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DISSERTAÇÃO_Cesare Fiorini.pdf: 10365608 bytes, checksum: 10cda96f30689edb43a511848179819f (MD5) / CAPES / A fotoelasticidade é uma das técnicas experimentais mais antigas. Nova atenção é dada
hoje a esse método devido aos progressos da fotoelasticidade digital. Nessa dissertação é
apresentada o estudo de uma ligação metálica, constituída por uma viga perfil I em
balanço, ligada a coluna por meio de solda e parafusos, e sujeita a carregamento
concentrado na extremidade livre. O objetivo principal desse estudo é analisar a junção
metálica com a fotoelasticidade de recobrimento e avaliar a aplicabilidade dessa técnica
por esse tipo de conexão. Sucessivamente são expostos os fundamentos teóricos junto
com a formulação matemática da fotoelasticidade clássica e as evoluções alcançadas pela
fotoelasticidade digital. Foram apresentados, também com base na literatura, os
princípios teóricos do método aos elementos finitos assim como do processamento e
análise digital de imagens no espaço de cor RGB, além de descrever as características das
ligações metálicas com base nas normativas técnicas. A metodologia aplicada envolveu a
análise teórica, experimental e numérica. O arranjo experimental é constituído por um
polariscópio circular em campo escuro e com luz branca. Nos ensaios de laboratório
foram produzidas manualmente as lâminas fotoelásticas em Araldite, assim como foram
realizados os testes de calibração sobre os espécimes. Os testes de flexão simples sobre o
corpo de prova foram executados com quatro níveis de carga. As regiões investigadas
foram a mesa superior da viga, a alma e a chapa de topo. Foi feito um registro fotográfico
para analisar a distribuição das franjas isocromáticas nas regiões investigadas e
determinar as diferenças das tensões principais. Paralelamente foi desenvolvido um
programa de tratamento de imagem, escrito em Matlab®, capaz de fornecer o valor da
constante fotoelástica, para o tipo de modelo mecânico utilizado. A solução numérica, em
regime elástico-linear, foi produzida com a proposta de um código escrito em Ansys®.
Na mesa superior a resposta numérica comparada com a experimental mostrou um erro
menor a 10 % em termos de estado de tensões. Mostra-se também o potencial didático
dessa técnica com a proposta de alguns exercícios. / ABSTRACT: Photoelasticity is one of most ancient experimental techniques for stress analysis. New
attention is given to this method due to progress of digital photoelasticity. This
dissertation investigates a mixed steel junction beam-column by using reflection
photoelasticity. A cantiliver beam I profile, bolted and welded to column, is subject to
concentrated load on free extreme. Main proposal is to analyse the steel junction and
assess feasibility of this technique for this kind of connection. Successively, theoeritical
foundation is exposed with mathematical formulation of classic photoelasticity. Progress
has been reached by digital photoelasticity. Based on literature, theoretical principles of
finite element method were exposed, as well as digital image processing and analysis, in
RGB colour space. Besides, caracteristics of steel junction are described with base on
technical normative. The applied methodology used theoretical, experimental and
numeric analyis. Experimental equipment used is a circular polariscope in black field with
white light. In laboratory test photoelastic film in Araldite were prepared by hand, such
as were made calibration setup testing of photoelastic film on especimens. Simple
bending tests were applied wtih four level of loads on the model. Investigated areas were
beam upper flange, beam web and beam plate. A photographic register was made to
analyse distribution of isocromatic fringes and determinate principal stress difference. In
parallel, a non comercial algorithm, written in Matlab®, process data to determinate the
fringe value photoelastic constant. The finite element numerical analysis was realized
considering elastic-linear conditions and was written with commercial software
ANSYS®. On the beam upper flange numerical and experimental results showed a
difference lower than 10 % as stress state. Didactic potential associated to this technique
is showed with a proposal of some exercises.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/21201 |
| Date | 11 November 2016 |
| Creators | Fiorini, Cesare |
| Contributors | Vieira Junior, Alberto Borges, Araújo, Cleudmar Amaral de, Alves, Marco Túlio Santana |
| Publisher | Escola Politécnica, Engenharia das Estruturas, UFBA/PPEE, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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