das faquinhas que realizam as medidas de deslocamento da abertura da trinca, afim de obter posições optimizadas dos deslocamentos verticais que são utilizados no método dos dois extensômetros para obter boa concordância com o CTOD obtido pelo método da conversão da integral-J. Inicialmente, foi realizada análise numérica para modelos 2D, variando o tamanho da trinca. Além disso, foi observado o comportamento para diferentes propriedades de encruamento. Um fator de correção foi proposto para converter uma definição de CTOD para outra e vice-versa.

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