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Determinação de relação não-linear entre rigidez torsional e ângulo de torsão de uma viga elástica delgada confinada no interior de um cilindro, com extremidades fixas e livres.

Processo: 13/18431-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de novembro de 2013
Vigência (Término): 31 de outubro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
Pesquisador responsável:Marcos Silveira
Beneficiário:Arthur Nicolini Corazza
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil

Resumo

O objetivo deste projeto é determinar experimentalmente a relação não-linear entre a rigidez torsional e o ângulo final de torsão de uma viga metálica dentro de um confinamento cilíndrico, e utilizar essa relação para análise da dinâmica de um sistema com oscilações torsionais. A flambagem helicoidal de uma viga elástica em contato com um confinamento cilíndrico está presente em várias áreas da ciência. Ela é de grande importância para a indústria do petróleo, na qual as colunas de perfuração longas e finas são simultaneamente carregadas axialmente e torcidas. Também é importante para o posicionamento de sondas em pacientes com problemas cardíacos, quando um fio-guia é inserido em uma artéria humana. Até mesmo a conformação e o funcionamento da molécula de DNA estão relacionados com este tipo de flambagem. Portanto, a hélice dentro de um cilindro se tornou um problema recorrente em mecânica avançada de meio contínuo, pois exibe fenômenos não-lineares complexos de localização espacial e caos. Em um trabalho recente foi visto que a formação de configuração helicoidal é resultado somente do carregamento de torsão, e confirma que há um caminho diferente para a flambagem helicoidal que não é relacionada à flambagem senoidal, reforçando a importância do comportamento geométrico da viga. Assim, é interessante a determinação da relação não-linear entre a rigidez torsional e o ângulo final de torsão de uma viga dentro de um confinamento cilíndrico. Esta relação será obtida experimentalmente com um equipamento de pequena escala, com possibilidade de variação de parâmetros principais do sistema. A relação será então utilizada para análise da dinâmica de um sistema com oscilações torsionais, através de métodos numéricos usuais em dinâmica não-linear.