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Avaliação da estabilidade de trincas em componentes estruturais por meio de parâmetro elasto-plástico integral-J e comparação com resultados obtidos via mecânica da fratura elástica-linear (1995)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: TARPANI, JOSE RICARDO - EESC
  • Unidades: EESC
  • Sigla do Departamento: SMT
  • Subjects: MECÂNICA DA FRATURA
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho são comparados os resultados analíticos de previsão de falha de um vaso nuclear PWR destinado à propulsão naval, contendo oito diferentes tipos de trinca, obtidos segundo a Mecânica da Fratura Elástica-Linear (MFEL) e a correspondente Elasto-Plástica (MFEP). Os resultados são fornecidos em termos da pressão interna e do gradiente de deformações ao longo da espessura da parede do componente estrutural, sendo diretamente aplicáveis às condições impostas e desenvolvidas em ensaios isotérmicos de hidro-pressurização. O elevado nível de conservativismo dos resultados derivados segundo a MFEL, via critério KIC de disparo de clivagem, quando comparados àqueles obtidos por meio da MFEP, através do critério de iniciação de rasgamento dúctil, Ji, e em especial dos critérios J50 e Jinstab.dúctil de falha com base na Teoria da Instabilidade do Rasgamento Dúctil ou Elasto-Plástico (TIRD/TIREP) por intermédio de diagramas J x T (integral-J versus módulo de rasgamento), foi avaliado e quantificado. O intenso efeito das dimensões dos corpos de prova nos resultados obtidos a partir de ambas abordagens, assim como o papel determinante dos entalhes laterais nos ensaios da MFEP foram definitivamente comprovados. Foi também demonstrado o saudável conservativismo das previsões segundo o critério J50 para projeto e serviço seguros de plantas nucleares frente às condições reais em que se verifica analiticamente a instabilidade dúctil do componente trincado, tais como definidas por Jinstab.dúctil, assim como das previsões decorrentes dos processos de extrapolação linear de curvas J-R no espaço J x T quando comparadas às resultantes de extrapolações não-lineares mais frequentemente utilizadas. Com relação aos efeitos exercidos nos resultados de previsão de falha pelo tipo, profundidade e comprimento da trinca contida na parede do vaso de pressão,ficou demonstrado que as trincas de superfície são muito mais críticas que as sub-superficiais de idênticas profundidade e comprimento, assim como que as avaliações de integridade são muito mais sensíveis a mudanças na profundidade da trinca relativamente a alterações no seu comprimento. As aproximações entre os resultados obtidos via J50 e através de Jinstab.dúttil, e entre os resultados obtidos pelos procedimentos de extrapolação linear e não-linear de curvas JMAT-TMAT, são muito mais nítidas para as trincas de superfície menos profundas e, em especial para as embutidas, mesmo aquelas mais críticas. Deste modo, a metodologia aqui aprimorada, destinada em última instância a avaliações de integridade estrutural de vasos PWR em transientes de potência durante a sua vida em serviço, se mostrou absolutamente efetiva no caso das trincas mais prováveis em tais circunstâncias, quais sejam, as de pequenas dimensões e situadas superficialmente na parede do vaso. Ainda, foi verificada a tendência da ocorrência do vazamento do meio pressurizante anteriormente à falha do vaso por instabilidade dúctil nos casos da presença das trincas mais profundas, independentemente de serem elas de superfície ou sub-superficiais e, novamente, de seu comprimento, contribuindo assim para a percepção visual da iminência da falha bem como para eventos de freamento de trinca dúctil, impedindo a falha catastrófica do vaso PWR. Por outro lado, trincas rasas ou meno·s profundas tendem a entrar no regime de instabilidade dúctil muito precocemente, com a essência da propagação se dando de modo instável, causando fratura rápida ou súbita do vaso sem sinal anterior. Finalmente, foi comprovada nesse estudo a aplicabilidade da técnica analítica de normalização linear para o levantamento de curvas J-R, e como consequência JMAT-TMAT, para a avaliação de integridade estruturalde componentes robustos falhando de modo dúctil após considerável, e mensurável, crescimento estável de trinca; também, foi aqui proposto o ajuste logarítmico de dados de curvas J-R, em oposição ao hoje consensualmente utilizado via lei de potência, de modo a computar os efeitos do fenômeno de saturação de J, permitindo assim extrapolações conservativas e seguras para as condições em que se verifica a falha do componente nuclear
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 17.10.1995

  • How to cite
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    • ABNT

      TARPANI, José Ricardo; SPINELLI, Dirceu. Avaliação da estabilidade de trincas em componentes estruturais por meio de parâmetro elasto-plástico integral-J e comparação com resultados obtidos via mecânica da fratura elástica-linear. 1995.Universidade de São Paulo, Sao Carlos, 1995. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18136/tde-16102017-101943/pt-br.php >.
    • APA

      Tarpani, J. R., & Spinelli, D. (1995). Avaliação da estabilidade de trincas em componentes estruturais por meio de parâmetro elasto-plástico integral-J e comparação com resultados obtidos via mecânica da fratura elástica-linear. Universidade de São Paulo, Sao Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18136/tde-16102017-101943/pt-br.php
    • NLM

      Tarpani JR, Spinelli D. Avaliação da estabilidade de trincas em componentes estruturais por meio de parâmetro elasto-plástico integral-J e comparação com resultados obtidos via mecânica da fratura elástica-linear [Internet]. 1995 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18136/tde-16102017-101943/pt-br.php
    • Vancouver

      Tarpani JR, Spinelli D. Avaliação da estabilidade de trincas em componentes estruturais por meio de parâmetro elasto-plástico integral-J e comparação com resultados obtidos via mecânica da fratura elástica-linear [Internet]. 1995 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18136/tde-16102017-101943/pt-br.php


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