Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/LMCA-769FG3
Type: Dissertação de Mestrado
Title: Aplicação orientada a objetos para análise físicamente não-linear com modelos reticulados de seções transversais compostas
Authors: Marcos Torres da Fonseca
First Advisor: Roque Luiz da Silva Pitangueira
First Referee: Alcebiades de Vasconcelos Filho
Second Referee: Armando Cesar Campos Lavall
Third Referee: Rogério José Marczak
Abstract: Esta dissertaçãoo de mestrado refere-se à implementação computacional, segundo o paradigma orientado a objetos, da solução de modelos estruturais reticulados fisicamente não lineares, com seções transversais de qualquer geometria e compostas por vários materiais, através do Método dos Elementos Finitos. Estas seções são representadas através de uma decomposição em várias áreas menores, sendo monitoradas em cada uma as relações tensão-deformação não-lineares dos materiais. Desta forma, é possível determinar a equação constitutiva de cada seção, a matriz de rigidez e os esforços internos do elemento finito. São então obtidas, por meio de um processo incremental-iterativo, as trajetórias de equilíbrio para determinados graus de liberdade do modelo. As formulações para os modelos matemáticos e discretos, baseados nas teorias de flexão de Timoshenko e Euler-Bernoulli, são apresentadas, considerando-se o tipo mais geral de modelo estrutural reticulado, o pórtico espacial. Discute-se ainda, brevemente, a solução de equações não-lineares de equilíbrio. Através da utilização de várias soluções tecnológicas para desenvolvimento de software, a referida implementaçãoo é feita com a progressiva fatoração e ampliação do núcleo numérico do INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), um ambiente computacional segmentado e amigável a mudanças. A concepção do núcleo numérico e o conjunto de segmentos que representam as diversas abstrações necessárias a uma resolução numérica de um modelo de elementos finitos são discutidos. Várias simulações numéricas são apresentadas de maneira a validar a implementação e mostrar os potenciais de modelagem da aplicação.
Abstract: This masters thesis refers to the computational implementation, according to objectoriented paradigm, of material nonlinear solution of finite element models of framed structures with composed and geometrically arbitrary cross sections. These sections are represented by decomposition in smaller areas, in which the materials nonlinear stress-strain relations are monitored. In such way, it is possible to determine the constitutive equation of each section, the stiness matrix and the internal eorts of the finite element. Then, the equilibrium paths for certain degrees of freedom of the model are obtained through an incremental-iterative procedure. The mathematical and discrete models formulations, based on Timoshenko and Euler-Bernoulli bending theories, are presented, considering the most general framed structuralmodel, the space frame. The nonlinear solution of equilibrium equations is discussed briefly. Through the use of various software development solutions, the related implementation takes place with the progressive rearrangement and extension of the numerical nucleus of INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), a computational environment segmented and friendly to changes. The numerical nucleus conception and the set of segments that represent the necessary abstractions to a numerical resolution of a finite element model are discussed. Some numerical simulations are presented to validate the implementation and to show the application modeling potential.
Subject: Engenharia de estruturas
Método dos elementos finitos
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/LMCA-769FG3
Issue Date: 6-Oct-2006
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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