Investigação de modelos computacionais de cascas usando o método de elementos finitos

Abstract

As cascas são elemento estruturais encontrados em várias áreas da construção, com a finalidade de transmitir e distribuir os esforços em uma imensa variedade de formas. Seu estudo através do método dos elementos finitos (MEF) tem sido abordado por muitos autores desde a época de sessenta, com o surgimento dos computadores que auxiliaram as inumeráveis contas que o método utiliza. Elementos de diferentes famílias e formas tem sido utilizados para a solução das cascas pelo MEF utilizado-se várias formulações. Neste trabalho apresenta-se o estudo de cascas utilizando elementos planos e curvos. Para elementos planos utilizou-se a teoria de Reisnner-Mindlin , para os quais faz-se um estudo de placas com o propósito de avaliar o comportamento dos diferentes elementos planos de 4 , 8 e 9 nós. Polinômios de interpolação são utilizados (cortante imposto) para evitar o bloqueio da solução. Serão apresentados alguns exemplos do desempenho destes elementos e a faixa em que estes fornecem bons resultados quando a espessura do elemento varia. Testa-se estes elementos para cascas. São apresentados alguns exemplos. Aborda-se também neste trabalho o estudo de cascas com elementos curvos, através do "elemento de sólido degenerado" , utilizando os métodos de integração reduzida tanto para cortante quanto para membrana e o método do polinômio de interpolação apenas para o cortante, em ambos os casos para evitar o bloqueio da solução. Comparações dos diferentes métodos são feitas, tendo como parâmetro a convergência dos deslocamentos à resposta analítica.