[en] AN AXISYMMETRIC FINITE ELEMENT FORMULATION FOR THE ANALYSIS OF LAMINATED COMPOSITE TUBES

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: GUILHERME PINTO GUIMARAES
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] ELEMENTO FINITO; [pt] MODELO AXISSIMETRICO; [pt] ESTRUTURA LAMINADA; [en] FINITE ELEMENTS; [en] AXISYMMETRIC MODEL; [en] LAMINATED STRUCTURE
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=9239&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=9239&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.9239

[pt] O emprego de materiais compósitos em estruturas tem ganhado importância na prática da engenharia devido às suas características de alta resistência mecânica, baixa densidade e boa estabilidade a efeitos térmicos. Uma das classes de compósitos, a de laminados fibrosos, pode ser utilizada em tubulações sujeitas às diversas formas de carregamentos, como pressão interna e/ou externa, tração longitudinal, torção, temperatura, etc. O presente Trabalho tem por objetivo propor, implementar e testar a formulação de um modelo de elemento finito axissimétrico, para a representação do comportamento de um tubo laminado por camadas de materiais compósitos fibrosos. A modelagem consiste em representar a seção geratriz de um tubo cilíndrico por um elemento quadrilateral de quatro nós, com três graus de liberdade por nó, com os deslocamentos nodais tomados em relação aos eixos de um sistema cilíndrico de coordenadas. Considera-se a perfeita adesão das camadas, garantindo a continuidade do campo de deslocamentos. Modelos constitutivos de materiais com o comportamento ortotrópico e/ou o transversalmente isotrópico foram implementados, obtendo-se respostas para os campos de deslocamentos, de deformações e de tensões atuantes. Na validação do modelo numérico, considerou-se a comparação de seus resultados com os de soluções analíticas, disponíveis na literatura, e aqueles fornecidos por um programa comercial de elementos finitos, empregando o modelo com elementos sólidos. Foram propostos, para os testes em ambos os casos, exemplos de laminados com uma a quatro camadas, com fibras orientadas em diferentes ângulos. Destas comparações, verifica-se uma boa convergência das soluções numéricas obtidas com o presente modelo, representativo das principais características cinemáticas da classe de problemas representada.