Avaliação estrutural de tubulações nucleares utilizando análises não lineares com o método dos elementos finitos
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Autores IPEN
Orientador
Miguel Mattar Neto
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Resumo
Esta dissertação apresenta a importância da integridade estrutural nos sistemas de tubulações nas instalações nucleares, em problemas que envolve as não linearidades geométricas em suportes. Durante a operação da planta, os tubos estão sujeitos a diversas cargas, perenes e transitórias, que podem provocar danos por plastificação excessiva ou fadiga de baixo ciclo. Para o estudo proposto foi escolhido o sistema de tubulações do circuito primário do reator IEA-R1 que possui as não linearidades de folga e contato. As folgas e contato nos suportes alteram a rigidez, impossibilitando de realizar análise linear, sendo necessário solucionar o problema mediante métodos iterativos. As restrições foram implementadas com o software ANSYS Mechanical APDL versão 2022 R1, considerando as condições estáticas lineares e não lineares, com as cargas de peso próprio e variação de temperatura. Para atingir essa finalidade, considerou-se as regras e requisitos do código para garantir a confiabilidade nos resultados. Observou-se nos resultados das forças de reações que o suporte não linear modificou a flexibilidade na linha de tubulação, e o efeito da expansão térmica ocasionou o deslocamento vertical do tubo, deixando o suporte inativo. Embora, estas folgas geradas pela variação de temperatura têm a tendência de serem estabilizadas pelo peso próprio. Na direção ortogonal à linha de centro da tubulação, o atrito contribuiu com o suporte, tornando-o mais rígido. Em temperatura elevada o atrito não resiste a expansão térmica axial ao tubo e pode sobrecarregar a linha de tubulação. Os deslocamentos axiais no tubo não se modificam significativamente com a carga de peso próprio. Por fim, o suporte não linear pode reduzir as forças e momentos na linha, mas não são consistentes de modo que garanta essa característica para avaliar qualquer instalação.
Como referenciar
ALMEIDA, JOEDSON T. de. Avaliação estrutural de tubulações nucleares utilizando análises não lineares com o método dos elementos finitos. Orientador: Miguel Mattar Neto. 2024. 151 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2024.tde-19072024-162726. Disponível em: https://repositorio.ipen.br/handle/123456789/48658. Acesso em: 20 Mar 2026.
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