Autor(es):
Lourenço, Lúcio
; Barros, Joaquim A. O.
Data: 2007
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/1822/13086
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Assunto(s): MEF; Estruturas articuladas
Descrição
Relatório 07-DEC/E-05 No presente relatório apresenta-se a aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF) para o
cálculo dos deslocamentos nodais, esforços nas barras e reacções dos apoios em estruturas planas
biarticuladas (treliças). Se o peso próprio destas barras for desprezado, estas ficam submetidas
apenas a esforços axiais, estando sujeitas a extensões segundo o seu eixo, isto é, todos os pontos de
uma determinada secção da barra sofrem o mesmo deslocamento, paralelo ao eixo da barra.
A selecção dos exercícios apresentados visa a exemplificação e discussão de aspectos que os
autores julgam fundamentais para a aplicação do MEF em estruturas planas biarticuladas. Os
quatro exercícios apresentados têm diferentes objectivos:
1 - No primeiro exercício uma estrutura plana, constituída por barras biarticuladas de secção
constante, é discretizada por elementos de dois nós; expõem-se os passos necessários para a
obtenção da matriz de rigidez de uma estrutura e do vector das forças nodais equivalentes às acções
actuantes. Da resolução do sistema de equações, obtêm-se os deslocamentos nodais e reacções nos
apoios. Por último, são obtidos os esforços nas barras.
2 – No primeiro exercício todas as barras são discretizadas pelo mesmo tipo de elemento finito.
Contudo, a discretização de barras pode ser efectuada por intermédio de um maior número de
elementos ou de elementos com maior número de nós. O exercício 2 tem por objectivo atender a
este assunto. Trata-se de uma estrutura constituída apenas por uma barra de secção constante, onde
se analisam os resultados obtidos através da discretização da mesma recorrendo a um elemento de
dois nós, dois elementos de dois nós e um elemento de três nós.
3 – O exercício 3 surge como complemento ao exercício anterior. Contudo, o exercício 3 é
dedicado ao caso de uma barra de secção variável. Discute-se a necessidade de recorrer a uma
discretização da barra por um maior número de elementos de forma a obter-se uma solução mais
aproximada da exacta.
4 – Por último, e para uma estrutura plana constituída por barras biarticuladas, de secção constante
e variável, sugere-se o cálculo de alguns coeficientes da matriz de rigidez da estrutura, algumas
linhas do vector solicitação e o cálculo dos esforços presentes numa das barra a partir dos
deslocamentos nos nós.