Propagação de ondas guiadas em barras retangulares : o problema da atenuação na propagação

Abstract

A necessidade de contar com métodos que permitam determinar defeitos tem cada vez mais importância na engenharia moderna, para evitar acidentes catastróficos e racionalizar a sua manutenção. Muitas das estruturas utilizadas na Engenharia são laminares, onde pelo menos uma das dimensões predomina sobre as outras duas, nestas tipologias se encontram os vasos de pressão, tubulações, trilhos de trem, mangueiras, entre outras. Nestas estruturas tem tipos de ondas que se propagam na direção da maior dimensão chamadas de ondas guiadas. Nas últimas décadas, técnicas baseadas na propagação deste tipo de ondas tem sido aplicadas com sucesso na determinação de defeitos em estruturas laminares. O estudo da atenuação de este tipo de onda é de grande importância para poder determinar os limites da sua aplicação. Neste contexto o trabalho aqui apresentado consiste no estudo da atenuação de ondas guiadas que viajam numa haste retangular metálica. Esta haste forma parte da camada estrutural de um raiser, tubulação flexível utilizada na tecnologia de extração de petróleo submarina. No trabalho se apresentam resultados experimentais onde a atenuação foi medida. Um modelo em elementos finitos da estrutura em estudo é montado no programa LS-Dyna, calibrando o mesmo empregando a informação experimental disponível. Finalmente os resultados obtidos são discutidos e conclusões sobre o trabalho realizado são apresentadas.

The need for defect detection methods has become increasingly important in modern engineering to prevent catastrophic accidents and to rationalize their maintenance. Many of the structures used in engineering are laminar, where at least one of the dimensions prevails over the other two, in these typologies are pressure vessels, pipes, train tracks, hoses, among others. In these structures there are types of waves that propagate in the direction of the larger dimension called guided waves. In the last decades, techniques based on the propagation of this type of waves have been successfully applied in the determination of defects in laminar structures. The study of the attenuation of this type of wave is of great importance to be able to determine the limits of its application. In this context the work presented here consists of the study of the attenuation of guided waves traveling on a rectangular metal rod. This rod forms part of the structural layer of a raiser, flexible tubing used in the underwater oil extraction technology. In the work we present experimental results where the attenuation was measured. A finite element model of the structure under study is assembled in the LS-Dyna program, calibrating it using the available experimental information. Finally the results obtained are discussed and conclusions about the work performed are presented.