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.

Ainda não existe um consenso sobre o nível em que os implantes cone Morse devem ser inseridos em relação à crista ósse alveolar. A literatura mostra diversas pesquisas em animais e laboratoriais com implantes posicionados acima, abaixo ou ao nível da crista. Contudo, diferentes metodologias e técnicas dificultam a definição do melhor nível de localização. O presente trabalho optou por analisar qualitativa e quantitativamente por meio da fotoelasticidade e do método dos elementos finitos (MEF), implantes em diferentes níveis de inserção sob carga compressiva estática, visando elucidar esse tema. Quatro níveis foram simulados: 1 mm acima da crista (AC); ao nível da crista (AN); 1 mm abaixo da crista sem aposição óssea sobre a plataforma (AB-S); e 1 mm abaixo da crista com aposição óssea sobre a plataforma (AB-C). Os resultados fotoelásticos demonstraram maiores valores de ordem de franja na região apical e menores na região cervical, em todos os modelos, independente do tipo de carga. No MEF verificou-se que o aprofundamento do implante da posição AC para AB-S reduziu progressivamente as tensões de von Mises na região cortical independente do tipo de carga, respectivamente, 0,5595 - 0,3842 Mpa nas cargas cêntricas e 1,5261 - 0,9787 MPa nas excêntricas. Concluiuse que houve redução na concentração de tensões posicionado-se o implante abaixo do crista óssea e uma tendência de aumento de tensão nas amostras AB-C, provavelmente devido à tração do osso existente sobre a plataforma do implante. / There is still no consensus on the level that the Morse taper implants should be inserted in relation to the alveolar crestal bone. The literature shows several studies in animals and laboratory implant positioned above, at level or subcrestal. However, different methodologies and techniques make it difficult to define the best level of the implant. This study analyzes qualitatively and quantitatively by using photoelastic analysis and the finite element method (FEM), implants at different levels under static compressive load, to elucidate this issue. Four levels were simulated: 1 mm above the crest (AC); the crest level (AN); 1 mm below the crest free bone apposition on the platform (AB-S); and 1 mm below the crest with bone apposition on the platform (ABC). Photoelastic results demonstrated higher fringe order of values in the apical region and lower in the cervical region, in all models, regardless of the loading type. In MEF found that the deepening of the implant position from AC to AB-S progressively reduced von Mises equivalent stresses in cortical region independent of the load type, respectively, 0.5595 - 0.3842 MPa in centric loads and 1.5261 - 0.9787 MPa in eccentric loads. It was concluded that there was a reduction in stress concentration on the implant positioned below the alveolar crest and a tendency of an increase in tension in the AB-C samples, probably due to traction on the existing bone implant platform.

Ainda não existe um consenso sobre o nível em que os implantes cone Morse devem ser inseridos em relação à crista ósse alveolar. A literatura mostra diversas pesquisas em animais e laboratoriais com implantes posicionados acima, abaixo ou ao nível da crista. Contudo, diferentes metodologias e técnicas dificultam a definição do melhor nível de localização. O presente trabalho optou por analisar qualitativa e quantitativamente por meio da fotoelasticidade e do método dos elementos finitos (MEF), implantes em diferentes níveis de inserção sob carga compressiva estática, visando elucidar esse tema. Quatro níveis foram simulados: 1 mm acima da crista (AC); ao nível da crista (AN); 1 mm abaixo da crista sem aposição óssea sobre a plataforma (AB-S); e 1 mm abaixo da crista com aposição óssea sobre a plataforma (AB-C). Os resultados fotoelásticos demonstraram maiores valores de ordem de franja na região apical e menores na região cervical, em todos os modelos, independente do tipo de carga. No MEF verificou-se que o aprofundamento do implante da posição AC para AB-S reduziu progressivamente as tensões de von Mises na região cortical independente do tipo de carga, respectivamente, 0,5595 - 0,3842 Mpa nas cargas cêntricas e 1,5261 - 0,9787 MPa nas excêntricas. Concluiuse que houve redução na concentração de tensões posicionado-se o implante abaixo do crista óssea e uma tendência de aumento de tensão nas amostras AB-C, provavelmente devido à tração do osso existente sobre a plataforma do implante. / There is still no consensus on the level that the Morse taper implants should be inserted in relation to the alveolar crestal bone. The literature shows several studies in animals and laboratory implant positioned above, at level or subcrestal. However, different methodologies and techniques make it difficult to define the best level of the implant. This study analyzes qualitatively and quantitatively by using photoelastic analysis and the finite element method (FEM), implants at different levels under static compressive load, to elucidate this issue. Four levels were simulated: 1 mm above the crest (AC); the crest level (AN); 1 mm below the crest free bone apposition on the platform (AB-S); and 1 mm below the crest with bone apposition on the platform (ABC). Photoelastic results demonstrated higher fringe order of values in the apical region and lower in the cervical region, in all models, regardless of the loading type. In MEF found that the deepening of the implant position from AC to AB-S progressively reduced von Mises equivalent stresses in cortical region independent of the load type, respectively, 0.5595 - 0.3842 MPa in centric loads and 1.5261 - 0.9787 MPa in eccentric loads. It was concluded that there was a reduction in stress concentration on the implant positioned below the alveolar crest and a tendency of an increase in tension in the AB-C samples, probably due to traction on the existing bone implant platform.