Desenvolvimento de um modelo computacional de placa enrijecida empregando a condição de contorno de simetria - Amaral, Rodrigo Reis (2019)
A solução numérica de sistemas estruturais com emprego de recursos computacionais permite o acesso à previsão do comportamento estrutural de estruturas de aço, destacando a capacidade de prever, conceber e aperfeiçoar sua geometria. Com uma forma muito próxima da realidade, com auxílio da discretização espacial, esta combinação permite constituir um modelo de sólido quase contínuo. Tornando-se, assim, um instrumento valioso e indispensável na pesquisa sobre o comportamento das estruturas por permitir compatibilizar de forma realista os resultados da análise numérica. Nesse contexto, o desenvolvimento de um modelo computacional de placa enrijecida utilizando a condição de contorno de simetria será apresentado. O modelo computacionalfoi desenvolvido no software ANSYS, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), e utiliza o elemento finito SHELL281. As simulações que empregam a condição de contorno de simetria demonstram uma diminuição de tempo no processamento computacional sem perda de precisão devida a uma quantidade menor de elementos finitos serem utilizados na obtenção dos valores independentes de malha dos resultados numéricos do deslocamento transversal (deflexão) e tensão de von Mises Para isso, o modelo computacional com simetria ser á utilizado em uma avaliação geométrica de placas enrijecidas (estudo de caso). Nesta avaliação, utilizou se o Método Design Construtal e, em conjunto com a técnica da Busca Exaustiva, determinou se o melhor comportamento mecânico das placas enrijecidas através da alteração de alguns parâmetros geométricos, de modo que o volume do material não sofresse nenhuma alteração. Para este propósito , foi utilizada uma placa de referência sem enrijecedores em que parte do seu volume de material foi transformada em enrijecedores, através da diminuição da espessura da mesma, mantendo, assim, o valor do comprimento e o da largura como constantes. O objetivo aqui consiste em determinar as configurações geométricas que minimizam a deflexão máxima e a tensão máxima de von Mises das placas enrijecidas através da alteração de parâmetros geométricos característicos.Desse modo, foi possível avaliar a influência dos seguintes graus de liberdade: número de enrijecedores longitudinais, número de enrijecedores transversais e a relação altura de enrijecedor por espessura de enrijecedor. Portanto , foi possível desenvolver e verificar um modelo computacional que utiliza a condição de contorno de simetria para a análise de deflexão e tensão das placas enrijecidas. E, o s resultados obtidos demonstraram que ao transformar parte do volume da placa de referência em enrijecedores, ganhos no comportamento mecânico podem ocorrer.