[pt] FORMULAÇÃO UNIFICADA PARA A ANÁLISE DE CASCAS CILÍNDRICAS FINAS E ESPESSAS PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

[en] UNIFIED FINITE ELEMENT FORMULATION FOR THIN AND THICK CYLINDRICAL SHELL ANALYSIS

[pt] JOAO CARLOS VIRGOLINO SOARES

[pt] METODO DO ELEMENTO FINITO

[pt] CASCAS CILINDRICAS FINAS E ESPESSAS

[pt] METODO DAS PENALIDADES

[en] FINITE ELEMENT METHOD

[en] PEEL THICK AND THIN CYLINDRICAL

[en] PENALTY METHODS

[pt] Neste trabalho é apresentada uma formulação analítica e numérica para análise de cascas cilíndricas finas e espessas, sob carregamentos de pressão interna e externa, empregando-se o método dos elementos finitos unidimensionais com número variável de nós. No modelo numérico, os deslocamentos associados aos pontos nodais são representados por campos de deslocamentos nas direções longitudinal e radial da casca, verificando as restrições de tensões nulas nas faces interna (pressão externa) e externa (pressão interna) em uma combinação das soluções analíticas para cascas espessas cilíndricas e esféricas. Esses campos de deslocamentos são representados por seis graus de liberdade em cada ponto nodal. As condições de contorno naturais de cisalhamento nulo nas superfícies interna e externa da casca são garantidas na vinculação entre os graus de liberdade do modelo. A condição de continuidade entre elementos adjacentes e a condição de fixação de um elemento são impostas utilizando o Método das Penalidades. Os resultados numéricos obtidos com a implementação do modelo proposto são comparados com aqueles fornecidos em um software comercial, para a validação do trabalho.

[en] In this work is presented an analytical and numerical formulation for the analysis of thin and thick cylindrical shells, under internal and external pressure loads, utilizing the unidimensional Finite Element Method with variable number of nodes. In the numerical model, displacements associated to the nodal points are represented by displacement fields in the longitudinal and radial directions of the shell, verifying the restrictions of zero shear stress at the internal and external surfaces of the shell, in a combination of analytical solutions for thick cylindrical and spherical shells. Those displacement fields are represented by six degrees of freedom in each nodal point. The natural boundary condition of zero shear stress at the internal and external surfaces of the shell are guaranteed through the imposition of the linking between the model s degrees-of-freedom. The continuity between two adjacent elements and the fixation conditions of an element are imposed using the Penalty Method. The numerical results obtained from the implementation of the proposed model are compared with those provided by commercial software, for the work s validation.

CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA

2016-06-09

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.26571