Análise dinâmica de placas considerando efeito de membrana submetidas a carregamentos explosivos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Reis, Ana Waldila de Queiroz Ramiro
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Brasil
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16355
Resumo: O comportamento de estruturas de engenharia civil submetidas a cargas explosivas tem sido estudado com bastante frequência nos últimos anos e muito esforço está sendo aplicado para idealizar curvas e prever as correspondentes respostas estruturais e dos elementos protetivos. O fenômeno de explosão resulta em uma abrupta onda de sobrepressão seguida por uma onda de sobpressão, sendo esta última normalmente desconsiderada na maioria das análises estruturais. Contudo, recentes estudos alegam que a fase de sucção é primordial, de forma que pode levar a deslocamentos e tensões substancialmente maiores. No caso de ondas de explosão de alta intensidade, elementos estruturais experimentam grandes deslocamentos, de forma que efeitos de segunda ordem devem ser incluídos nas análises. Este trabalho investiga a influência da não linearidade na análise dinâmica de placas submetidas a cargas explosivas. O problema foi modelado considerando um sistema não linear de um grau de liberdade com a aplicação da teoria de von Karman para grandes deflexões, considerando as configurações de apoio simples e engastado. Uma carga de pressão uniforme é simulada para os casos de ondas sobrepressão e sobpressão com a implementação da equação de Friedlander e a aproximação cúbica, respectivamente. O método de Runge-Kutta é usado para solucionar as equações de movimento para deslocamentos. Soluções numéricas para deslocamentos e tensões foram obtidas para placas com variadas configurações geométricas e ondas de explosão, tornando possível mensurar a influência da pressão de sucção e do efeito de membrana na resposta.
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Contudo, recentes estudos alegam que a fase de sucção é primordial, de forma que pode levar a deslocamentos e tensões substancialmente maiores. No caso de ondas de explosão de alta intensidade, elementos estruturais experimentam grandes deslocamentos, de forma que efeitos de segunda ordem devem ser incluídos nas análises. Este trabalho investiga a influência da não linearidade na análise dinâmica de placas submetidas a cargas explosivas. O problema foi modelado considerando um sistema não linear de um grau de liberdade com a aplicação da teoria de von Karman para grandes deflexões, considerando as configurações de apoio simples e engastado. Uma carga de pressão uniforme é simulada para os casos de ondas sobrepressão e sobpressão com a implementação da equação de Friedlander e a aproximação cúbica, respectivamente. O método de Runge-Kutta é usado para solucionar as equações de movimento para deslocamentos. Soluções numéricas para deslocamentos e tensões foram obtidas para placas com variadas configurações geométricas e ondas de explosão, tornando possível mensurar a influência da pressão de sucção e do efeito de membrana na resposta.The behavior of civil engineering structures under blast loads has been studied quite frequently in the last years and much effort has been made to create idealized blast wave curves and predict the corresponding response of structural and protective elements. The blast phenomenon results in an abrupt overpressure wave followed by an underpressure wave, the last being usually disregarded in most structural analyses. However, recent studies show that this suction phase is of paramount importance since it may lead to substantially higher displacements and stresses. In the case of high-intensity pressure waves, structural elements may experience large displacements, thus requiring second-order effects to be included in the analysis. This work investigates the nonlinear dynamic behavior of thin rectangular plates subjected to explosive charges. The problem was modeled as a nonlinear single degree of freedom system by applying von Karman’s theory for large deflections to simply supported and clamped plate configurations. A uniform pressure load simulates the overpressure and underpressure waves by employing the Friedlander equation and a cubic approximation, respectively. Runge-Kutta method was used to solve the equation of motion for displacement amplitude. Numerical solutions for displacements and stresses were derived for several plate geometry configurations and blast loads, making it possible to measure the influence of the suction pressure and the membrane effect on the plate response.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilBurgos, Rodrigo Birdhttp://lattes.cnpq.br/5604449684803425Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo dehttp://lattes.cnpq.br/5029738433988779Silva, José Guilherme Santos dahttp://lattes.cnpq.br/4422797300106230Debona, Gilvan Lunzhttp://lattes.cnpq.br/1610243215800319Silva, Raul Rosas ehttp://lattes.cnpq.br/1304606076487440Reis, Ana Waldila de Queiroz Ramiro2021-07-16T21:22:29Z2019-07-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfREIS, Ana Waldila de Queiroz Ramiro. Análise dinâmica de placas considerando efeito de membrana submetidas a carregamentos explosivos. 2019. 164 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16355porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T17:52:26Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/16355Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:52:26Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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