Análise da estabilidade de colunas com variação da seção transversal e/ou módulo de elasticidade via Método das Diferenças Finitas

Patrício Luiz de Andrade

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), Campus Cajazeiras Brasil

Monaliza Araújo Parnaíba

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB), Campus Cajazeiras Brasil

Resumo

O dimensionamento de colunas passa necessariamente por uma análise de estabilidade à flambagem. Esta é considerada um fenômeno grave em estruturas esbeltas que precisa ser evitado, uma vez que a estrutura pode sofrer colapso sem aviso prévio. Os componentes estruturais, como colunas com seções transversais variáveis e mudanças de materiais ao longo do seu comprimento, são comuns em edifícios e pontes. Além disso, a obtenção das cargas críticas de colunas com essa configuração não é contemplada na expressão da carga crítica de Euler. Por isso, é importante o desenvolvimento de uma ferramenta numérica para análise de colunas com variação de seção transversal e módulo de elasticidade submetida à compressão axial. Nesse sentido, este artigo apresenta um código computacional via Método das Diferenças Finitas (MDF), implementado em linguagem de programação PYTHON, capaz de calcular a carga crítica de flambagem, ou seja, a capacidade de suporte de uma estrutura esbelta, solicitada por um esforço axial de compressão. Através dos resultados obtidos com as aplicações feitas para a validação da ferramenta computacional, verificou-se que esta foi capaz de resolver os problemas analisados, fornecendo resultados condizentes com os esperados.

Palavras-chave


Colunas; Flambagem; Método de Diferenças Finitas; PYTHON


Texto completo:

Referências


ARBABI, B. F.; ASCE, M. Buckling of variable cross-section columns: Ntegral-equation approach. Journal of Structural Enginnering, v. 117, n. 8, p. 2426-2441, 1991.

BASTOS, F. S, et al. Apostila de Resistência dos Materiais II. Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional Faculdade de Engenharia. Juiz de Fora: UFJF, 2017.

BEER, F. P.; JOHNSTON, E. R. Resistência dos Materiais. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2011.

FORTUNA, A. O. Técnicas computacionais para dinâmica dos fluidos: conceitos básicos e aplicações. São Paulo: USP, 2000.

GILAT, A.; SUBRAMANIAM, V. Métodos numéricos para engenheiros e cientistas: uma introdução usando o MATLAB. Porto Alegre: Bookman, 2008.

GONÇALVES, V. F. et al. uso pedagógico do Método das Diferenças Finitas em flambagem de pilares. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE EDUCAÇÃO EM ENGENHARIA, 44., 2016, Natal. Anais [...] Natal: UFRN, 2016.

HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais. 7. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 659 p.

MALISKA, C., R. Transferência de calor e mecânica dos fluidos computacional. Rio de Janeiro: LTC, 2017.

NEVES, S et al. A importância dos modelos teóricos e técnicas numéricas na construção de um elo com a prática da engenharia estrutural. Revista Eixo, Brasília-DF, v. 7, n. 1., jan. 2018.

ROSSUM, G. Tutorial Python. 2005. 188p.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n46p61-69

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