Rotinas computacionais para análise não linear geométrica de estruturas reticuladas

Abstract

A análise linear e frequentemente utilizada para o calculo de esforços e deslocamentos a que as estruturas sao submetidas. Entretanto, quando elas se tornam esbeltas ou submetidas a grandes deslocamentos, a linearidade não representa um caminho real para determinação desses parâmetros. A análise não linear geométrica (NLG) surge como uma ferramenta eficaz no estudo dessas estruturas, pois considera os efeitos de grandes deslocamentos. Ao contrario da análise linear, o carregamento e aplicado em incrementos de carga, e utilizando um processo iterativo, as translações e rotações sao atualizados a cada iteração, para solução do sistema não linear, até que a convergência desejada seja obtida (geralmente em termos de equilíbrio de forcas ou deslocamentos). Para análise NLG utilizam-se diversas formulações para construção das equações governantes do problema, como por exemplo: Lagrangeana Total, Lagrangeana Atualizada e Co-rotacional. Neste estudo foram desenvolvidas rotinas computacionais em elementos finitos para treliças planas, treliças espaciais e pórtico planos, resolvidas através do processo iterativo de Newton-Raphson, com aplicação das formulações Co-rotacional e Lagrangeana Atualizada, para o estudo dos efeitos da nao linearidade geométrica. Exemplos clássicos foram resolvidos com as rotinas computacionais propostas e demonstraram excelentes resultados. Estas sao apresentadas em sua totalidade nos apêndices deste trabalho.