[en] FINITE ELEMENTS WITH SPLINE FUNCTIONS APPLIED TO STRUCTURAL DYNAMICS AND INSTABILITY
[pt] No presente trabalho se estuda um elemento finito subparamétrico que aproxima o campo de deslocamentos com funções spline, implementando um programa que pode ser utilizado para calculo estático, dinâmico e de instabilidade de estruturas compostas de placas, vigas de paredes finas, vigas caixão...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2008
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=12139@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=12139@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.12139 |
| Summary: | [pt] No presente trabalho se estuda um elemento finito
subparamétrico que aproxima o campo de deslocamentos com
funções spline, implementando um programa que pode ser
utilizado para calculo estático, dinâmico e de
instabilidade de estruturas compostas de placas, vigas de
paredes finas, vigas caixão e em geral em elementos
alongados (pontes e perfis metálicos). O grau de liberdade
de rotação perpendicular ao plano do elemento é introduzido
na formulação para possibilitar uma análise tridimensional.
Apresenta-se um método que serve como base para determinar a
constante de rigidez correspondente. Nos exemplos
apresentados avalia-se a precisão obtida utilizando pouco
número de divisões longitudinais do continuo, vantagem que
justifica o uso desses elementos em estudos de pré-projeto
ou otimização de estruturas. Comparam-se os resultados com
soluções teóricas ou resultados de outros programas
estruturais, permitindo apreciar as possibilidades e
limitações da modelagem usando elementos finitos com funções
spline. As diferenças observadas, que surgem
principalmente em placas espessas, são explicadas
pela aproximação da deformação de cisalhamento encontrada na
literatura para os elementos utilizados na comparação.
Mostra-se também exemplos de instabilidade analisados em
três dimensões que permitem considerar diferentes
condições de apoio e discutir os resultados de fórmulas
conhecidas. === [en] The present work presents a subparametric finite element
model with spline displacement functions, implemented for
static, dynamic and instability analysis of folded plates,
thin-walled beams, box girders, and elongated structures
such as bridges and structural shapes. A drilling degree of
freedom (rotation about an axis perpendicular to the plane
of the element) is introduced in the formulation to
allow for three-dimensional analysis. A method for
determining the corresponding contribution to the stiffness
matrix is presented. The examples presented evaluate the
accuracy obtained using a small number of longitudinal
subdivisions of the continuum, convenient in the case of
analyses for preliminary design and optimization. The
results obtained are compared to theoretical solutions or
results of standard structural analysis programs, allowing
for an appraisal of the advantages and limitations of
modeling with use of spline functions. The
differences in the results, observed specially in the case
of thick plates, are explained by the approximations for the
shear strain in the elements used for comparison. From the
examples it is possible to comment results of
threedimensional modeling of instability problems with
different boundary conditions. |
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