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Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise comparativa da formulação “exata” de elementos pela teoria de Timoshenko com o software de elementos finitos MASTAN2 para problemas de instabilidade de colunas e pórticos
Título(s) alternativo(s): Comparative analysis of the “exact” formulation of elements using Timoshenko theory with results from MASTAN2 finite element software for instability problems of columns and frames
Autor: Amaral, Matheus Barros do 
Primeiro orientador: Burgos, Rodrigo Bird
Primeiro membro da banca: Silva, José Guilherme Santos da
Segundo membro da banca: Debona, Gilvan Lunz
Resumo: Uma das estratégias usuais utilizadas para resolver problemas geometricamente não lineares é a utilização do método dos elementos finitos, discretizando a estrutura para resultados satisfatórios. O processo de escolha do refinamento da malha (discretização) é definido, basicamente, de acordo com a experiência do analista. Sendo assim, muitas vezes estudantes de engenharia ou recém-formados não possuem a bagagem necessária para escolher de forma adequada o grau de discretização da estrutura, ocasionando resultados fora da realidade ou aumento exagerado do custo computacional para essa análise. A teoria de vigas de Timoshenko, considerada a mais próxima da realidade, leva em consideração a deformação por cisalhamento, além da deformação decorrente da flexão, diferentemente da teoria de vigas de Euler-Bernoulli. O método dos dois ciclos iterativos, utilizando como base o elemento “exato”, se mostra mais simples para analises não lineares em comparação com métodos tradicionais, como o método de Newton-Raphson e outras estratégias iterativas, tendo em vista que seu resultado independe do grau de discretização da estrutura. Sendo assim, o objetivo desse trabalho é realizar uma análise comparativa utilizando o método dos dois ciclos iterativos com a consideração da distorção por cisalhamento por meio do software Matlab, com o software de análise não linear Mastan2, utilizando métodos tradicionais. Os resultados demonstram a eficiência do método dos dois ciclos iterativos, sem discretização, em comparação aos resultados do Mastan2 discretizado em mais elementos.
Abstract: One of the usual strategies used to solve geometrically nonlinear problems is the use of the Finite Element Method, discretizing the structure for satisfactory results. The process of choosing the mesh refinement (discretization) is defined according to the analyst's experience. Therefore, engineering students or recent graduates often do not have the necessary knowledge to appropriately choose the degree of discretization of the structure, resulting in unrealistic results or an exaggerated increase in the computational cost for this analysis. Timoshenko's beam theory, considered more realistic, considers shear deformation, in addition to deformation resulting from bending, unlike Euler-Bernoulli beam theory. The two-cycle iterative method, using the "exact" element as a basis, proves simpler for non-linear analyses compared to traditional methods like Newton-Raphson and other iterative strategies, as its result is independent of the degree of structure discretization. Thus, the objective of this work is to perform a comparative analysis using the two-cycle iterative method with the consideration of shear distortion using the Matlab software, with the non-linear analysis software MASTAN2, using traditional methods. The results demonstrate the efficiency of the two-cycle iterative method, with no discretization, compared against results from MASTAN2 using discretization.
Palavras-chave: Engenharia civil
Análise estrutural (Engenharia)
Colunas
Pórticos estruturais
Análise funcional não-linear
Equações diferenciais
Método dos elementos finitos
Civil engineering
Structural analysis (Engineering)
Columns
Structural frames
Nonlinear functional analysis
Differential equations
Finite element method
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
Idioma: por
País: Brasil
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: AMARAL, Matheus Barros do. Análise comparativa da formulação “exata” de elementos pela teoria de Timoshenko com o software de elementos finitos MASTAN2 para problemas de instabilidade de colunas e pórticos. 2024. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23414
Data de defesa: 24-Set-2024
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Civil



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