Visão geral do exemplo

Neste exemplo avançado você continuará investigando o comportamento da viga anterior, mas agora em termos de análise estática não linear.

A análise de flambagem linear estática e linear realizada anteriormente permite analisar e otimizar rapidamente a estrutura. Contudo, às vezes é necessário ver a ‘imagem real’’ do fracasso. Veja como a plasticidade está distribuída nos elementos, quais os valores e como a imperfeição geométrica afeta a flambagem.

Para ver este quadro final de falha, a análise estática não linear deve ser considerada. Esta análise considera cargas externas por parcelas (ou etapas), onde o material e a não linearidade geométrica considerados para determinar a forma deformada por tensão em cada etapa.

Etapa 1. Refinamento de malha

No painel Malha defina o tamanho da malha para todas as arestas e aberturas 35 milímetros, tornando a malha do modelo global mais grosseira do que era anteriormente. Em seguida, vá para a guia Refinamento. Defina a linha na tabela e a zona de refinamento da malha a partir de (P1) 100 mm e terminando (P2) no 850 mm desde o início da viga. O tamanho da malha nesta zona é 15 milímetros. Gere a malha para o modelo e observe como a malha mais densa é criada no primeiro web panel.

Etapa 2. Propriedades de materiais não lineares

No painel Materiais defina as propriedades de tensão e deformação plástica dos materiais. As peças da viga são feitas de aço com valores de tensão de escoamento de 230 MPa para a web e 245 MPa para outros componentes.

Defina um diagrama bilinear que inclua duas zonas: linear e plástico. Primeiro conjunto de módulo de elasticidade (E) para aço. Na segunda linha da tabela crie ‘plástico’ zona com o mesmo valor de tensão plástica Repita este procedimento para os outros componentes da viga, como os banzos e reforços com a tensão plástica de 245 MPa.

Etapa 3. Imperfeições da web

Definir imperfeições nos painéis web 2 e 3. Defina duas linhas e selecione painéis da web. Defina a direção da imperfeição e magnitude (P1) como 2 mm para um painel e -2 mm para outro painel. Clique no botão Visualizar para ver como isso afeta a geometria do modelo FE durante a análise.

Etapa 4. Carga de deslocamento

Remova as forças previamente definidas dos reforços. Em seguida, no painel Reforçadores de Deslocamento, aplique uma carga de deslocamento ao longo do eixo y de 40 milímetros.

Etapa 5. Análise Não Linear

No painel Análise, selecione o tipo de análise estática não linear de geometria e material. Clique no botão Análise.

Etapa 6. Resultados de deslocamento

Na Etapa de Resultado selecione a etapa final (1.0). Selecione o componente de deslocamento e inclua a vista deformada com uma escala de 1.

Etapa 7. Resultados de plasticidade

Selecione Vista lateral da placa e clique em Exibir para ver o gráfico do contorno de deformação plástica. Aqui, um valor zero significa que o elemento não tem plasticidade. Defina no campo Limit Strain 5% e clique no botão Status. Como um resultado, você verá as zonas seguras e inseguras da estrutura.

Etapa 8. Gráfico de carga-deslocamento

O último que será investigado é o Diagrama Carga-Deslocamento. Este diagrama permite ver a força crítica de ruptura aplicada na viga. Vá para o Gráfico no menu principal. No Displacement Node você escolhe o nó de onde a deflexão vertical pode ser extraída. Este é o meio da viga e o ponto inferior. Então, para os nós de forças, você escolhe os nós de onde a força de reação vertical total é extraída. Aqui duas opções: 1 – todos os nós de suporte, 2 – nós de carga de deslocamento. Então você seleciona a direção da ação da reação e do deslocamento (Ru e Uy). Defina os fatores de escala e clique no botão Gerar. O diagrama obtido é próximo ao recebido no teste experimental.

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