Um código em elementos finitos para análise dinâmica de problemas de elasticidade bidimensional

Abstract

Os avanços em áreas da engenharia como materiais, computação e construtiva, permitiram uma mudança na concepção arquitetônica e na forma com que os espaços são aproveitados para as edificações e obras de engenharia civil. Além disso, o desenvolvimento industrial, comercial e social criou novos patamares de equipamentos e no quantitativo de pessoas que se aglomeram em espaços cada vez menores, modificando assim a forma como os edifícios são projetados. A partir desses fenômenos foi necessária uma adaptação na engenharia estrutural em termos de ferramentas para a solução de seus problemas e em relação ao tipo de consideração que se deve levar nesses. Atualmente, a análise de estruturas submetidas a carregamentos como sismos, forças de vento e cargas cíclicas de máquinas é uma realidade e precisa ser explorada e levada em consideração nos projetos. Desta maneira esse trabalho consiste na implementação de uma ferramenta para a solução de problemas estáticos e dinâmicos de estruturas bidimensionais. Esse trabalho tem caráter acadêmico visando a formação do aluno na área de Métodos Numéricos Aplicados a Problemas de Dinâmica das Estruturas. E se concretiza com o desenvolvimento de um código computacional em ambiente MATLAB (MathWorks) com a implementação de duas formulações do Método de Elementos Finitos, assim como rotinas para a análise modal e a solução da equação de equilíbrio dinâmico por três Métodos de Diferenças Finitas propostos pela literatura. Além da utilização do MATLAB o trabalho contou com a utilização do GiD (GiD) desenvolvido na Universidade da Catalunha, software de pré-processamento e visualização de resultados que permitiu grande avanços no trabalho poupando ao código toda a parte de modelagem, geração de malha e pre-processamento de dados. Esse trabalho foi desenvolvido na Universidade Federal de Pernambuco e consiste em uma parte de um código maior denominado SAE (Software de Análise Estrutural), esse está sendo desenvolvido pelos alunos Lucíolo Victor Magalhães e Silva (DECIV-UFPE), Jean Baptiste Joseph (DECIV-UFPE) e o prof. Dr. Paulo Marcelo Vieira Ribeiro (DECIV-UFPE). Esse código consiste em um software, em princípio acadêmico, para a análise de estruturas submetidas à vários tipos de carregamento, condições de contorno e tipos de elementos. Ao longo do trabalho está demonstrada a formulação teórica do problema e Métodos assim como considerações à respeito do código.