[pt] O presente trabalho tem por objetivo o estudo de tensões críticas em bocais cilíndricos soldados a vasos de pressão, também cilíndricos, com tampas de geometria cônica submetidos a pressão interna e a um carregamento axial externo. O problema é atacado analiticamente através da teoria de cascas de revolução, particularizada para cascas finas axissimétricas. É utilizado o método de flexibilidade para imposição da continuidade dos esforços e deslocamentos nas junções bocal/tampa e tampa/vaso. Foi desenvolvido um programa de computador que fornece as tensões máximas que ocorrem no bocal, bem como as resultantes de tensão, momentos, deslocamentos e rotações ao longo da estrutura. Observou-se que para uma dada configuração do sistema (diâmetros do bocal e vaso, e ângulos da tampa cônica) existe uma relação ótima entre as espessuras do bocal e da tampa, para a qual o fator de concentração de tensões é mínimo. Esta relação é independente da rasão entre os carregamentos axial e a pressão. / [en] The present work is concerned whit critical stresses due to the combined affect of axial loads and intornal pressure in nossles welded to cilindrical pressure vessels whit conical hoads. The problem is treatod analytically through, axisimetric, thin ahell theory. The method of flexibility is employed to enforce the continuity of loads, moments, displacements and rotations at the junctions. A computer code has been developed for the calculation of the critical atresses in the nozzle, as well as the stresses resultants, moments, displacements, and the rotations along the atracture. It has been observed that for a griven configuration (nozzle and vessel diameters and angle of the conical head), there is an optimum between the nozzle and head thickness for which the stress concentration factor is minimum. This ratio is independent of the relation between the axial hoad and internal pressure.

[pt] Neste trabalho, apresenta-se uma nova proposta para forma de bocais radicais de vasos esféricos tal que as tensões de flexão devidas a um carregamento axial sejam as mínimas possíveis. Investigam-se os esforços de flexão oriundos da compatibilização entre o bocal e o vaso utilizando a técnina dos elementos finitos com um elemento curvílineo com três nós e um campo de deslocamentos com quatro variáveis. Obtem-se, também, a distribuição de tensões proveniente da pressão interna para o bocal ótimo para esforço axial. Considera-se a união tubulação-vaso esférico com espessuras diferentes utilizando um local com a mesma forma de meridiano dos bocais ótimos, tendo, porém, espessura de parede variável. Tendo como objetivo a comparação com os bocais ótimos, anali sam-se, também, os bocais tradicionais. A nova geometria mostrou-se, para os casos usuais de carga, superior á convecional, no que se refere aos níveis de tensão alcançados. / [en] A new shape of radial nozzles for spherical shells is presented in this paper. The geometry is obtained imposing a bending-free condition for the transition between a cylinder and sheperical shell. The soltion is exact for ideal boundary conditions, and under the action of axisymetric axial load. In order to examine the load effects introduced by the spherical an cylindrical shells at the ends of the nozzle, it was performed a stress analysis of the whole structure, using the finite element technique with a curvilinear element. Two load cases were considered: axial load and internal pressure, for constant thickness nozzles and nozzles with variable thickness, the results were compared with the stress distribuition for a conventional nozzle under the same loading conditions. The new geometry proved to be superior as compared with the conventional one as far a stress instensities are taken into account, for the usual loading conditions.

[pt] Neste trabalho são estudados diferentes tipos de estruturas sujeitas a carregamentos térmicos e sob condições de apoio distintas, com o objetivo de analisar o mecanismo de Thermical Ratchet. Tal fenômeno é previsto no aspecto de segurança de usinas nucleares, uma vez que vasos de pressão e tubulações podem sofrer deformações permanentes devido a diferenças térmicas. Um primeiro modelo estuda o comportamento de um conjunto de dois tubos ligados por suas extremidades e sujeitos a variações lineares de temperatura ao longo de suas seções transversais. Também são determinadas condições para que ocorra acúmulo de deformações plásticas. O terceiro modelo simula um vaso cilíndrico livre ou ligado à um flange a variações térmicas lineares na espessura, através do estudo de vigas sobre base elástica. Neste caso não se admite a estrutura sofrendo ciclos de temperatura e apenas o comportamento para o caso de aquecimento ou resfriamento é estudado. / [en] Different types of structures submitted to thermal loadings under different conditions of support are studied in this work, with the purpose of analysing the thermal Ratchet Mechanism. This phenomena is na important criteria of safety of nuclear power systems. A first model was used to simulate the bahavior of a structure free of bending, submitted to temperature fluctuation. The conditions for Ratcheting are determined. A second model was used to simulate the behavior of two tubes joinned at theirs ends, and submitted to a linear profile of temperature in its cross-section. A third model was used to beams on elastic foundation. This may be used to simulate the behavior of a cilindrical vessels submitted to thermal loadings.