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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23412
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Avaliação estrutural de painéis enrijecidos fabricados em aço inoxidável |
Título(s) alternativo(s): | Structural assessment of stainless steel stiffened panels |
Autor: | Rodrigues, Flávio ![]() |
Primeiro orientador: | Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de |
Segundo orientador: | Silva, André Tenchini da |
Primeiro membro da banca: | Rodrigues, Monique Cordeiro |
Segundo membro da banca: | Soeiro, Francisco José da Cunha Pires |
Terceiro membro da banca: | Batista, Eduardo de Miranda |
Quarto membro da banca: | Souza, Marcelo Igor Lourenço de |
Resumo: | Painéis enrijecidos apresentam várias aplicações na Engenharia, como por exemplo, em estruturas do tipo naval/offshore, onde são empregados como elementos estruturais de navios e plataformas de petróleo. Outras aplicações incluem estruturas de pontes, tanques de armazenamento, dentre outras. Aspectos essenciais dos mecanismos de falha de painéis enrijecidos são seu nível de imperfeições geométricas iniciais bem como de tensões residuais presentes em tais estruturas, oriundas dos processos de fabricação. Algumas normas técnicas que tratam do tema apresentam critérios a serem aplicados ao projeto e dimensionamento de painéis enrijecidos fabricados em aço carbono. Contudo, com a evolução tecnológica dos materiais e suas demandas mais severas em termos de corrosão e resistência mecânica, faz-se necessária a utilização de aços especiais cujo projeto não está coberto nas normas técnicas atuais voltadas ao aço carbono. Portanto, este trabalho tem por objetivo, avaliar a resistência última de painéis enrijecidos fabricados em aço inoxidável austenítico e verificar a influência de diferentes níveis de imperfeições iniciais na sua capacidade resistente. A fim de atingir tais objetivos, ensaios experimentais de painéis enrijecidos fabricados em aço inoxidável foram conduzidos em laboratório, para proporção do comprimento do painel enrijecido pelo espaçamento entre enrijecedores de 2.70 e 4.35 de forma a abranger os valores práticos utilizados nas estruturas do tipo naval/offshore. Posteriormente, um modelo em elementos finitos foi desenvolvido e calibrado de forma a reproduzir os resultados experimentais. Uma análise paramétrica foi realizada de forma a aumentar a base de dados a fim de se verificar se as normas correntes aplicadas às estruturas em aço carbono poderiam ser aplicadas aos painéis enrijecidos fabricados em aço inoxidável. Os resultados encontrados demonstraram que algumas normas de projeto poderiam apresentar dimensionamento conservador e não conservador para valores de esbeltez baixo e alto, respectivamente. Desta forma, uma nova equação de dimensionamento baseada na calibração do parâmetro Cx (razão da resistência última no que diz respeito à tensão normal uniaxial na direção longitudinal pela tensão da placa) foi proposta, apresentando melhoria dos resultados. |
Abstract: | Stiffened plate panels present several applications in Engineering, for instance, in naval/offshore structures, where they are employed as structural elements of ships and vessels. Other utilizations include bridge structures, storage tanks and so on. Essential aspects of the failure mechanisms of stiffened plated panels are the initial geometrical imperfections and residual stresses embedded in such structures due to the fabrication processes. Some technical design guides present rules to be applied to the design of carbon steel stiffened plated panels. However, with the technological evolution of the materials and their stricter demands on corrosion and mechanical resistance, it is necessary to utilise special steel whose design is not covered in the codes, as mentioned earlier. Hence, this work aims to assess the ultimate resistance of austenitic stainless steel stiffened plated panels and verify the influence of different initial imperfections on their structural capacity. In order to achieve this objective, experimental tests of stainless steel stiffened panels were carried out at the laboratory, with an aspect ratio between the panel length and the stiffener spacing of 2.70 and 4.35 to cover the practical values used in the naval/offshore structures. Afterwards, a FE model was developed and calibrated against experimental results. A parametric analysis was performed to enlarge the database to check if the current rules applied to carbon steel structures can be applied to stainless steel stiffened plated panels. The results showed that some design rules could provide conservative and non-conservative designs for values of low and high slenderness, respectively. Finally, a new equation based on the calibration of the Cx parameter (ratio of the ultimate strength concerning uniaxial normal stress to the specified minimum yielding point of the plate in the longitudinal direction) was proposed providing improved results. |
Palavras-chave: | Engenharia civil Aço - Estruturas Deformações e tensões Análise estrutural (Engenharia) Civil engineering Steel, Structural Strains and stresses Structural analysis (Engineering) |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | RODRIGUES, Flávio. Avaliação estrutural de painéis enrijecidos fabricados em aço inoxidável. 2024. 231 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23412 |
Data de defesa: | 20-Dez-2024 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Engenharia Civil |
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