Comportamento mecânico de dispositivos de dissipação de energia fabricados com elastômeros para vigas de pontes

• Autor(a) principal: Rivânia Cristina Rezende
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/46607
• topic: Aparelho de apoio fretado; Elastômero; Modelo hiperelástico; Deformação; Modelagem; Elementos finitos; Engenharia de estruturas; Deformações (Mecânica); Elastômeros; Método dos elementos finitos; Modelagem

Os aparelhos de apoio são dispositivos que realizam a junção entre as vigas e os pilares em pontes e viadutos. Em seu contexto histórico, novos materiais e tecnologias foram utilizados no processo de fabricação dos aparelhos de apoio para acompanhar a modernização de seu uso nessas estruturas. Os blocos de Neoprene ou aparelhos de apoio elastomérico fretado, compostos por camadas intermediárias de aço e borracha se destacam no setor por sua eficiência, durabilidade e baixo custo. O uso da borracha permite a atenuação de vibrações, a redução de ruído e a acomodação de movimentos de rotação/translação provindos da movimentação de veículos, dilatação, mudança de temperatura, abalos sísmicos, entre outros. As borrachas são materiais elastoméricos que exibem um comportamento elástico altamente não linear, sendo descritas por modelos hiperelásticos desenvolvidos através de uma função energia de deformação. Os modelos hiperelásticos precisam ser calibrados através de respostas de testes experimentais do material quando submetidos a diferentes modos de deformação. Neste trabalho, uma metodologia para a modelagem computacional é proposta através da utilização do Abaqus®, um software comercial para análise em elementos finitos capaz de simular o comportamento de um aparelho de apoio fretado quando submetido a esforços de compressão e cisalhamento. Serão considerados as relações constitutivas de modelos hiperelásticos clássicos (Yeoh, Arruda-Boyce e Ogden), sendo estes calibradas através de testes experimentais realizados no material, os quais foram realizados pelo fabricante dos aparelhos de apoio. Para validação do modelo serão utilizadas respostas de modelos analíticos, assim como respostas obtidas em testes de protótipos de aparelhos. Através desse estudo, busca-se uma melhor compreensão do comportamento de materiais elastoméricos, associando estudos e formulações desenvolvidas nos últimos anos e aplicando-as em modelagens em elementos finitos de forma a obter uma modelagem computacional que possa beneficiar projetos de desenvolvimento dos aparelhos e seu desempenho nas estruturas.