Análise não linear de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional (2023)
- Authors:
- Autor USP: PERLIN, CHRISTIAN LUIZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-24052023-081312
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; ESTRUTURAS DE MEMBRANAS; ANÁLISE NÃO LINEAR DE ESTRUTURAS
- Keywords: Estruturas tensionadas em membrana; Não linearidade geométrica; Problemas de contato dinâmico
- Language: Português
- Abstract: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma formulação matemática computacional para a análise dinâmica não linear geométrica de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional. As estruturas de membrana são utilizadas em várias aplicações na construção e na indústria, como coberturas e fachadas de edificações, tecidos, elementos pneumáticos e outros. Essas estruturas, por possuírem rigidez à flexão e à compressão desprezíveis, ficam sujeitas preponderantemente a esforços de tração e desenvolvem grandes deslocamentos para suportarem as cargas em equilíbrio. Desse modo, o problema de análise dessas estruturas é não linear geométrico. A formulação desenvolvida aqui utiliza o método dos elementos finitos posicional, uma abordagem lagrangiana total que, por ser baseada em posições, considera a não linearidade geométrica de maneira intrínseca e é adequada ao problema em questão. O sistema não linear de equações é resolvido pelo método de Newton-Raphson. Elementos finitos posicionais de membrana e de sólido são empregados na modelagem. O modelo numérico inclui elementos de cabo e considera ainda o caso de cargas não conservativas para a simulação de estruturas pneumáticas e efeitos de vento. Foi desenvolvida uma estratégia simples para impor o estado de pré-tensionamento nos elementos estruturais. A integração temporal para o caso dinâmico foi realizada pelos métodos de Newmark e α-generalizado e situações de contato sãoavaliadas com as estratégias de penalização e multiplicadores de Lagrange, com discretização nó-a-superfície. Foi adotado o modelo constitutivo de Saint-Venant-Kirchhoff isotrópico para os materiais. Exemplos numéricos são apresentados para validação do código computacional desenvolvido e para explorar as potencialidades da formulação em diversas aplicações
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 03.04.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
PERLIN, Christian Luiz. Análise não linear de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-24052023-081312/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Perlin, C. L. (2023). Análise não linear de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-24052023-081312/ -
NLM
Perlin CL. Análise não linear de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional [Internet]. 2023 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-24052023-081312/ -
Vancouver
Perlin CL. Análise não linear de estruturas tensionadas em membrana utilizando o método dos elementos finitos posicional [Internet]. 2023 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-24052023-081312/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-24052023-081312 (Fonte: oaDOI API)
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