Análise via Método dos Elementos de Contorno (MEC) de elementos estruturais compósitos de seções genéricas e rigidez variável submetidos a torção não uniforme.

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dc.contributor.advisorAraújo, Francisco Célio dept_BR
dc.contributor.authorHillesheim, Maicon José
dc.contributor.refereeAraújo, Francisco Célio dept_BR
dc.contributor.refereeNeves, Francisco de Assis daspt_BR
dc.contributor.refereeSilva, Amilton Rodrigues dapt_BR
dc.contributor.refereeTelles, José Cláudio de Fariapt_BR
dc.contributor.refereeWrobel, Luiz Carlospt_BR
dc.date.accessioned2022-07-14T19:56:13Z
dc.date.available2022-07-14T19:56:13Z
dc.date.issued2022pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractAlgoritmos capazes de simular com exatidão o comportamento de estruturas de materiais compósitos demandam grande esforço computacional, sobretudo em casos de sólidos tridimensionais com geometrias complexas. Nesse contexto, este trabalho se propõe a desenvolver um elemento finito unidimensional, fundamentado em teoria de vigas, capaz de reconstituir a resposta de sólido 3D para barras de seção heterogênea e variável submetidas a torção não uniforme. Nessa abordagem, dois modos de empenamento são considerados, o primeiro descrito pela equação diferencial de Laplace o segundo, pela equação de Poisson, as quais são resolvidas através de uma formulação bidimensional do MEC. Ao longo do comprimento, o problema é descrito por um sistema de equações diferenciais ordinárias cujas variáveis independentes são as parcelas primária e secundária do ângulo de torção. Nesta pesquisa, essas equações são solucionadas de maneira inédita através do Método dos Resíduos Ponderados (MRP). Em formulações do MEC, a heterogeneidade da seção transversal demanda o emprego de uma estratégia de decomposição de domínio. Para isso emprega-se uma técnica de subestruturação genérica de modelos de elementos de contorno (BE-SBS), que possibilita trabalhar com um número qualquer de subdomínios. Um aspecto relevante dessa técnica é o uso de solvers de Krylov, que possibilitam eliminar operações com grandes blocos de zeros, ocasionando grande otimização dos recursos computacionais. Além disso, a técnica conta com elementos descontínuos e algoritmos especiais de integração, viabilizando de forma unificada o tratamento de seções envolvendo domínios esbeltos ou espessos. Diversos exemplos são apresentados para demonstrar a acurácia, eficiência e robustez das formulações desenvolvidas.pt_BR
dc.description.abstractenAlgorithms capable of accurately simulating the behavior of real structures of composite materials demand great computational effort, especially in case of threedimensional solids of complex geometries. In this context, this work proposes to develop a one-dimensional finite element, based on beam theory, which is capable of reconstituting the 3D solid response for bars of heterogeneous and variable cross section subjected to nonuniform torsion. In this approach, two warping modes are considered, the first one described by the Laplace’s differential equation, the second one described by the Poisson’s equation, which are solved by using a twodimensional BEM formulation. Along the length, the problem is described by a system of ordinary differential equations with non-constant coefficients, whose independent variables are the primary and secondary parts of the twist angle. In this research, these equations are solved in a new way by applying the Weighted Residual Method (WRM). In BEM formulations, the heterogeneity of the cross section requires the use of a domain-decomposition strategy. Herein, one employs the generic substructuring technique of boundary element models (BE-SBS), which allows working with any number of subdomains. A relevant aspect of this technique is the use of Krylov solvers, which allow eliminating operations with large zero blocks, bringing about great optimization of computational resources. The technique also uses discontinuous elements and special integration algorithms, allowing for treating, in a unified way, sections involving thin-walled or thick-walled domains. Several problems are presented to demonstrate the accuracy, efficiency, and robustness of the developed formulation.pt_BR
dc.identifier.citationHILLESHEIM, Maicon José. Análise via Método dos Elementos de Contorno (MEC) de elementos estruturais compósitos de seções genéricas e rigidez variável submetidos a torção não uniforme. 2022. 184 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/15056
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States*
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 12/07/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectTorção não uniformept_BR
dc.subjectSeções compósitaspt_BR
dc.subjectMétodo dos Elementos de Contornopt_BR
dc.subjectDecomposição de domíniopt_BR
dc.subjectQuadraturas especiais de integraçãopt_BR
dc.titleAnálise via Método dos Elementos de Contorno (MEC) de elementos estruturais compósitos de seções genéricas e rigidez variável submetidos a torção não uniforme.pt_BR
dc.typeTesept_BR
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