Neste trabalho, são apresentadas simulações numéricas de tubos de PVC de parede fina submetidos à pressão hidrostática interna, íntegros, desbastados e reparados, com uma razão entre o diâmetro (D) e a espessura (t) superior ou igual a 20, i.e. D/t > 20. Foram realizadas simulações numéricas com o programa de elementos finitos, chamado Compshell, utilizando tubos de PVC, desde o regime elástico até a ruptura, com a condição de contorno engastado numa extremidade e com liberdade de deslocamento axial na outra. São analisados os resultados dos deslocamentos longitudinal e radial, resultantes de momentos fletores e de tensões normais para tubos. As pressões máximas foram estimadas com o critério de falha de Tsai-Hill. O melhor resultado para tubos reparados foi obtido com o laminado de matriz epóxi (E) e carga de enchimento de algodão (A) com módulos de Young do compósito, E E/A = 3,5 GPa, e do tubo de PVC, E PVC = 3,0 GPa. O reparo compósito ideal é aquele que restitui a rigidez estrutural da região afetada, de forma que não ocorra estrangulamento ou estufamento na mesma. O objetivo do trabalho é comparar os resultados obtidos com dois tipos de reparos compósitos para tubos poliméricos: (i) matriz epóxi reforçado com fibra de vidro-E e (ii) matriz epóxi com carga de enchimento de algodão, indicando as características geométricas e propriedades mecânicas do reparo compósito que apresentou o melhor comportamento.
This work presents the numerical simulation of thin perfect, machined and repaired PVC pipes subjected to internally hydrostatic pressure, with ratio between the diameter (D) and the thickness (t), above or equal 20, D/t > 20. The numerical simulations were carried out with a finite element program, called Compshell, using PVC tubes, from elastic behavior to the failure. The boundary conditions were: clamped in one end and simple supported in the other, with freedom along the axial direction. The longitudinal and radial displacements, the bending moments and normal stresses resultants for pipes were evaluated. The maximum pressure was estimated using the Tsai-Hill failure criterion. The best result for repaired pipes was obtained with a laminate of epoxy matrix (E) filled with cotton cloth (C), since this composite and PVC Young's modulus are close to each other. The ideal composite repairing is the one that restores the structural stiffness of the affected region, in the way that it does not strangulate nor bulge out the tube. The purpose of the work is to compare the results obtained with two types of composite repairing for polymeric pipes: (i) epoxy matrix reinforced with E-glass fiber and (ii) epoxy matrix filled with cotton cloth, indicating the geometrical characteristics and mechanical proprieties of composite repairing that presented the best behavior.