A MODEL FOR ELASTO-PLASTIC ANALYSIS OF AXISYMMETRIC THIN SHELLS

• Main Author: DOUGLAS MIGLIANO QUARESMA
• Other Authors: CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1996
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=19089@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=19089@2

PETRÓLEO BRASILEIRO S. A. === Neste trabalho a formulação do modelo de elementos finitos para cascas finas axissimétricas é estendida à análise numérica, incluindo os efeitos de não-linearidade do material, para a modelagem de fenômenos elasto-plásticos. O algoritmo utilizado emprega a solução incremental em um esquema explicito de integração com sub-incrementação da carga no processo iterativo de solução da equação de equilíbrio. Este esquema de integração da solução permite o controle do campo de estado de tensões mantendo a tensão equivalente no interior ou sobre a superfície de escoamento. Na implementação, o método de Newton Raphson, na forma modificada, é utilizado na solução do sistema de equações de equilíbrio resultante. A cinemática de deformação do modelo utilizado emprega apenas graus de liberdade de translação referidos à curva geratriz da superfície média da casca para representar as condições de compatibilidade geométrica da casca. Condições de contorno de continuidade e de fixação, referidas a rotação da normal à casca são impostas no modelo através do método de penalização. O desempenho do modelo proposto na análise não-linear elasto-plástica é avaliado através da comparação com outros resultados analíticos numéricos disponíveis na literatura e discutidas as características de convergência da solução no controle do erro numérico permitido entre duas iterações sucessivas. === In this work the formulation of a finite element axisymetric thin wall shell is extended to the numerical analisys including material nonlinear effects such as elasto-plastic phenomena. The algorithm employs the incremental solution scheme in an explicit integration with a load sub-incrementation in the procedure for equilibrium equation solution. This solution integration scheme allows restraining of stress state field with the equivalent stress withn or on the yielding surface. The modified Newton- Raphson method is used in the solution of resulting system of equilibrium equation. The kinematics of deformation employed in the model uses only translation degrees-of-freedom refered to the generatrix of the element midsurface to represent geometric compatibility conditions of the shell. Boudary conditions such as normal rotation fixity and coontinuity are imposed to the model through the penalty method. Some numerical analyses are presented to evalute the model capabilities in nonlinear elastoplastic examples, which results are compared to other numerical analytic solutions available in the literature. Solution convergebce, within controlling of the error allowed in the numerical solution, in discussed and evaluated.