Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Estudio de campo y evaluación del comportamiento de pandeo de tanques de acero bajo imperfecciones geométricas

Rastgar M y Showkati H

Las carcasas se encuentran entre los componentes estructurales más frecuentes que se utilizan en proyectos de construcción e industriales. Las estructuras de carcasa están compuestas por elementos portantes de carcasa y se utilizan principalmente en tanques de petróleo y gas, plataformas marinas en alta mar, silos, embudos, torres de refrigeración, fuselajes de barcos y aeronaves, etc. A pesar del uso frecuente de carcasas cilíndricas de acero, su proceso de construcción y ensamblaje ha causado problemas importantes. En estas estructuras, no hay posibilidad de construcción integrada debido a su gran extensión de carcasa y se construyen utilizando una serie de piezas de panel curvadas soldadas; por lo tanto, surgen algunas imperfecciones geométricas. La mayoría de estas imperfecciones son causadas por el proceso de soldadura, transporte, laminado inadecuado, así como problemas de instalación e implementación. Estas imperfecciones tienen un impacto directo en el comportamiento estructural de las carcasas durante el pandeo y la carga de compresión externa. Dado que en la mayoría de los tanques de carcasa durante el funcionamiento, existe una alta posibilidad de estado de succión (vacío), las fuerzas de compresión en su pared delgada causan pandeo y falla. En esta investigación se presentan y evalúan las imperfecciones que se producen en los tanques cilíndricos de acero que se construyen en una de las refinerías mediante un estudio de campo. Apoyándose en la inferencia estadística, se clasifican y luego, mediante el estudio de los factores efectivos y el origen en su generación, se identifican las imperfecciones más comunes. Posteriormente, se evalúa experimentalmente el impacto de las imperfecciones más comunes en el comportamiento de pandeo bajo presión externa uniforme. Luego, se realiza un análisis numérico no lineal de las muestras de prueba. Finalmente, se comparan los resultados experimentales, los elementos finitos y las relaciones analíticas.