Sobre a análise de problemas axiais planos: implementação computacional utilizando o método de elementos finitos e linguagem C.

Abstract

As estruturas reticulares treliçadas, cujo o campo de esforços é essencialmente axial, são usualmente projetadas para superar longos vãos sendo, portanto, aplicadas comumente como uma solução da engenharia estrutural para cobertas de galpões industriais ou pontes metálicas. Em problemas de treliças estáticas, a obtenção dos campos de esforços e deslocamentos exige a solução de sistemas lineares com um número grande de variáveis. Considerando que as estruturas reais apresentam em geral muitas barras, a montagem e resolução do sistema algébrico governante tornam-se uma tarefa que exige muito tempo, quando realizada sem o auxílio de uma ferramenta computacional para operar os repetitivos cálculos da análise. O presente trabalho aborda métodos de análise de problemas axiais planos no regime estático, com particular ênfase para a formulação do problema de treliças através da técnica de elementos finitos. Além disso, é discutida a implementação computacional de uma ferramenta chamada TRL2D, para a análise (processamento) de treliças planas através da linguagem de programação C onde são realizadas todas as etapas da marcha de cálculo, desde as matrizes de rigidezes de cada barra no sistema local, até o acúmulo das mesmas matrizes no sistema global, para compor a equação de equilíbrio do sistema elástico, passando pela solução do mesmo sistema e posterior informe dos valores de solução para os campos de esforços e deslocamentos. Diversos exemplos são analisados tendo seus valores de análise verificados através do software ANSYS para validação da formulação e da implementação computacional proposta.