Avaliação de confiabilidade estrutural com análise em elementos finitos de estruturas treliçadas

• Autor(a) principal: Poletto, Vitor Tomedi
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/172263
• topic: Engenharia mecânica; Reliability; Finite elements; Uncertainty analysis; Monte Carlo; FORM

A incerteza de carregamentos e propriedades dos materiais está presente em qualquer projeto estrutural. As chances de falha nestes projetos devem ser avaliadas e quantificadas em função das consequências que possam vir a trazer em termos do uso e do sistema no qual o projeto mecânico faz parte. Muitos projetos mecânicos baseiam-se no método dos coeficientes de segurança para levar em conta isto e avaliar a confiabilidade estrutural final. A não inclusão da variabilidade e dos tipos de distribuição dos carregamentos e/ou propriedades estruturais pode levar a falsas expectativas a respeito da real segurança do projeto. Na literatura existem diversas aproximações para tratar este problema, algumas simplificadas baseadas na sensibilidade das variáveis aleatórias presentes e outras mais robustas baseadas em métodos de simulação, como Monte Carlo. Neste trabalho, os efeitos da variabilidade presente em projetos mecânicos foram estudados em termos de métodos simplificados e de simulação para a análise de confiabilidade com vista à avaliação da probabilidade de falha destes sistemas. Para situações onde a função de estado limite da estrutura foi caracterizada com comportamento não-linear, o método de análise de confiabilidade por gradientes implementado se mostrou menos preciso que aquele por simulação. Quanto aos comparativos com resultados da literatura, para projetos de estruturas treliçadas planas e espaciais, onde a confiabilidade dos sistemas foi avaliada através de análise em elementos finitos, se observou que o método por gradientes apresentou resultados acurados. Estes foram similares aos encontrados por simulação, para os quais, todavia, obtiveram-se custos computacionais muito maiores.