Análise experimental e numérica de uma viga sujeita a flexão

• Autor(a) principal: Baptista, Rodrigo Guilherme
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7328
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Vigas; Instrumentos de medição; Método dos elementos finitos; Girders; Measuring instruments; Finite element method

O presente trabalho tem como objetivo a realização de estudos de elementos finitos em uma viga sujeita à flexão, e comparação de diferentes métodos experimentais com métodos numéricos para medição de deslocamentos. Neste trabalho foram utilizadas três ferramentas experimentais para a medição de deslocamentos, a medição tradicional com papel milimetrado, a medição sem contato com auxílio de uma câmera. Os métodos numéricos foram baseados na teoria de vigas para elementos finitos lineares de Euler-Bernoulli e na teoria de vigas não lineares de Cosserat, visando avaliar a passagem do comportamento linear para não-linear. Esta última implica que a configuração deformada da viga é descrita através do vetor deslocamento da curva de centroides, e uma base móvel, sendo esta unida a seção transversal da viga, com relação à um referencial inercial. Sua principal vantagem é que esta é geometricamente exata e auxilia na discretização das equações do movimento. Já a teoria de Euler-Bernoulli considera apenas a flexão pura e para estruturas sem deformação cisalhante com deslocamentos perpendiculares a seção transversal de até 1% em relação ao comprimento da estrutura (campo de deslocamentos puramente verticais), o método apresenta uma resolução rápida e precisa. Para a medição com a câmera aplicou-se um algoritmo já desenvolvido que tem como ideia principal a conversão das coordenadas da matriz de imagem, que se encontram em pixels, em escalas de medida, no caso em milímetros. Ambos apresentaram implementação no software comercial Matlab® para avaliação dos deslocamentos. Percebe-se ao final do estudo a viabilidade de ambos os métodos sendo os computacionais mais precisos e viáveis, porém com um custo de aquisição maior.