Estabilidade estrutural: implementação numérica e análise computacional por elementos finitos

• Autor(a) principal: Ribeiro, Miguel Ângelo da Costa
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/31323
• topic: Análise não-linear; Curva de equilíbrio; Método dos elementos finitos; Método de controlo do comprimento do arco; MATLAB

Para muitos dos problemas estruturais, uma análise simplesmente linear nem sempre é suficiente. Para tal, é necessário recorrer-se a uma análise não-linear para se conseguir estudar o comportamento de determinadas estruturas, sujeitas a vários tipos de não-linearidades. Como muitas das vezes a obtenção de uma solução analítica não é possível, a maneira mais usual de realizar este tipo de análise é através do Método dos Elementos Finitos. Nesse sentido, neste trabalho são descritas as formulações para o Método do Controlo de Carga, o Método do Controlo de Deslocamento e o Método do Controlo do Comprimento do Arco, com as suas versões linear, cilíndrica e esférica. Estes métodos são posteriormente implementados em programas com código MATLAB, assim como as funções auxiliares necessárias, e comparados entre si. O tipo de elemento usado foi unicamente o elemento do tipo barra plano, com a formulação lagrangiana total. No âmbito do Método do Controlo do Comprimento do Arco, são descritos e implementados cinco métodos para a previsão do sinal do incremento do fator de carga, dos quais dois apresentaram resultados bastante positivos: o critério do produto internos dos deslocamentos e o do parâmetro de rigidez geral. Foram ainda implementadas três técnicas para o controlo automático do comprimento do arco, das quais uma mostrou resultados promissores, baseada no parâmetro de rigidez atual. Entre as versões do Método do Controlo do Comprimento do Arco, a linear mostrou-se capaz de resolver todos os problemas testados, quando associada com o critério para o sinal do incremento adequado e um comprimento de arco razoável. Já as versões cilíndrica e esférica, quando testadas, necessitaram de um tempo de processamento superior ao da versão linear e no caso particular da versão esférica tanto o n.º de incrementos como o comprimento do arco necessitaram de ser aumentados relativamente às outras duas versões.