O riser flexível é composto por várias camadas com funções estruturais específicas. Quanto à resistência mecânica, sua estrutura deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, responsável pela instabilidade radial (gaiola de passarinho) do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o duto flexível apresenta danos na bandagem de alta resistência que juntamente com a carga axial compressiva pode levar o riser a falhas catastróficas. Esse dano na bandagem é gerado devido á logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Portanto, a presente dissertação objetiva avaliar a relação entre o tamanho do defeito na bandagem de alta resistência e a capacidade de geração da instabilidade radial (birdcaging) para solicitações compressivas atuantes e por consequência propor um critério de falha para o duto flexível. Para concretização do objetivo foi desenvolvido um modelo tridimensional em elementos finitos no software Abaqus, e realização de testes em escala real na bancada de testes do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física) de forma a validar o modelo. Para uma análise da relação entre tamanhos de defeitos, instabilidade radial e cargas compressivas que levam a variações no comportamento mecânico do riser segundo suas rigidezas, foram executados 32 testes através do modelo desenvolvido com variações no tamanho de defeito de acordo com os limitantes geométricos do riser nas direções de largura e comprimento. / The flexible riser consists of several layers with specific structural features. In terms of mechanical strength, its structure must resist to all kinds of loads, acting combined or isolated. One of the isolated loads is the axial compression, responsible for radial instability (birdcage) in the duct. The radial instability occurs mainly when flexible pipe has damage in the high strength bandage. When it occurs, combined with the axial compressive load, the duct can be leaded to catastrophic failure. This damage in the bandage is generated due to the logistics of launching, design or material defects, excessive loadings or falls. Therefore, this thesis aims to evaluate the relationship between the size of the defect in high strength bandages and the capacity of generating radial instability (birdcaging) for compressive acting loads and consequently propose a criteria of failure for the flexible duct. To achieve the objective, it was developed a three-dimensional finite element model in Abaqus software and performed tests in a real scale bench on LAMEF (Laboratory of Physical Metallurgy) to validate the model. For an analysis of the relationship between defects sizes, instability and radial compressive loads that lead to changes in mechanical behavior according to riser stiffness, 32 tests were performed through the model developed with variations in the size of defect according to the geometric limitations of the riser in the directions of width and length.

O riser flexível é composto por várias camadas com funções estruturais específicas. Quanto à resistência mecânica, sua estrutura deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, responsável pela instabilidade radial (gaiola de passarinho) do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o duto flexível apresenta danos na bandagem de alta resistência que juntamente com a carga axial compressiva pode levar o riser a falhas catastróficas. Esse dano na bandagem é gerado devido á logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Portanto, a presente dissertação objetiva avaliar a relação entre o tamanho do defeito na bandagem de alta resistência e a capacidade de geração da instabilidade radial (birdcaging) para solicitações compressivas atuantes e por consequência propor um critério de falha para o duto flexível. Para concretização do objetivo foi desenvolvido um modelo tridimensional em elementos finitos no software Abaqus, e realização de testes em escala real na bancada de testes do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física) de forma a validar o modelo. Para uma análise da relação entre tamanhos de defeitos, instabilidade radial e cargas compressivas que levam a variações no comportamento mecânico do riser segundo suas rigidezas, foram executados 32 testes através do modelo desenvolvido com variações no tamanho de defeito de acordo com os limitantes geométricos do riser nas direções de largura e comprimento. / The flexible riser consists of several layers with specific structural features. In terms of mechanical strength, its structure must resist to all kinds of loads, acting combined or isolated. One of the isolated loads is the axial compression, responsible for radial instability (birdcage) in the duct. The radial instability occurs mainly when flexible pipe has damage in the high strength bandage. When it occurs, combined with the axial compressive load, the duct can be leaded to catastrophic failure. This damage in the bandage is generated due to the logistics of launching, design or material defects, excessive loadings or falls. Therefore, this thesis aims to evaluate the relationship between the size of the defect in high strength bandages and the capacity of generating radial instability (birdcaging) for compressive acting loads and consequently propose a criteria of failure for the flexible duct. To achieve the objective, it was developed a three-dimensional finite element model in Abaqus software and performed tests in a real scale bench on LAMEF (Laboratory of Physical Metallurgy) to validate the model. For an analysis of the relationship between defects sizes, instability and radial compressive loads that lead to changes in mechanical behavior according to riser stiffness, 32 tests were performed through the model developed with variations in the size of defect according to the geometric limitations of the riser in the directions of width and length.

O riser flexível é composto por várias camadas com funções estruturais específicas. Quanto à resistência mecânica, sua estrutura deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, responsável pela instabilidade radial (gaiola de passarinho) do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o duto flexível apresenta danos na bandagem de alta resistência que juntamente com a carga axial compressiva pode levar o riser a falhas catastróficas. Esse dano na bandagem é gerado devido á logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Portanto, a presente dissertação objetiva avaliar a relação entre o tamanho do defeito na bandagem de alta resistência e a capacidade de geração da instabilidade radial (birdcaging) para solicitações compressivas atuantes e por consequência propor um critério de falha para o duto flexível. Para concretização do objetivo foi desenvolvido um modelo tridimensional em elementos finitos no software Abaqus, e realização de testes em escala real na bancada de testes do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física) de forma a validar o modelo. Para uma análise da relação entre tamanhos de defeitos, instabilidade radial e cargas compressivas que levam a variações no comportamento mecânico do riser segundo suas rigidezas, foram executados 32 testes através do modelo desenvolvido com variações no tamanho de defeito de acordo com os limitantes geométricos do riser nas direções de largura e comprimento. / The flexible riser consists of several layers with specific structural features. In terms of mechanical strength, its structure must resist to all kinds of loads, acting combined or isolated. One of the isolated loads is the axial compression, responsible for radial instability (birdcage) in the duct. The radial instability occurs mainly when flexible pipe has damage in the high strength bandage. When it occurs, combined with the axial compressive load, the duct can be leaded to catastrophic failure. This damage in the bandage is generated due to the logistics of launching, design or material defects, excessive loadings or falls. Therefore, this thesis aims to evaluate the relationship between the size of the defect in high strength bandages and the capacity of generating radial instability (birdcaging) for compressive acting loads and consequently propose a criteria of failure for the flexible duct. To achieve the objective, it was developed a three-dimensional finite element model in Abaqus software and performed tests in a real scale bench on LAMEF (Laboratory of Physical Metallurgy) to validate the model. For an analysis of the relationship between defects sizes, instability and radial compressive loads that lead to changes in mechanical behavior according to riser stiffness, 32 tests were performed through the model developed with variations in the size of defect according to the geometric limitations of the riser in the directions of width and length.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 batigalia_tese_parte1.pdf: 948858 bytes, checksum: b48f5591911812d8f298686183d84a2a (MD5) Previous issue date: 2003-03-14 / Sociedade de Cardiologia do Estado de São Paulo / Introduction: About half of the cases of atherosclerotic coronary disease (a mean of 15% of women deaths and 25% of men) cannot be explained by most of the known risk factors. Coronary vasa vasorum are associated with coronary artery disease; however, their anatomy and physiopathology are not well clear. Objective: The aim of this study was to carry out a post mortem stereological study of adventitial vasa vasorum in different histopathological degrees of coronary atherosclerosis intending to correlate vasa vasorum, myocardial infarction physiopathology and histopathological degrees of atherosclerosis. Method: Ten consecutive autopsies of adults (5 men, 5 women, from 35 to 83 years-old, frozen at 4o C) were performed. Six proximal, medium and distal biopsies of the anterior and posterior interventricular coronary branches (at intervals of 1.5 cm) were performed per autopsy (a total of 60 coronary biopsy fragments). Fragments were processed by histological routine technique and cut in 4 fragments of 4 mm thickness. The first two consecutive histological fragments were stained by hematoxylin-eosin, and the two remaining by Masson´s trichrome. The fragments were histopathologically analysed according to Stary´s coronary atherosclerosis classification and examined by Zeiss Jenaâ, a light microscope with a bright chamber attached a Zeissâ micrometer scale, to outline adventitial vasa vasorum as well as to measure the coronary intraluminal diameter and the medial thickness. Intersection points of vasa vasorum with Merzâ´s grille were manually counted. For all types of vasa vasorum, points on Merzâ´s grille were counted to obtain the following stereological parameters of vasa vasorum: diameter, wall thickness, volumetric and superficial density, and adventitial connective tissue density. Parametric data were analysed by Pearson s linear correlation and principal component analysis. Agreement in determining coronary atherosclerosis degree in laminas stained by hematoxylin-eosin or Masson´s trichrome was assessed by kappa statistics. Differences among variables at each atherosclerosis degree was assessed by analysis of variance or Kruskal-Wallis test. Results: Coronary intraluminal diameter correlated negatively with coronary medial thickness and number of adventitial vasa vasorum (r>0.50; P-value<0.05). These correlations may be explained by sex, age and coronary atherosclerosis degree (r>0.50; P-value<0.05). All stereological parameters of vasa vasorum correlated negatively with coronary intraluminal diameter and positively with medial thickness, both explained by sex and atherosclerosis degree (r>0.50; P-value<0.05). The size of all types of vasa vasorum augmented proportionally to atherosclerosis histopathological degree aggravation. Kappa statistics for hematoxylin-eosin and Masson´s trichrome presented agreements varying from substantial or good to almost perfect or fine . All variables presented significant differences since the degree II of atherosclerosis. Conclusions: Coronary medial thickness and number of vasa vasorum correlated negatively with coronary intraluminal diameter. These correlations may be explained by sex and coronary atherosclerosis degree. Stereological parameters of vasa vasorum (except coronary adventitial connective tissue density) correlated positively with number of adventitial vasa vasorum as well as medial thickness, and negatively with coronary intraluminal diameter. Both correlations were determined by degree of atherosclerosis. Venular rupture in vulnerable atherosclerotic plaques may be associated with myocardial infarction arising since the degree II of atherosclerosis. / Introdução: Cerca de 50% dos casos de doença arterial coronária aterosclerótica (15% das mortes masculinas e 25% femininas) não são explicados pelos clássicos fatores de risco. Vasa vasorum coronários podem associar-se à aterosclerose coronariana; contudo, sua anatomia e fisiopatologia não estão completamente elucidadas. Objetivos: Realizar estudo estereológico dos vasa vasorum da túnica externa de artérias coronárias autopsiadas buscando correlação entre vasa vasorum, fisiopatologia do infarto do miocárdio e graus histopatológicos de aterosclerose. Material e Método: Em dez autópsias consecutivas de adultos (5 homens, 5 mulheres, 35 a 83 anos, congelados a 4º C) efetuaram-se biópsias proximal, média e distal dos ramos interventriculares anterior e posterior em cada autópsia, a cada 1,5 cm, totalizando 6 biópsias por autópsia. Cada fragmento foi processado histologicamente com cortes sucessivos de 4 cm de espessura, totalizando 4 fragmentos (24 fragmentos por autópsia). Os dois primeiros fragmentos foram corados em hematoxilina-eosina e os dois últimos em tricrômico de Masson. Lâminas histológicas foram diagnosticadas histopatologicamente quanto ao grau de aterosclerose coronariana pela classificação de Stary e examinadas em microscópio de luz Zeiss Jena com câmara clara e escala micrométrica Zeissâ para delineamento dos vasa vasorum da túnica externa coronária e mensuração do diâmetro do lúmen coronário e da espessura da túnica média coronária. Pontos dos delineamentos dos vasa vasorum sobre a grade estereológica foram manualmente contados obtendo-se diâmetro do lúmen, espessura da parede e densidades volumétrica e superficial dos vasa vasorum, e densidade do tecido conectivo da túnica externa. Dados paramétricos foram analisados por correlação linear de Pearson e análise de componentes principais, concordância no diagnóstico do grau aterosclerótico pela estatística kappa, e diferenças entre valores das variáveis a cada grau aterosclerótico por análise de variância ou teste de Kruskal-Wallis Resultados: Diâmetro do lúmen coronário correlacionou-se negativamente com espessura da túnica média e número de vasa vasorum da túnica externa (r>0,50; valor-p<0,05), com correlações explicadas pelo sexo e grau de aterosclerose (r>0,50; valor-p<0,05). Parâmetros estereológicos dos vasa vasorum correlacionaram-se negativamente com diâmetro do lúmen coronário e positivamente com espessura da túnica média, com correlações explicadas pelo grau de aterosclerose (r>0,50; valor-p<0,05). Tamanho de todos os tipos de vasa vasorum aumentou proporcionalmente ao agravamento das lesões ateroscleróticas. Estatística kappa para lâminas histológicas coradas em hematoxilina-eosina ou em tricrômico de Masson apresentou concordâncias variando de substancial ou boa a quase perfeita ou ótima . Todas as variáveis envolvidas apresentaram diferenças significativas a partir do grau II de aterosclerose coronariana. Conclusões: Espessura da túnica média e número de vasa vasorum da túnica externa correlacionaram-se negativamente com diâmetro do lúmen coronário, com correlações explicadas pelo sexo e grau de aterosclerose. Parâmetros estereológicos (exceto densidade do tecido conectivo da túnica externa) variaram proporcionalmente com espessura da túnica média e com número de vasa vasorum, e inversamente com diâmetro do lúmen coronário, com correlações explicadas pelo grau histopatológico de aterosclerose. Tamanho de cada tipo de vasa vasorum aumentou proporcionalmente à progressão dos graus ateroscleróticos. Ruptura venular precoce em placas ateroscleróticas vulneráveis poderia propiciar infarto do miocárdio desde o grau II ou III de aterosclerose.