Análise numérica e experimental de uma viga sujeita a cargas dinâmicas

• Autor(a) principal: Blaz, Heytor Nogueira
• Data de Publicação: 2017
• 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/1/7251
• topic: Engenharias; Processamento de imagens; Método dos elementos finitos; Vigas; Image processing; Finite element method; Girders

O presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo envolvendo o método de elementos finitos e processamento de imagens, em uma viga sujeita a cargas dinâmicas. A viga foi engastada em uma de suas extremidades e está livre na outra, onde inicialmente foi aplicado uma força impulsiva, em sua extremidade livre, a fim de determinar suas frequências naturais. Posteriormente, a partir das mesmas condições de contorno, foi aplicada uma massa pontual na extremidade livre da viga para avaliar seu comportamento dinâmico. As propriedades da estrutura, de aço inox, tais como, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson foram determinadas de acordo com a AISI (American Iron and Steel Institute). A metodologia de elementos finitos lineares foi aplicada utilizando o modelo de elementos de viga de Euler-Bernoulli, no software comercial ANSYS®, onde a viga foi discretizada em 22 nós, 21 elementos, e cada nó apresentava dois graus de liberdade, translação e rotação. Já na análise experimental, foi utilizada uma câmera como sensor de não contato, juntamente com um algoritmo previamente implementado, para o processamento de imagens, que tem como ideia principal a leitura do vídeo, frame a frame, posteriormente a binarização da imagem, a conversão das coordenadas da matriz de imagem, que se encontram em pixels, em escalas de medida, no caso em milímetros e por fim aplicar a Transformada Rápida de Fourier (FFT) para avaliar o comportamento dinâmico da estrutura. Na discretização do sistema, cada elemento de viga apresenta dois graus de liberdade (deslocamento e rotação) em cada nó, onde o campo de deslocamento está definido pelo deslocamento vertical do eixo.