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[en] PREDICTING THE PERFORMANCE OF COMPONENTS FOR OFFSHORE MOORING SYSTEMS UNDER MONOTONIC AND CYCLIC LOADING / [pt] PREVISÃO DO DESEMPENHO DE COMPONENTES PARA SISTEMAS DE ANCORAGEM SOB CARREGAMENTOS MONOTÔNICOS E CÍCLICOS

FERNANDO ALONSO FONTES 05 November 2009 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta a previsão do desempenho de três acessórios de união (manilha de união, elo Kenter e elo Multifuncional) utilizados em sistemas de ancoragem de unidades offshore, sob carregamentos monotônicos e cíclicos. Cinqüenta e sete modelos foram analisados pelo método de Elementos Finitos utilizando o software Ansys 10. Inicialmente, com o objetivo de quantificar a influência do contato e mensurar a área onde este ocorre, três modelos com contatos entre manilha de união e elos foram analisados com variações no diâmetro (76, 95 e 120 mm) e mantendo-se constante as propriedades mecânicas do material e a carga aplicada. Em seqüência, cinqüenta e quatro outros modelos foram elaborados sem condições de contato, isto é, com as cargas aplicadas diretamente nos componentes de estudo, que sofreram variações de diâmetros (76, 95 e 120 mm), de propriedades mecânicas (limites de escoamento e resistência mecânica) e de carregamento (proof load e minimum break load). Comparativamente, as manilhas de união apresentaram os menores níveis de tensões e as melhores distribuições de tensões dentre os três componentes para todos os casos analisados. Dos cinqüenta e quatro modelos citados acima, três foram selecionados para análise da vida em fadiga com o software FE-Fatigue. Estes representavam um acessório de união de cada tipo com o diâmetro considerado crítico (120 mm) e sem variações nas propriedades mecânicas do material. Os resultados mostraram que a geometria do componente é determinante para os valores das tensões e da vida-fadiga. A manilha apresentou os melhores resultados de resistência e de vida-fadiga, que para o diâmetro e material escolhidos, foi cerca de três vezes maior do que aquela relativa aos elos Kenter e Multifuncional. / [en] This work represents an approach to predict the performance of three joining accessories (shackle, Kenter link and Multifunctional link) for offshore mooring systems under monotonic and cyclic loading. Fifty seven models were analyzed by the Finite Element method using the software Ansys 10. Initially, in order to quantify the influence of the contact conditions and to measure the area where it occurs, three models presenting contacts between the joining shackle and chain links were analyzed varying the diameter (76, 95, 120 mm) and maintaining constant the material’s mechanical properties as well as the applied loads. In sequence, fifty four other models were created without contact conditions, which means that the loads were applied directly on the components in question, with variations in link diameter (76, 95 and 120 mm), in mechanical properties (yield stress and ultimate strength) and in load conditions (proof and minimum break loads). Comparing the joining shackles with the other accessories, the shackles present the lowest stress levels and the best stress distributions with regard to all the cases studied. Three of the fifty four models cited above were selected for predicting their fatigue life making use of the FE-Fatigue software. These represented one of each joining accessory with a diameter considered critical (120 mm), keeping constant the mechanical properties of the material. The results showed that the influence of the component geometry is determinant for the stress values developed during the loading tests as well as its fatigue life. The shackle presented the best results in terms of strength and fatigue life, which was about three times greater than that for the Kenter and Multifunctional links.

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