Implementação computacional e analise crítica de elementos finitos de placas

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Esta dissertaçao de mestrado descreve a implementaçao computacional de diversos elementos finitos de placas baseados nas teorias de Kirchhoff, para placas finas, e Reissner-Mindlin, que e aplic´avel a placas de qualquer espessura. Apresenta-se uma breve discussao sobre as formulaçoes para os modelos matematicos e discretos baseados nestas teorias, mostrando suas principais diferencas e particularidades, bem como a necessidade do uso de tecnicas especiais para a utilizaçao da teoria de Reissner-Mindlin no estudo de placas finas. Entre os diversos elementos finitos para analise de placas baseados na teoria de Kirchhoff, foram implementados os elementos retangulares desenvolvidos por Melosh, Zienkiewicz e Cheung (MZC) e por Bogner, Fox e Schmit (BFS) e os triangulares desenvolvidos por Cheung, King e Zienkiewicz (CKZ) e por Cowper, Kosko, Lindberg e Olson (Cowper); os elementos baseados na teoria de Reissner-Mindlin escolhidos para a analise de placas espessas foram os quadrilaterais de quatro nos (Q4), oito nos (Q8), nove nos (Q9), nove nos heterosis, desenvolvido por Hughes e Cohen (Q9H), e os triangulares de tres nos (T3), de seis nos (T6) e o de dez nos (T10); para utilizaçao da teoria de Reissner-Mindlin na modelagem de placas finas, adotam-se a Integraçao Reduzida ou Seletiva com os elementos quadrilaterais citados anteriormente e a t´ecnica de Deformaçao de Cisalhamento Imposta com os elementos Q4, Q8, Q9 e T6. A implementaçao destes modelos foi feita no nucleo numerico do INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment) que e um sistema desenvolvido segundo o paradigma de Programaçao Orientada a Objetos (POO) utilizando a linguagem JAVA. Esta implementaçao e detalhada atraves do uso de diagramas UML (Unified Modelling Language), onde sao apresentadas as diversas classes e interfaces utilizadas no nucleo numerico. Afim de conhecer melhor os elementos implementados, apresentam-se testes de malha e estudos de convergencia realizados, al´em de diversas simulaçoes numericas.

ASSUNTO(S)

engenharia de estruturas teses. método dos elementos finitos teses. placas (engenharia) teses.

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