AplicaÃÃo de um elemento finito hÃbrido tridimensional à anÃlise de placas laminadas.

AUTOR(ES)

Raimundo JÃnior, Domingos SÃvio

DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Esta dissertaÃÃo de mestrado apresenta a avaliaÃÃo do comportamento de um modelo de elementos finitos hÃbrido tridimensional quando aplicado ao problema de flexÃo de placas laminadas. FlexÃo de placas compÃe a anÃlise de estruturas utilizadas em diversos campos da engenharia. Materiais laminados vem sendo cada vez mais empregados em equipamentos esportivos, construÃÃo civil, automÃveis e aeronaves. A complexidade da distribuiÃÃo de tensÃes pela espessura da placa laminada exigiu a aplicaÃÃo de novos mÃtodos numÃricos para sua determinaÃÃo, entre eles, o mÃtodo de elementos finitos com formulaÃÃo hÃbrida tridimensional. A formulaÃÃo de elementos finitos utilizada à hÃbrida de tensÃes: os campos de tensÃes e deslocamentos sÃo aproximados de forma direta e independente no interior do elemento e em seu contorno, respectivamente. As funÃÃes de aproximaÃÃo de tensÃes escolhidas atendem à restriÃÃo de Trefftz para materiais isotrÃpicos e o sistema de equaÃÃes à obtido atravÃs das condiÃÃes de equilÃbrio, para o contorno do elemento, e de compatibilidade, em seu domÃnio, impostas de forma ponderada. Elementos hexaÃdricos de oito nÃs com mapeamento de elemento mestre foram empregados nas anÃlises. Dois tipos de refinamentos sÃo permitidos pela formulaÃÃo: uma maior discretizacÃo da malha de elementos e um aumento dos graus dos polinÃmios utilizados como funÃÃo de aproximaÃÃo. As placas analisadas sÃo quadradas, modeladas com trÃs dimensÃes, de bordos idealizados como simplesmente apoiados e carregamentos distribuÃdos senoidalmente. Os lados das placas assumem as dimensÃes iguais a 10, 20, 50 e 100 vezes maiores do que a espessura e o material alterna entre isotrÃpico, ortotrÃpico e compÃsito laminado. Nas anÃlises sÃo avaliadas a convergÃncia do deslocamento vertical mÃximo, as distribuiÃÃes das tensÃes pela superfÃcie das placas homogÃneas e distribuiÃÃes das tensÃes pela espessura de placas compÃsitas laminadas. Os resultados obtidos sÃo comparados com as soluÃÃes analÃticas dadas pela utilizaÃÃo da teoria de placas de segunda ordem e por uma soluÃÃo tridimensional exata.

ASSUNTO(S)

mÃtodo de elementos finitos placas (membros estruturais) anÃlise estrutural laminados anÃlise de tensÃo flexÃo

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