Analytical-numerical Investigation of the mechanism of lateral instability of flexible pipes tensile armor tendons

The lateral buckling of the flexible pipes tensile armor wires is a relatively new phenomenon dating from the late 1990’s. Both experimental and theoretical approaches do not seem to reach consensus on: the influence of friction, the modes of buckling, the reason for the discrepancies of the experimental results of field and laboratory, etc. The present work aims at the systematic study of lateral instability through the application of concepts developed by the Elastic Stability Theory, proposed by Koiter in 1945. A finite element is proposed for the representation of the mechanical behavior of tensile armor wires settled on elastic foundations, which has the function of representing the frictional forces and the actions of the pipe surrounding layers. It was tried to shed light on the main incongruities mentioned, as well as to qualify the critical points and their secondary paths. In addition to this numerical research model, it is proposed an analytical formulation, obtained by means of symbolic regression, performed by EUREQA® software, which well represents the influence of friction on the critical loads obtained by the numerical model.A flambagem lateral dos arames das armaduras de tração de dutos flexíveis é um fenômeno relativamente novo, data aproximadamente do fim da década de 1990. Tanto as abordagens experimentais quanto as abordagens teóricas, não parecem chegar a consensos quanto a: a influência do atrito, os modos de flambagem, o motivo das discrepâncias dos resultados experimentais de campo e de laboratório, etc. O presente trabalho objetiva o estudo sistemático da instabilidade lateral mediante a aplicação dos conceitos desenvolvidos pela Teoria da Estabilidade Elástica, proposta por Koiter em 1945. Propõe-se um elemento finito para a representação do comportamento mecânico dos arames da armadura de tração assentados sobre fundações elásticas, as quais têm por função representar as forças de atrito e as ações das camadas circundantes às armaduras. Buscou-se jogar luz sobre as principais incongruências mencionadas, bem como qualificar os pontos críticos e seus caminhos secundários. Além desse modelo numérico de investigação, é proposta uma formulação analítica, obtida por meio de regressão simbólica, realizada pelo software EUREQA®, a qual bem representasse a influência do atrito nas cargas críticas obtidas pelo modelo numérico