Estudo do dano produzido pela combinação de fadiga de alto e baixo ciclo

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo analisar a contabilização de dano por fadiga em aplicações onde existem carregamentos geradores de fadiga de ciclo combinado, que consiste na ocorrência simultânea de fadiga de alto-ciclo e baixo-ciclo, em especial para tubulações utilizadas na indústria offshore. Como já era conhecido na arte, o dano produzido pela referida fadiga de ciclo combinado não consiste apenas da soma dos danos de alto e baixo-ciclo, sendo necessário o uso de outras formas de modelagem para estimar o mesmo. Foi feita uma pesquisa referente às particularidades das aplicações offshore, revisão de mecânica da fadiga, e análise de modelos propostos por normas, práticas recomendadas e artigos científicos para estimar a vida de estruturas sofrendo fadiga de ciclo combinado de alto-ciclo e baixo-ciclo. Mais particularmente, foram estudados a norma DNV RP-C203, NORSOK N-006 e o método proposto por Zhu et al. (2017). Ao fim do trabalho será apresentada uma comparação entre tais modelos e a Regra de Palmgren-Miner, simulando históricos de carregamentos exemplificativos para uma tubulação offshore e calculando a vida útil da estrutura de acordo com cada um dos modelos, com a elaboração de um gráfico apontando o tempo de vida estimado pelos modelos para diferentes valores de amplitude de tensão. A partir dessa comparação foi possível verificar que há significativa discrepância entre a Regra de Palmgren-Miner e os modelos específicos para fadiga de ciclo combinado, e também entre os próprios modelos.