Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11422/28333
| Type: | Tese |
| Title: | Predição da vida em fadiga de dutos danificados através de rede neural artificial |
| Author(s)/Inventor(s): | Santander, Elvis Jhoarsy Osorio |
| Advisor: | Pinheiro, Bianca de Carvalho |
| Co-advisor: | Magluta, Carlos |
| Co-advisor: | Roitman, Ney |
| Abstract: | Este trabalho desenvolve uma metodologia para avaliar a vida em fadiga de dutos com mossas simples sob carregamento de pressão interna cíclica. A metodologia usa os resultados da análise pelo método dos elementos finitos (MEF) para treinar uma rede neural artificial (RNA) que pode ser usada na avaliação da vida em fadiga. O estudo também analisa o efeito da introdução de mossas simples na vida em fadiga de dutos sob carregamentos cíclicos nas etapas de serviço e parada para diferentes geometrias de dutos, profundidades de mossas, tipos de indentador e aços de diferentes graus API 5L. Um modelo numérico 3D em elementos finitos (EF) de um tubo com mossa simples foi validado através de testes experimentais em escala real com espécimes de aço API 5L Gr B. Após a validação, foi realizado um estudo paramétrico abrangente sobre os principais parâmetros geométricos do duto e da mossa, compreendendo um total de 240 modelos EF. Esse conjunto de dados paramétricos são então usados para treinar uma RNA capaz de prever o fator de concentração de tensão (FCT), a máxima deformação plástica e os parâmetros dimensionais residuais da mossa em dutos. Os resultados mostram que as RNAs podem ser usadas para prever esses valores com precisão semelhante ao que é alcançado usando MEF. O uso de RNAs tem o benefício adicional de alcançar resultados com muito menos tempo do que usando apenas MEF, sendo seus resultados imediatos e sua aplicação viável em todo um sistema, incluindo o diagnóstico e a manutenção de dutos. |
| Abstract: | This work develops a methodology to evaluate the fatigue life of pipelines with plain dents under cyclic internal pressure loading. The methodology uses the results of innite element analysis (FEA) to train an artificial neural network (ANN) that can be used to assess fatigue life. The study also analyzes the efect of introducing plain dents on the fatigue life of pipelines under cyclic loads during service and shutdown stages for diferent pipeline geometries, dent depths, indenter types, and steels of diferent API 5L grades. A 3D numerical finite element model of a pipe with a plain dent was validated through full-scale experimental tests with API 5L Gr B steel specimens. After validation, a comprehensive parametric study was performed on the main geometric parameters of the pipe and dent, comprising 240 FEM models. These parametric datasets were then used to train an artificial neural network (ANN) that can predict the stress concentration factor (SCF), the maximum plastic strain, and the residual dimensional parameters of the dent in the pipeline. The results show that ANNs can be used to predict these values with accuracy comparable to that achieved using FEM. The use of ANNs has the added benefit of achieving results in much less time than using MEF alone, with immediate results and feasible application across a whole system, including pipeline diagnostics and maintenance. |
| Keywords: | Fadiga de dutos Mossas em dutos Rede neural artificial Manutenção de dutos |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Sep-2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | SANTANDER, Elvis Jhoarsy Osorio. Predição da vida em fadiga de dutos danificados através da rede neural artificial. 2022. 170 f. Tese (Doutorado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022. |
| Appears in Collections: | Engenharia Civil |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| ElvisJhoarsyOsorioSantander.pdf | 11.4 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.