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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: NONLINEAR BUCKLING AND VIBRATION ANALYSIS OF PULTRUDED ANGLE SECTION COLUMNS Autor: LEYSER PACHECO PIRES FILHO
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
PAULO BATISTA GONCALVES - ADVISOR
Nº do Conteudo: 67039
Catalogação: 13/06/2024 Liberação: 17/04/2025 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67039&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67039&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.67039
Resumo:
Título: NONLINEAR BUCKLING AND VIBRATION ANALYSIS OF PULTRUDED ANGLE SECTION COLUMNS Autor: LEYSER PACHECO PIRES FILHO
Nº do Conteudo: 67039
Catalogação: 13/06/2024 Liberação: 17/04/2025 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67039&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67039&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.67039
Resumo:
Thin-walled elements with open cross sections have been widely employed
in engineering applications. While conventional applications and design codes
predominantly focus on steel members, a growing interest has emerged in exploring
alternative materials, particularly composites. Among these, fiber reinforced
polymer (FRP) has witnessed increased application owing to its advantageous
properties. However, the orthotropic nature of FRP columns, produced through
pultrusion, presents a challenge as conventional design prescriptions for structural
steel cannot be directly applied. Thus, further research is essential to derive reliable
design rules for FRP members. In the realm of traditional open section geometries,
angle sections have been commonly employed. Despite their geometric simplicity,
angles exhibit a complex structural buckling and dynamic behaviour which arises
from the fact that such columns may undergo different deformation modes,
according to their geometric and material properties, with modal interaction
observed, particularly between flexural and torsional modes. This work focuses on
investigating the buckling and vibration characteristics of pultruded FRP angle
sections, encompassing both equal and unequal-leg sections, and spanning short to
long columns. For this, reduced order models (ROMs) are developed based on the
classical von Kármán nonlinear plate theory (CPT). The angle section is modelled
as two plates, with continuity constraints considered at the common boundary.
Utilizing GBTul software, a comprehensive investigation of modal participation in
linear buckling and vibration modes is conducted. Based on this analysis, the plate
displacement field for each ROM is approximated by suitable analytically derived
interpolating functions, which are used to discretize the continuous system on the
basis of the Ritz energy method. By application of Hamilton s principle, the
eigenvalue problems and nonlinear equations of motion are derived. Parametric
dimensional and nondimensional analyses are carried out, with critical loads and
vibration frequencies compared favorably with GBTul results. Post-buckling paths
are explored by solving the systems of nonlinear equilibrium equations for each
ROM. The influence of geometric and material parameters on post-buckling
stiffness is investigated, along with the sensitivity to initial geometrical
imperfections. Finally, the stability of the columns under harmonic axial loading is
assessed by numerically solving the nonlinear equations of motion using the fourth-order Runge-Kutta method. Parametric instability regions are determined as a
function of the frequency and magnitude of the harmonic excitation force,
considering the influence of material, damping, and cross-sectional geometry.
Bifurcation diagrams are obtained employing the brute force method and
continuation techniques, clarifying the bifurcations associated to the parametric
instability boundaries. The evolution of basins of attraction of coexisting solutions
is investigated, providing an evaluation of dynamic integrity. The results
demonstrate that the column may lose stability at load levels well below the static
buckling loads and, therefore, designers must exercise caution when working with
these structures subjected to time-varying axial loads.
Descrição | Arquivo |
COMPLETE |