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Estudo e desenvolvimento de código computacional para análise de chapas utilizando elementos finitos CST e CSQ
Última alteração: 2018-11-28
Resumo
Este trabalho tem como objetivo apresentar a formulação matemática e desenvolver um código computacional com base no Método dos Elementos Finitos para análise elástica de chapas utilizando elementos finitos Constant Strain Triangle (CST) e Constant Strain Quadrilateral (CSQ). A formulação da matriz de rigidez dos elementos finitos adotados foi obtida a partir do Princípio dos Trabalhos Virtuais e processo de integração analítica. Já o código computacional foi implementado em linguagem de programação Python. É apresentado como resultado, o estudo comparativo entre os valores fornecidos pelo software desenvolvido e os fornecidos pela bibliografia especializada, através de uma chapa simples composta por 6 nós e 4 elementos CST, todos com as mesmas propriedades físicas e geométricas. A chapa foi simulada utilizando uma malha composta por 2 elementos CST e 1 elemento CSQ. As análises mostraram que, para obter convergência de resultados, malhas compostas apenas por elementos CST necessitam de maior número de elementos que as compostas apenas por elementos CSQ. Sabendo que a precisão dos resultados depende da malha e das funções de aproximação do elemento, conclui-se que isso ocorre pelo fato do elemento CSQ possuir funções de aproximação com graus mais elevados do que o elemento CST.
Palavras-chave
Método dos Elementos Finitos. Análise elástica de chapas. Princípio dos Trabalhos Virtuais.