Melanie Marian León Graça
Orientador(es)
Alexandre Landesmann
Dinar Reis Zamith Camotim
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo numérico-computacional sobre comportamento estrutural de flambagem e pós-flambagem (elástica) de colunas pultrudadas compostas por seções com enrijecedor de bordo (Ue) em perfis formados a partir de polímero reforçado com fibra (PRF) sob modo de falha distorcional. A primeira etapa consiste na seleção de colunas por meio do programa GBTul, para análise de flambagem distorcional sujeitas a: (i) condições de extremidade simplesmente apoiada (PP) e fixa (FF); (ii) diferentes dimensões para a seção transversal; (iii) compressão centrada; e (iv) variação nas propriedades do material quanto ao tipo de fibra (vidro, kevlar 49®, grafite e boro), assumindo que sua matriz de epóxi e o volume de fibra são constantes. Tais condições foram selecionadas a fim de garantir, quanto possível, que as colunas apresentem modos "puros" de flambagem distorcional. Em seguida, as trajetórias de equilíbrio de pós-flambagem (elástica) e falha inicial, apresentadas e discutidas neste trabalho, foram obtidas através de análise não-linear geométrica segundo modelo de casca (shell181) via MEF através do programa Ansys, avaliando a influência da ortotropia do material, a fim de estimar a resistência última e discutir sobre proposta de método de dimensionamento de colunas LC sob modo de falha distorcional.
Abstract
This work presents a numerical and computational study of the buckling and post-buckling (elastic) behavior of pultruded columns composed of lipped channel sections (LC) profiles formed from fiber reinforced polymer (FRP) under distortional failure mode. The first step consists in selecting the columns, through GBTul analysis software for distortional buckling, subjected to: (i) boundary conditions – ‘pinned-pinned’ (PP) or prevented (FF), (ii) different LC cross-section, (iii) subjected to concentric load compression, and (iv) different typical fiber mechanical properties (glass, kevlar 49®, graphite and boron), but assuming that the epoxy matrix and the fiber volume remain unaltered. These conditions were selected to ensure, as far as possible, that the columns present "pure" distortional buckling mode. Then, the post-buckling equilibrium paths (elastic) and initial failure, presented and discussed in this paper, were obtained by nonlinear geometric analysis, following shell model (Shell181) using FEM through the Ansys program. The influence of orthotropic materials in order to estimate the ultimate strength is evaluated and a LC column design method under distortional failure mode is discussed.
