Ligações deslizantes para análise dinâmica não linear geométrica de estruturas e mecanismos tridimensionais

• Processo: 16/00622-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2016
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Humberto Breves Coda
• Beneficiário: Tiago Morkis Siqueira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Atrito Rugosidade Dinâmica não linear Métodos numéricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atrito | Dinâmica Não Linear | Ligações deslizantes | método dos elementos finitos posicional | Multiplicadores de Lagrange | rugosidade | Métodos Numéricos

Resumo

Neste projeto propõe-se o desenvolvimento e implementação computacional de uma formulação em elementos finitos para a modelagem de estruturas e mecanismos tridimensionais com a introdução de ligações deslizantes por meio de multiplicadores de Lagrange. Serão consideradas ligações deslizantes na forma de juntas prismáticas, cilíndricas e planas em elementos finitos de casca e pórtico tridimensional, além de juntas rotacionais e esféricas. Especial atenção será dada às ligações nas cascas, onde deverá ser criado um caminho, ou caminhos, de restrição para trajetória sobre o qual a estrutura deslizante deverá se movimentar. Também serão considerados aspectos como rugosidade e dissipação por atrito seco nas ligações. Essas ligações possuem diversas aplicações em estruturas e mecanismos presentes nas indústrias aeroespacial, mecânica e civil. A formulação e a implementação do método dos elementos finitos será realizada no ambiente Lagrangeano Total utilizando como parâmetros nodais as posições. Esta abordagem vem sendo desenvolvida pelo orientador da proposta a mais de dez anos e tem se mostrado uma alternativa simples e eficiente para análise dinâmica não linear geométrica de estruturas. Será adotado o modelo constitutivo de Saint-Venant-Kirchhoff que relaciona a medida de deformação objetiva de Green-Lagrange com o tensor de tensões de Piola-Kirchhoff de segunda espécie. O equilíbrio dinâmico do sistema é encontrado pelo Princípio da Energia Total Estacionária e a solução do sistema não linear de equações resultante é obtida pelo método de Newton-Raphson. A integração temporal a ser utilizada adota o método de Newmark que se adaptou bem à formulação Lagrangeana Total desenvolvida no grupo de pesquisa no qual o trabalho se insere. Serão apresentados diversos exemplos para validação da formulação e do código desenvolvido.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SIQUEIRA, TIAGO MORKIS; CODA, HUMBERTO BREVES. Flexible actuator finite element applied to spatial mechanisms by a finite deformation dynamic formulation. COMPUTATIONAL MECHANICS, v. 64, n. 6, p. 1517-1535, DEC 2019. (16/00622-0, 18/18321-1)

SIQUEIRA, TIAGO MORKIS; CODA, HUMBERTO BREVES. Total Lagrangian FEM formulation for nonlinear dynamics of sliding connections in viscoelastic plane structures and mechanisms. FINITE ELEMENTS IN ANALYSIS AND DESIGN, v. 129, p. 63-77, JUL 2017. (16/00622-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SIQUEIRA, Tiago Morkis. Ligações deslizantes para análise dinâmica não linear geométrica de estruturas e mecanismos tridimensionais pelo método dos elementos finitos posicional. 2019. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.