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Título: Global analysis of laminated tubes
Autor(es): Mororó, Luiz A. T.
Melo, Antônio M. C.
Parente Junior, Evandro
Holanda, Áurea S. de
Almeida, Daniel C.
Palavras-chave: Tubos
Análise global
Data do documento: 2010
Editor: Congresso Íbero Latino Americano de Métodos Computacionais em Engenharia
Citação: MORORÓ, L. A. T. ; MELO, A. M. C. ; PARENTE JUNIOR., E. ; HOLANDA, A. S. de ; ALMEIDA, D. C. (2010)
Resumo: A análise de elementos finitos de tubos homogêneo e isotrópico é um assunto bem estabelecido e muito bons resultados são obtidos com tubos longos utilizando elementos de viga padrão. Por outro lado, a análise de tubos compósitos laminados é geralmente levada a-out usando uma abordagem global-local. Esta abordagem é realizada em dois níveis, por meio de uma análise global utilizando elementos de viga com propriedades de rigidez efetiva seguida pela análise de um modelo requintado local de shell ou elementos sólidos para calcular as tensões ply em secções críticas do tubo. Este trabalho investiga o uso de uma abordagem global a levar a efeito a análise estrutural de vigas mistas laminado, sem a necessidade de usar um modelo de elementos finitos locais. A aplicação bem sucedida de elementos de viga depende de uma avaliação rigorosa dos efetivos propriedades mecânicas dos tubos laminados. Neste trabalho, a rigidez axial e flexão de tubos laminados são computados por uma integração adequada da rigidez do segmento sobre o tubo de secção transversal. As forças internas obtido a partir da análise global são usados ​​para calcular a tensão de membrana feixe e curvatura. Cepas Ply são calculados a partir das cepas laminado. Finalmente, as tensões no sistema de materiais são avaliados utilizando as relações apropriadas constitutiva. Exemplos numéricos são apresentados e os resultados obtidos pela abordagem análise global são comparados com resultados obtidos por elementos sólidos e shell finito. Muito bons resultados foram obtidos para a maioria dos esquemas de laminação.
Abstract: The finite element analysis of homogenous and isotropic tubes is a well established subject and very good results are obtained for long tubes using standard beam elements. On the other hand, the analysis of laminated composite tubes is generally carried-out using a global-local approach. This approach is performed in two levels, by means of a global analysis using beam elements with effective stiffness properties followed by the analysis of a refined local model of shell or solid elements to compute the ply stresses at critical sections of the tube. This work investigates the use of a global approach to carry-out the complete structural analysis of laminated composite beams, without the need to use a local finite element model. The successful application of beam elements depends on the accurate evaluation of effective mechanical properties of laminated tubes. In this work, the axial and bending stiffness of laminated tubes are computed by appropriate integration of segment stiffness over the tube cross-section. The internal forces obtained from the global analysis are used to compute the beam membrane strain and curvature. Ply strains are computed from the laminated strains. Finally, the stresses in the material system are evaluated using the appropriate constitutive relations. Numerical examples are presented and the results obtained by the global analysis approach are compared with results obtained by solid and shell finite elements. Very good results were obtained for most lamination schemes.
Descrição: MORORO, L. A. T. et al. Global Analysis of Laminated Tubes. In: Congresso Íbero Latino Americano de Métodos Computacionais em Engenharia, 31., 2010, Buenos Aires. Anais... Buenos Aires: CLIMACE, 2010. v. 29. p. 1367-1383.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/1381
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