Método dos elementos de contorno aplicado a estruturas formadas por placas laminadas finas com alongamento e flexão acoplados

Autor(es)

Caio César Rocha Ramos

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
• Data de defesa: 2019-08-16

Membros da banca

Carlos Henrique Daros; Paulo Sollero; Leandro Palermo Junior

• Orientador: Carlos Henrique Daros

Resumo

Quando a sequência de empilhamento das lâminas não é simétrica em relação ao plano médio da placa laminada, os fenômenos de flexão e alongamento tornam-se inevitavelmente acoplados, o que proporciona um considerável aumento da complexidade das equações diferenciais governantes. Portanto, o acoplamento desses efeitos deve ser levado em consideração a fim de estabelecer uma formulação capaz de analisar laminados gerais, sejam esses simétricos ou assimétricos. Recentemente, uma formulação em elementos de contorno para a análise de placas finas laminadas que leva em consideração o referido acoplamento foi desenvolvida. As equações integrais de contorno foram obtidas com o auxílio do teorema da reciprocidade de Betti-Rayleigh e as respectivas soluções fundamentais foram derivadas por meio de um formalismo complexo análogo ao de Stroh. Neste trabalho, essa formulação é estendida, mediante o emprego da técnica de sub-regiões, para a análise de estruturas tridimensionais formadas a partir da associação de placas finas laminadas. Seguindo essa abordagem, cada placa é analisada separadamente e então unida às demais por meio da imposição das condições de equilíbrio e de compatibilidade de deslocamentos ao longo das interfaces. Além disso, as integrais de domínio relacionadas com forças distribuídas na superfície da placa são transformadas em integrais de contorno por meio do método da integração radial. Alguns exemplos são apresentados e os resultados obtidos são comparados com soluções analíticas e numéricas encontradas na literatura técnica ou, na ausência dessas, com valores fornecidos por um software comercial de elementos finitos, o que permite verificar a validade, confiabilidade e precisão da formulação apresentada. Por fim, uma vez que os códigos desenvolvidos são capazes de simular estruturas compostas por laminados com sequências de empilhamento arbitrárias, são formulados alguns problemas de otimização utilizando o fator de segurança associado com o critério de falha de Tsai-Wu como função objetivo e as orientações angulares das fibras de cada uma das lâminas como variáveis de projeto (AU)

• Processo FAPESP: 17/12205-7 - Método dos elementos de contorno aplicado a placas laminadas sujeitas ao acoplamento estiramento-deflexão
• Beneficiário: Caio César Rocha Ramos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado