Estudo numérico da integridade estrutural de vasos de pressão com descontinuidades geométricas com base na mecânica da fratura

Abstract

Este trabalho estuda, por modelagem numérica, como trincas se iniciam e se propagam em vasos de pressão de aço ASTM A516 Gr 70 na presença de descontinuidades geométricas. O vaso horizontal foi modelado tomando como referência um estudo anterior para verificação de tensões. Após o estudo de qualidade de malha, o modelo foi reduzido à região de interesse para viabilizar análises de propagação de trinca. Nessa região, foram avaliados cinco cenários de crescimento de trinca. Observou-se crescimento semielíptico com predominância do Modo I em trincas normais ao furo e comportamento em modo misto em trincas tangenciais ao furo. Como complemento, modelou-se um CTS (Compact Specimen Tension), para estudo em fadiga com R=0 e comparativo de axN e da/dN com um dos estudo de referência. Em conjunto, os resultados mapeiam cenários de inspeção e reparo em vasos de pressão e mostram como a orientação da trinca a presença de furos alteram o modo de abertura e a intensidade de tensões na ponta da trinca, fornecendo dados que podem ser aplicados para à integridade estrutural e à manutenção de vasos de pressão.