Estudo experimental e numérico de ligações aparafusadas em aço inoxidável submetidas à tração

Exportar este item:

Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11658

Tipo do documento:	Dissertação
Título:	Estudo experimental e numérico de ligações aparafusadas em aço inoxidável submetidas à tração
Título(s) alternativo(s):	Experimental and numerical study of bolted connections in stainless steel subjected to tension
Autor:	Batista, Gilmar de Castro
Primeiro orientador:	Silva, André Tenchini da
Primeiro coorientador:	Rodrigues, Monique Cordeiro
Segundo coorientador:	Santos, João de Jesus dos
Primeiro membro da banca:	Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva
Segundo membro da banca:	Araújo, Ricardo Rodrigues de
Resumo:	Atualmente o dimensionamento de estruturas constituídas com aço inoxidável considera analogias baseadas no aço carbono, porém este material apresenta quatro curvas tensão versus deformação muito distintas, modificando assim, o comportamento global da estrutura. Em adição, as ligações desempenham um papel fundamental no comportamento global das estruturas. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho estrutural de ligações aparafusadas com modos distintos de falha estrutural. Essas ligações foram construidas em chapas finas em aço inoxidável do tipo austenítico e ferrítico, sendo submetidas a esforços de tração por meio de ensaios experimentais e simulações numéricas. O modelo numérico foi desenvolvido utilizando o programa Abaqus CAE, tendo como base os ensaios experimentais desenvolvidos nesse trabalho. Posteriormente, foi realizado um estudo paramétrico com variações da geometria da chapa. Adicionalmente, os resultados obtidos foram comparados a norma vigente e estudos propostos na literatura. Entre os resultados encontrados, pode-se observar uma boa concordância entre os resultados do modelo numérico com os experimentais. Em termos gerais, o aço inoxidável ferrítico apresentou cargas para o modo de falha investigado mais próximas da norma de dimensionamento em comparação com o aço austenítico. Além disso, é importante mencionar que o efeito curling é mais evidente para os casos estudados em aço austenítico estando este relacionado a capacidade de deformação dos materiais analisados. O estudo paramétrico mostrou que as ligações onde o modo de colapso está relacionado ao esmagamento ou rasgamento da chapa apresenta um patamar constante de carga quando o efeito curling é observado. Nas ligações onde a falha é caracterizada pela ruptura da seção líquida, o parâmetro kr empregado na norma mostrou ser muito rigoroso para a definição da capacidade da ligação.
Abstract:	Currently, the design of structures performed using stainless steel considers analogies based on carbon steel grade, but this material presents four very distinct stress versus strain curves, thus modifying the overall structural behavior. In addition, the connections play a part fundamental in the overall behavior of structures. Therefore, the present work aims to evaluate the structural performance of bolted connections with distinct failure modes. These joints were performed in both austenitic and ferritic stainless steel thin-plates under tensile loading by means of experimental tests and numerical simulations. The numerical model was developed using the program Abaqus CAE, based on the experimental tests developed in this work. Subsequently, a parametric study was carried out with variations of the plate geometry. In addition, the results obtained were compared to current standard and proposed studies in the literature. Among the results, a good agreement can be observed between the numerical and experimental results. In general terms, ferritic stainless steel experimented both load and failure mode closer to the standards compared to austenitic steel. In addition, it is important to mention that the curling effect is more evident for the cases studied in austenitic steel being related to the deformation capacity of the materials analyzed. The parametric study showed that the bolted connections in which the collapse mode is related to the crushing or tearing of the plate presents a constant loading plateau when the curling effect is observed. In the connections where the failure is characterized by the rupture of the effective section, the parameter kr used in the standard showed to be very strict for the definition of the joint capacity.
Palavras-chave:	Civil engineering Structural analysis (engineering) Stainless steel Plates in tension Bolted connection Experimental tests Numérical analyses Engenharia civil Análise estrutural (Engenharia) Aço inoxidável Peças tracionadas Ligações aparafusadas Análise experimental Análises numéricas
Área(s) do CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação:	BATISTA, Gilmar de Castro. Estudo experimental e numérico de ligações aparafusadas em aço inoxidável submetidas à tração. 2018. 116 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11658
Data de defesa:	8-Fev-2018
Aparece nas coleções:	Mestrado em Engenharia Civil

Arquivos associados a este item:

Arquivo	Tamanho	Formato
Gilmar de Castro Batista.pdf	7,32 MB	Adobe PDF	Baixar/Abrir Pré-Visualizar ×

Mostrar registro completo do item Recomendar este item Visualizar estatísticas