[pt] Neste trabalho apresenta-se a formulação e implementação de um modelo bidimensional de elementos finitos para análise estática, isotérmica, linear elástica de cascas finas tridimensionais isotrópicas submetidas à carregamentos gerais.
A Geometria e o campo associado de deslocamentos do elemento quadrilateral proposto são representados por número variável de 4 a 16 pontos nodais definidos na superfície mediana de casca. O modelo emprega a formulação isoparamétrica, e a cinemática de deformação da casca é representada por três graus-de-liberdade à translação, definidos na superfície mediana do elemento.
A partir da condição de que segmentos inicialmente retos e perpendiculares à superfície mediana da casca, permanecem retos, normais e inextensíveis durante e após o processo de deformação – teoria de LOVE para cascas finas – as rotações são definidas nas direções de curvatura principais da casca com os graus-de-liberdade à translação.
As condições de contorno de continuidade da rotação da normal à casca entre elementos ou de nulidade da rotação no contorno de um elemento, devido à fixação, são garantidos utilizando-se o Método de Penalidades.
No estado plano de deformação considerado os mecanismos de flexão e distensão da casca são associadas às direções das curvaturas principais em cada ponto da superfície mediana, devido à simplicidade da expressão analítica das equações de compatibilidade geométrica.
Soluções numéricas para algumas estruturas, utilizando o modelo proposto, são comparadas com outros resultados analíticos e/ou numéricos disponíveis na literatura, demonstrando a aplicabilidade do elemento na representação de cascas finas tridimensionais utilizando apenas graus-de-liberdade à translação. / [en] The formulation of a simple but effective bi dimensional isoparametric displacemnet –based element for 3/D thin shell analysis is presented. The geometry and displacement fields are approximated using cubic interpolation functions defined on the shell mid –surface and represented by three spatial coordinates and three displacements only. The element Kinematics incorporates membrane and bending strain components with the assumption of zero transverse shear deformations being imposed in both shell curvature principal directions. This condition allows formulation of the element without using rotation as an independent degree-of-freedom, but the continuity conditions between two adjoining elements or the fixity condition between an element and a rigid wall are modeled by using a penalty procedure to enforce the boundary conditions on the local coordinate derivatives in the element mid-surface radial displacements. The element formulation has been implemented and the results of various sample analyses are given in order to illustrate the effectiveness of the proposed model in handling typical engineering shell analysis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:24964 |
| Date | 23 July 2015 |
| Creators | CHRISTOPH BERGMANN |
| Contributors | CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA, CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
Page generated in 0.0012 seconds