VERIFICAÇÃO DE UM MODELO COMPUTACIONAL PARA A ANÁLISE DE FLAMBAGEM ELÁSTICA BIAXIAL EM PLACA FINA

Resumo

Estruturas de placas finas são muito utilizadas em estruturas no nosso cotidiano sendo em área automotiva, aeroespacial, construção civil, vasos de pressão, silos, entre outros. A placa fina é definida por possuir a dimensão da espessura muito menor que as das superfícies das bordas limitantes. Quando este elemento é submetido à compressão, ao longo do plano da placa, tende a ocorrer a flambagem elástica que é quando este plano salta repentinamente para um plano paralelo, sem se romper e sem atingir o regime de deformações permanentes (plástico). El-Sawy e Nazmy (2007) determinaram a carga crítica de flambagem para placas retangulares, com perfurações centralizadas e submetidas a carregamento biaxial usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Este método pode fornecer resultados de tensão, deformação e deslocamento da estrutura analisada, assim podendo identificar a forma como se distribuem, ao longo da placa, as tensões e as variações geométricas quando esta estiver submetida ao carregamento compressivo. O software ANSYS ®, que é baseado no MEF, é muito usado na área de engenharia por possuir uma aplicabilidade nas suas áreas de estudo e por consequência auxilia nas soluções dos problemas propostos. Neste trabalho, o ANSYS® é utilizado para a obtenção da carga crítica de flambagem e posterior comparação com a solução encontrada a partir da equação de Timoshenko e Gere (1961). Esta verificação do modelo computacional é necessária para mostrar que o modelo computacional está funcio-nando corretamente, apresentando valores confiáveis. O elemento utilizado para a análise de placas finas é o SHELL281, o qual possui oito nós e seis graus de liberdade para cada nó, sendo translações ao longo dos eixos x, y e z, e rotações em torno dos mesmos eixos (ANSYS, 2009). A equação proposta por Timoshenko e Gere (1961) é para uma flambagem elástica em uma placa biaxial sem furo. Para a verificação do modelo, foi utilizada uma placa sob carregamento compressivo biaxial, de comprimento igual a 1 m, altura igual a 0.5 m e espessura de 12 mm, com módulo de elasticidade de 210 GPa e coeficiente de Poisson 0.35. Através da equação foi obtida uma tensão de 141,717 MPa, decorrente de uma carga crítica de 1700,61 N/mm. Utilizando o ANSYS®, a carga crítica obtida foi de 1681 N/mm. Podemos perceber que de acordo com a equação e o modelo computacional o erro percentual é de 1,16%. Baseado nos resultados obtidos, conclui-se que o MEF pode ser aplicado através do software ANSYS® com boa acurácia nos resultados.