Análise estrutural de uma base guia submarina pelo método dos elementos finitos

Abstract

Resumo: Historicamente, o sistema para instalação de equipamentos de produção submarina de petróleo por meio de cabos guia, tem sua eficiência comprovada. Porém a grande maioria dos projetos das bases guia submarinas foi calculada por métodos analíticos, que embora permitam a obtenção de respostas exatas em todos os infinitos pontos de uma estrutura, não são aplicáveis a todos os casos. Isso motivou a aplicação do método dos elementos finitos (MEF), neste trabalho, que a partir do desenvolvimento de procedimentos aproximados, pode ser aplicado independentemente da forma da estrutura e das condições de carregamento. O estudo consiste da análise estrutural do modelo tridimensional da estrutura da base guia, modelado no software Autodesk Inventor e analisado no software ANSYS Workbench. O estudo traz uma pesquisa diagnóstica e utiliza abordagem quantitativa e exploratória. Diferentes modelos matemáticos foram gerados para obtenção dos resultados nos pontos mais críticos da estrutura, a fim de se determinarsua resistência aos esforços de instalação e operação aplicados, levando em consideração os critérios estabelecidos nas normas DNV No. 2.7-3,API 17D 1.ed. e a tensão equivalente de vomises.

Abstract: Historically, the guideline system for installation of subsea oil production equipment has proven its efficiency. However the majority of the subsea guide base designs have been calculated by analytical methods, although they allow obtaining exact answers in all infinite points of a structure, they are not applicable to a 11 cases. This motivated the application of the finite element analysis method (FEA) in this work, which from the development of approximate procedures can be applied regardless of the structure shape and loading conditions. This paper consists of a structural analysis of the guide base frame model, generated in Autodesk Inventor® software and analyzed in ANSYS® Workbench software. This study brings a diagnostic research using a quantitative and exploratory approach. Different mathematical models were generated to obtain the results at the most critical points of the structure in order to determine its resistance to the loads applied during installation and operation, taking into account the criteria laid down in DNV No. 2.7-3, API 17D 1st Ed. And the von-Mises equivalent stress.