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Tipo: TCC
Título: Desenvolvimento de um pré-processador para análise de estabilidade de perfis estruturais de paredes finas
Título em inglês: Development of a preprocessor for stability analysis of thin-walled structural profiles
Autor(es): Rocha, Pedro Luiz Ribeiro
Orientador: Parente Junior, Evandro
Palavras-chave: Perfis Estruturais de Paredes Finas;Estabilidade;Análise Isogeométrica;Interface Gráfica
Data do documento: 2018
Citação: ROCHA, Pedro Luiz Ribeiro. Desenvolvimento de um pré-processador para análise de estabilidade de perfis estruturais de paredes finas. 2018. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Os perfis de paredes finas possuem diversas aplicações em obras de engenharia. Dependendo de sua função podem ser produzidos de diferentes maneiras e compostos por materiais variados. Os perfis de aço podem ser utilizados como elementos estruturais, devido à elevada resistência. Ao serem submetidos a esforços de compressão centrada ou flexão, podem apresentar problemas de estabilidade, devido ao fenômeno da flambagem. A flambagem se apresenta de duas formas predominantes: global, quando há deformação da barra como um todo, e local, quando há deformação das chapas que compõem o perfil. Para determinação da carga crítica de flambagem de uma barra qualquer, é necessária a utilização de programas de análise de estabilidade, como o Generalised Beam Theory at the University of Lisbon (GBTUL) e o Constrained and Unconstrained and Finite Strip Method (CUFSM). Uma alternativa para esses métodos é a Análise Isogeométrica (AIG), que utiliza em sua formulação as mesmas funções utilizadas nos sistemas CAD, as Non Uniform Rational B-Splines (NURBS). As NURBS são utilizadas para a construção de modelos bidimensionais e tridimensionais, sendo aplicadas nas indústrias automobilística e do entretenimento. Os modelos gerados podem ser refinados, a partir dos algoritmos de inserção de knots e elevação de grau, melhorando a solução numérica. Neste trabalho, foi desenvolvida uma interface gráfica capaz de gerar modelos prontos para o programa de análise numérica, sendo possível escolher de forma interativa a geometria, o material, as condições de contorno, o carregamento aplicado e o tipo de análise. O modelo é então refinado de acordo com a necessidade do usuário e o arquivo de entrada do programa de análise é gerado. Foram testados diversos exemplos de perfis de aço submetidos a cargas axiais e transversais, verificando os deslocamentos e a carga crítica de flambagem obtidos.
Abstract: Thin-walled profiles have several applications in engineering works. Depending on their function they can be produced in different ways and composed of varied materials. Steel profiles can be used as structural elements due to their high strength. When subjected to efforts of centered compression or bending, they may present stability problems, due to the phenomenon of buckling. Buckling occurs in two predominant forms: global, when there is deformation of the bar as a whole, and local, when there is deformation of the plates that make up the profile. In order to determine the critical buckling load of any bar, it is necessary to use stability analysis programs, such as the General Beam Theory at the University of Lisbon (GBTUL) and the Constrained and Unconstrained and Finite Strip Method (CUFSM). An alternative to these methods is the Isogeometric Analysis (IGA), which uses in its formulation the same functions used in CAD systems, Non Uniform Rational B-Splines (NURBS). NURBS are used for the construction of two-dimensional and three- dimensional models, being applied in the automotive and entertainment industries. The generated models can be refined using the knot insertion and degree elevation algorithms, improving the numerical solution. In this work, it was developed a graphical interface capable of generating models ready for the program of numerical analysis, being possible to choose interactively the geometry, the material, the boundary conditions, the applied load and the type of analysis. The model is then refined according to the user's need and the input file of the analysis program is generated. Several examples of steel profiles subjected to axial and transverse loading were tested, verifying the displacements and the critical buckling load obtained.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/42326
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