Análisis estructural de un ducto para el transporte de petróleo y gas

Abstract

Este trabajo presenta el análisis estructural de un dudo flexible para el transporte de petróleo y/o gas, el cual es sometido a cargas de tracción, torsión en el sentido horario y antihorario considerando diferentes condiciones de contorno en los extremos del ducto. La respuesta a cada una de las cargas aplicadas es prevista a través de un modelo numérico tridimensional basado en el Método de los Elementos Finitos (MEF). En la descripción del modelo numérico utilizado para el modelaje del ducto serán vistas algunas ecuaciones propuestas por Timoshenko and Woinowsky-Krieger 1959 para la obtención de las rigideces y tensiones en rejas y cáscaras ortotrópicas. Posteriormente se hará el modelamiento numérico de las cargas de tracción y torsión en el ducto utilizando el programa comercial Ansys. Algunos aspectos de estas respuestas son discutidos tales como: la distribución de la elongación y de la rotación axial a lo largo de varias secciones del modelo; y el efecto de la restricción al alargamiento y rotación axial en la sección extrema del modelo. Los resultados obtenidos son comparados con la respuesta de un modelo analítico y con resultados de ensayos experimentales.