[pt] Estruturas reticuladas espaciais com grandes vãos são encontradas em
uma variedade de aplicações em engenharia. Muitas dessas estruturas apresentam
um comportamento eminentemente não linear, envolvendo tanto
não linearidades físicas quanto geométricas, o que leva em muitos casos a
múltiplas configurações de equilíbrio. Em particular, estruturas biestáveis
estão usualmente sujeitas a instabilidades por ponto limite (snap-through),
bifurcações simétrica instável ao longo do caminho não linear de equilíbrio,
instabilidade elástica de elementos individuais, devido à plastificação destes
elementos ou a interação destes fenômenos. O presente trabalho tem como
objetivo a análise detalhada de duas classes de estruturas biestáveis: treliças
piramidais (instabilidade indesejada) e estruturas ajustáveis com elementos
de tesoura (instabilidade desejada). Ferramentas teóricas e computacionais
são desenvolvidas para a investigação da influência das medidas de deformação
quadrática e logarítmica, deformações elasto-plásticas e instabilidades
na resposta estática e dinâmica não linear de um módulo de treliça piramidal.
Uma formulação corrotacional em elementos finitos é proposta para
descrever a ligação espacial flexível encontrada nas estruturas ajustáveis
biestáveis aqui estudadas. A análise de estruturas com grandes vãos formadas
pela junção de módulos de treliças piramidais ou módulos ajustáveis
é apresentada. Os resultados obtidos mostram que a presença e interação
das diversas fontes de instabilidade têm uma grande influência no comportamento
destas estruturas e pode determinar ou não a sua viabilidade em
aplicações práticas. / [en] Large span reticulated structures are applied in a variety of engineering applications. Many of these structures present a nonlinear behavior involving both geometric and material nonlinearities with multistable configurations. Particularly, bistable structures are often subjected to instability
phenomena, such as snap-through and bifurcations of the whole structure, individual units or single bars. The present work, focuses on two classes of bistable structural systems: pyramidal trusses (undesired instability) and deployable scissor structures (desired design instability). Theoretical and computational tools are developed to investigate the influence of the strain measure, elasto-plastic deformations and instability phenomena on the nonlinear static and dynamic response of bistable pyramidal trusses. A compliant corrotational spatial joint finite element formulation with finite size is developed and applied to study bistable deployable scissor modules. The analysis of bistable large span structures formed by the assembly of modules is also carried out. It s shown that the presence and interaction of the studied buckling sources have deep influence on the systems behavior and can ultimately determine their viability in practical applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51935 |
| Date | 22 March 2021 |
| Creators | MURILLO VINICIUS BENTO SANTANA |
| Contributors | PAULO BATISTA GONCALVES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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