Advances on a kinematically exact rod model for thin-walled open section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation (2022)
- Authors:
- Autor USP: KASSAB, MARCOS PIRES - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Assunto: ANÁLISE NÃO LINEAR DE ESTRUTURAS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Modelos estruturais cinematicamente exatos são adequados para a descrição de cargas críticas e comportamento pós-crítico. Para barras de seção aberta de paredes delgadas, a formulação de barras associada deve levar em consideração o empenamento não uniforme da seção transversal, que se torna um importante mecanismo de transferência de esforços, devido à baixa inércia à torção desses perfis. Neste trabalho, foram propostos avanços em modelos cinematicamente exatos para perfis de seção aberta e paredes delgadas, levando em consideração tanto empenamento primário quanto secundário, e equações constitutivas exatas. Para barras de seção aberta e paredes delgadas com equação constitutiva elástica linear, os efeitos do empenamento são completamente caracterizados pelas propriedades usuais de inércia à torção uniforme de Saint-Venant e pela constante de empenamento, proveniente da teoria de Vlasov. A primeira dessas propriedades é obtida através de expressões analíticas triviais, enquanto a outra é obtida considerando apenas o empenamento primário, que é o empenamento na direção do comprimento das paredes. O empenamento secundário, na direção da espessura das paredes, é desprezado nessa análise. Entretanto, para equações constitutivas mais avançadas, como as que são aqui usadas, informação explícita da função empenamento e suas derivadas são de extrema importância para a integração das resultantes de tensão, justificando a necessidade de uma função empenamento que considere tanto empenamento primário quanto secundário. Este trabalho incorpora duas equações constitutivas exatas (i.e., que retêm todos os termos de deformação), de modo a permitir acoplamento total entre deformações de flexão, compressão e torção em regime de deformações finitas: uma baseada no materialde Saint- Venant (inadequado para deformações finitas), e outra baseada no material policonvexo neo-Hookeano de Simo-Ciarlet. O modelo foi implementado no PEFSYS, um programa para análise não linear de estruturas baseado no método dos elementos finitos desenvolvido na instituição deste trabalho. A validação é feita através de resultados da literatura e de simulações feitas com modelos de casca do programa comercial ANSYS.
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.12.2022
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ABNT
KASSAB, Marcos Pires. Advances on a kinematically exact rod model for thin-walled open section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-19012023-100014/. Acesso em: 27 jan. 2026. -
APA
Kassab, M. P. (2022). Advances on a kinematically exact rod model for thin-walled open section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-19012023-100014/ -
NLM
Kassab MP. Advances on a kinematically exact rod model for thin-walled open section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-19012023-100014/ -
Vancouver
Kassab MP. Advances on a kinematically exact rod model for thin-walled open section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-19012023-100014/ - A DNN-based surrogate constitutive equation for geometrically exact thin-walled rod members
- A geometrically exact thin-walled rod model with warping and stress-resultant-based plasticity obtained with a two-level computational approach
- Advances on kinematically exact rod models for thin-walled open-section members: consistent warping function and nonlinear constitutive equation
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