Quantificação de incertezas em modelos paramétricos de previsão de vida em fluência
Ano de defesa: | 2021 |
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Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Instituição de defesa: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
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Departamento: |
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
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Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17813 |
Resumo: | In industry, materials are often used in service at high temperatures and under mechanical stress. A progressive deformation, depending on time, of a material under stress and high temperatures is called creep. This phenomenon is of great industrial interest and a safe forecast of creep life is a critical phase in the design of equipment that operates at high temperatures. When recognizing this problem, a detailed understanding of creep is essential for the success of these projects, ensuring that components do not undergo excessive deformation which can lead to failure. From this perspective, several parametric methods were developed to quantify the creep deformation in high temperature applications. However, most of them uses a deterministic approach and does not rigorously consider the remarkable dispersion of experimental creep data. The current work adopts a parametric probabilistic approach to quantify the uncertainties associated with the input parameters of parametric models developed for predicting creep rupture time. Based on the statistical information extracted from the experimental data, a theoretical uncertainty quantification framework based on Monte Carlo simulations was applied to determine the probability distribution of the quantity of interest. Afterwards, one evaluates the forecasting capability of each model and defines safe limits with known confidence levels. Another goal is to disclose the probabilistic framework developed in this work to promote broader application within the international research community on structural integrity assessment for quantifying the uncertainties associated with creep. |
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This phenomenon is of great industrial interest and a safe forecast of creep life is a critical phase in the design of equipment that operates at high temperatures. When recognizing this problem, a detailed understanding of creep is essential for the success of these projects, ensuring that components do not undergo excessive deformation which can lead to failure. From this perspective, several parametric methods were developed to quantify the creep deformation in high temperature applications. However, most of them uses a deterministic approach and does not rigorously consider the remarkable dispersion of experimental creep data. The current work adopts a parametric probabilistic approach to quantify the uncertainties associated with the input parameters of parametric models developed for predicting creep rupture time. Based on the statistical information extracted from the experimental data, a theoretical uncertainty quantification framework based on Monte Carlo simulations was applied to determine the probability distribution of the quantity of interest. Afterwards, one evaluates the forecasting capability of each model and defines safe limits with known confidence levels. Another goal is to disclose the probabilistic framework developed in this work to promote broader application within the international research community on structural integrity assessment for quantifying the uncertainties associated with creep.Na indústria, os materiais são frequentemente utilizados em aplicações de altas temperaturas e sob tensão mecânica. Uma deformação progressiva, dependendo do tempo, de um material submetido a tensão e temperatura é chamada de fluência. Este fenômeno é de grande interesse industrial e uma previsão segura da vida em fluência é uma fase crítica no projeto de equipamentos que operam em altas temperaturas. Ao reconhecer esse problema, um entendimento detalhado da fluência é essencial para o sucesso desses projetos, garantindo que os componentes não sofram deformação excessiva, o que pode levar à falha. A partir dessa perspectiva, diversos métodos paramétricos foram desenvolvidos para quantificar a deformação por fluência em aplicações de alta temperatura. No entanto, a maioria deles usa uma abordagem determinística e não considera rigorosamente a notável dispersão dos dados experimentais de fluência. O presente trabalho adota uma abordagem probabilística paramétrica para quantificar as incertezas associadas aos parâmetros de modelos paramétricos desenvolvidos para a previsão do tempo de ruptura por fluência. Com base nas informações estatísticas extraídas dos dados experimentais, uma arcabouço teórico de quantificação de incertezas com base em simulações de Monte Carlo foi aplicado para determinar a distribuição de probabilidade da quantidade de interesse. Em seguida, avalia-se a capacidade de previsão de cada modelo e define-se limites de segurança com níveis de confiança conhecidos. Outro objetivo é divulgar a estrutura probabilística desenvolvida neste trabalho para promover uma aplicação mais ampla dentro da comunidade de pesquisa internacional na avaliação da integridade estrutural para quantificar as incertezas associadas à fluência.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-05-26T17:19:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Victor Vieira Maudonet - 2021 - Completo.pdf: 2890809 bytes, checksum: 48224d071facea252c79b94df1dbad2c (MD5)Made available in DSpace on 2022-05-26T17:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Victor Vieira Maudonet - 2021 - Completo.pdf: 2890809 bytes, checksum: 48224d071facea252c79b94df1dbad2c (MD5) Previous issue date: 2021-08-12application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaMechanical engineeringStrength of materialsThermal deformationsSimulation methodsEngenharia mecânicaResistência de materiaisDeformações térmicasMétodos de simulaçãoENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOSQuantificação de incertezas em modelos paramétricos de previsão de vida em fluênciaUncertanty quantification in creep remaining life parametric prediction modelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Victor Vieira Maudonet - 2021 - Completo.pdfDissertação - Victor Vieira Maudonet - 2021 - Completo.pdfapplication/pdf2890809http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17813/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Victor+Vieira+Maudonet+-+2021+-+Completo.pdf48224d071facea252c79b94df1dbad2cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17813/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/178132024-02-27 15:31:06.368oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:31:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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