Formulação e implementação numérica para análise de estabilidade de perfis de parede fina via MEF posicional (2019)
- Authors:
- Autor USP: SOARES, HENRIQUE BARBOSA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; ANÁLISE NÃO LINEAR DE ESTRUTURAS
- Keywords: Não-linearidade geométrica; Elemento finito posicional; Instabilidade estrutural; Perfis de parede fina
- Language: Português
- Abstract: No presente trabalho, desenvolve-se um programa computacional para análise de instabilidade de perfis de parede fina por meio do método dos elementos finitos (MEF), com discretização em elementos de casca. Para tal finalidade, utiliza-se uma formulação não-linear geométrica do MEF, com descrição lagrangeana total do equilíbrio, tendo posições nodais e vetores generalizados como variáveis fundamentais da formulação, possibilitando a adoção de lei constitutiva tridimensional completa. Dada a adoção de vetores generalizados ao invés de giros, surge o problema de não unicidade desses vetores nas regiões de encontro entre elementos não coplanares. Para contornar esse problema, desenvolvem-se algumas estratégias de acoplamento que são eficientes e que não comprometem o condicionamento do sistema resultante. Em seguida, introduz-se no programa uma estratégia, baseada na análise linear de instabilidade, que consiste na obtenção de autovalores e autovetores correspondendo, respectivamente, a cargas críticas e modos de instabilidade associados. É realizada uma extensão dessa estratégia para a incorporação da análise não-linear de instabilidade, possibilitando a determinação de pontos críticos ao longo da trajetória de equilíbrio de um ponto da estrutura. Desenvolve-se, também, uma interface gráfica para o programa, para a qual se implementam algoritmos para geração de malha de elementos finitos triangulares e quadrilaterais e se possibilita a aplicação de condições de contorno de forma simples. Por fim, apresentam-se exemplos para validar o código computacional desenvolvido e para explorar as potencialidades do mesmo.A partir desses exemplos, conclui-se que a estratégia proposta e a ferramenta computacional desenvolvida funcionam adequadamente, oferecendo como principal vantagem respostas em geral livres de travamento volumétrico quando comparadas aos resultados provenientes da formulação convencional do MEF, encontrados na literatura.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 14.03.2019
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ABNT
SOARES, Henrique Barbosa. Formulação e implementação numérica para análise de estabilidade de perfis de parede fina via MEF posicional. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-13052019-111946/. Acesso em: 10 out. 2024. -
APA
Soares, H. B. (2019). Formulação e implementação numérica para análise de estabilidade de perfis de parede fina via MEF posicional (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-13052019-111946/ -
NLM
Soares HB. Formulação e implementação numérica para análise de estabilidade de perfis de parede fina via MEF posicional [Internet]. 2019 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-13052019-111946/ -
Vancouver
Soares HB. Formulação e implementação numérica para análise de estabilidade de perfis de parede fina via MEF posicional [Internet]. 2019 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-13052019-111946/ - Computational tool for buckling analysis via positional finite element method
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