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Título
ANÁLISE ESTRUTURAL LINEAR DE PÓRTICOS PLANOS PELO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Aluno: Guilherme Andretta - Curso de Engenharia Mecânica (N) - Orientador: Jucélio Tomás Pereira - Departamento de Engenharia Mecânica - Área de conhecimento: 30102006 - Palavras-chave: pórticos planos; elementos finitos; estruturas.

No conceito de engenharia, pórticos são estruturas formadas por vigas. Vigas são elementos estruturais sujeitos a esforços de flexão, axial e torcional (simultânea ou isoladamente). O entendimento desse sistema estrutural do tipo pórticos planos é um passo importante para a resolução de problemas tridimensionais muito comuns na engenharia estrutural e que levam a resolução da maioria dos problemas enfrentados hoje na execução de projetos. Muitos problemas de engenharia podem ser postos em termos de equações diferenciais parciais. Como o método analítico clássico não permite soluções para problemas complexos, problemas de condições de contorno e geometrias arbitrárias o Método de Elementos Finitos (MEF) consegue uma boa aproximação. A ideia básica do MEF é dividir o corpo em elementos finitos, conectados por nós. Os passos básicos desse método são: discretização da estrutura, definição das funções de aproximação elementares, obtenção do sistema de equações elementares, construção do sistema global de equações, aplicação das condições de contorno, solução do sistema e pós-processamento. Um ponto crucial nessa metodologia é a escolha do elemento finito que represente adequadamente o fenômeno estudado. No caso de pórticos é o elemento de viga sob flexão. Entre as várias abordagens para esse problema, a teoria de viga de Euler-Bernoulli é a mais utilizada. Este é o elemento finito escolhido para o trabalho, que diferente do elemento de barra, transfere também momentos fletores e momento de torção. Essa teoria é denominada de teoria de viga fina, pois despreza a energia de deformação associada à tensão cisalhante transversal. Esse trabalho utiliza a teoria de viga de Euler-Bernoulli para a solução de pórticos planos submetidos a cargas e momentos concentrados nos nós. São adotados premissas que o material é elástico-linear e que ocorrem pequenos deslocamentos e deformações. É empregado o elemento finito de viga de dois nós com seis graus de liberdade no total. A metodologia foi implementada no software Matlab. O código final é válido por equações analíticas disponíveis e os resultados se mostram satisfatórios.