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Avaliação numérica do efeito do acoplamento pressão-volume em estruturas pneumáticas.

Rocha, Karina Bradaschia

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2020-03-13

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Avaliação numérica do efeito do acoplamento pressão-volume em estruturas pneumáticas.
  • Autor: Rocha, Karina Bradaschia
  • Orientador: Pauletti, Ruy Marcelo de Oliveira
  • Assuntos: Acoplamento Pressão-Volume; Métodos Numéricos; Método Dos Elementos Finitos; Lei De Boyle-Mariotte; Estruturas Pneumáticas; Tensoestruturas; Finite Element Method; Boyle-Mariotte'S Law; Numerical Methods; Pneumatic Structures; Pressure-Volume Coupling
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Civil
  • Descrição: As estruturas pneumáticas, estruturas de membrana compostas e estabilizadas por um sistema de pressão e tensões de tração, são utilizadas devido à sua funcionalidade, custo benefício e diferentes formas que elas podem adquirir. Em se tratando de estruturas que necessitam de análises não lineares, é necessário o emprego de métodos computacionais na realização do projeto e análise estrutural dessas estruturas. Existem alguns programas que podem ser utilizados para essa modelagem, sendo que a grande maioria utiliza como procedimento de solução o Método dos Elementos Finitos (MEF). Dentro desse contexto, o programa SATS (Structural Analysis of Taut Structures) foi desenvolvido dentro do software Matlab® por Ruy Marcelo de Oliveira Pauletti e Daniel Mariani Guirardi (2006) para o cálculo e análise de tensoestruturas. Com isso, foi implementado nesse programa o acoplamento pressão-volume, dado pela lei de Boyle-Mariotte, de forma a avaliar qual a relevância de se efetuar essa consideração na análise de estruturas pneumáticas; implementou-se também a formulação referente ao enrijecimento da estrutura devido à pressão interna, ou seja, rigidez volumétrica, de forma a verificar se essa parcela ajudava na convergência desse tipo de problema. Assim, de modo a conferir as implementações e considerações mencionadas anteriormente, foram realizados quatro principais modelos e concluiuse que, para estruturas pneumáticas de pequeno porte, é muito importante se considerar a lei de Boyle-Mariotte para a análise estrutural, já que foram encontradas diferenças de aproximadamente 50% quando comparando esses resultados com os do caso onde se considera a pressão interna constante; já para estruturas de grande porte, verificou-se que a consideração da pressão interna constante dá boas aproximações dos resultados quando considerando essa variando conforme a lei de Boyle-Mariotte. Quanto à parcela de rigidez volumétrica, constatou-se que essa não melhora o tempo de convergência dos modelos e nem diminui o número de iterações total da análise, mas aumenta a influência da matriz de rigidez externa.
  • DOI: 10.11606/D.3.2020.tde-15122020-122532
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2020-03-13
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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