Não-linearidade geométrica na dinâmica de estruturas aporticadas planas: um tratamento pelo método dos elementos finitos.
| Ano de defesa: | 1990 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16052025-090535/ |
Resumo: | Estabelece-se formulação lagrangiana suficientemente geral para a análise dinâmica de estruturas de vinculação escleronômica sob carga conservativa ou não-conservativa. Consideram-se não-linearidades de origem geométrica não só nas forças elásticas restauradoras como nas forças de inércia. Discretização pelo método dos elementos finitos fornece matrizes elementais não-lineares de massa, amortecimento e de rigidez para elemento de pórtico plano. Simplificações compatíveis com hipótese de linearidade física fornecem os coeficientes dessas matrizes em forma explícita. Algoritmo de integração numérica direta no tempo, das equações não-lineares resultantes,é baseado no método de newmark generalizado com iteração tipo Newton-Raphson modificado em cada passo. O esquema permitiu implementação de programa para análise dinâmica de estruturas aporticadas planas de comportamento geometricamente não-linear (o DNLE). Como aplicação, estuda-se uma fundação aporticada de máquina não-balanceada em condições de ressonância externa e interna, em que fenômenos de saturação e transferência de energia por acoplamento de modos levam a vibrações estacionárias pós-críticas importantes, muito diversas da solução linear. |
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Não-linearidade geométrica na dinâmica de estruturas aporticadas planas: um tratamento pelo método dos elementos finitos.Untitled in englishDinâmica de estruturasFinite Element MethodMétodo dos Elementos FinitosStructural dynamicsEstabelece-se formulação lagrangiana suficientemente geral para a análise dinâmica de estruturas de vinculação escleronômica sob carga conservativa ou não-conservativa. Consideram-se não-linearidades de origem geométrica não só nas forças elásticas restauradoras como nas forças de inércia. Discretização pelo método dos elementos finitos fornece matrizes elementais não-lineares de massa, amortecimento e de rigidez para elemento de pórtico plano. Simplificações compatíveis com hipótese de linearidade física fornecem os coeficientes dessas matrizes em forma explícita. Algoritmo de integração numérica direta no tempo, das equações não-lineares resultantes,é baseado no método de newmark generalizado com iteração tipo Newton-Raphson modificado em cada passo. O esquema permitiu implementação de programa para análise dinâmica de estruturas aporticadas planas de comportamento geometricamente não-linear (o DNLE). Como aplicação, estuda-se uma fundação aporticada de máquina não-balanceada em condições de ressonância externa e interna, em que fenômenos de saturação e transferência de energia por acoplamento de modos levam a vibrações estacionárias pós-críticas importantes, muito diversas da solução linear.A fairly general Lagrangian formulation is established for dynamical analysis of structures with scleronomous constraints subjected to conservative or non-conservative loading. Geometrical non-linearities are considered both in the restoring elastic forces as well as in the inertial forces. Discretization via the Finite Element Method leads to non-linear mass, equivalent damping and stiffness elementary matrices for plane framed structures. Simplifications compatible to the hypothesis of physical linearity lead to obtain the coefficients of those matrices in explicit form. A direct numerical time integration algorithm to solve the resulting non-linear set of equations is developed based on the New-mark Generalized Method with Modified Newton-Raphson iteration within each step. This serves as a basis for the implementation of a program for dynamical analysis of framed plane structures of geometric non-linear behavior called DNLE, whose manual and listing are given. As an example, a framed foundation for an unbalanced rotating machine is analysed under external and internal resonant conditions. Saturation and energy transference phenomena due to mode coupling lead to considerable post-critical stationary vibrations, quite different from the linear solution. Bood agreement is observed between the results obtained by means of the program and those of an approximate analytical solution, via a perturbation method, for a simple modelo f the same foundation.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMazzilli, Carlos Eduardo NigroBrasil, Reyolando Manoel Lopes Rebello da Fonseca1990-05-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-16052025-090535/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-16T12:10:02Zoai:teses.usp.br:tde-16052025-090535Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-16T12:10:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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