SIMULAÇÃO NUMÉRICA E MÉTODO CONSTRUCTAL DESIGN NO ESTUDO DE PLACAS FINAS PERFURADAS DE AÇO SUBMETIDAS À FLAMBAGEM ELASTO-PLÁSTICA

Resumo

Placas finas de aço são elementos estruturais de grande utilização nas mais diversas áreas da engenharia. Em algumas situações de projeto, as placas podem estar submetidas a esforços de compressão, e como consequência, podem estar sob o efeito da flambagem elástica e/ou elasto-plástica. Existem diferenças significativas na análise do fenômeno da flambagem entre elementos unidimensionais, como as vigas e as colunas, e em elementos bidimensionais, como as placas. O fenômeno da flambagem é dependente de aspectos dimensionais, construtivos e/ou operacionais. A inclusão de perfurações em placas provoca uma redistribuição de suas tensões, afetando não apenas sua resistência, mas também, suas características de flambagem. Este artigo utilizou modelos computacionais desenvolvidos no ANSYS®, cuja base está fundamentada no Método dos Elementos Finitos (MEF), para resolver o problema da flambagem elasto-plástica em placas finas perfuradas de aço. Foram consideradas para a análise placas com H/L = 1,0 e H/L = 0,5, sendo H a largura e L o comprimento da placa. A espessura (h) das placas é constante, assim como, a fração do volume (?) definido para a perfuração. Além disso, foi considerado que as placas possuem perfuração centralizada, sendo adotadas as seguintes formas geométricas para a perfuração: oblonga longitudinal, oblonga transversal, elíptica, retangular, losangular, hexagonal longitudinal e hexagonal transversal. Para comparar de forma adequada a distribuição das tensões de von Mises, foi utilizado o método Constructal Design. Os resultados mostram que a variação da forma geométrica, para todos os tipos de perfuração analisados, conduz à geometria ótima.