MODELAGEM COMPUTACIONAL E MÉTODO DESIGN CONSTRUTAL APLICADOS AO ESTUDO DA TENSÃO ÚLTIMA DE FLAMBAGEM EM PAINÉIS DE AÇO COM ENRIJECEDORES SUBMETIDOS À COMPRESSÃO AXIAL

Abstract

Placas ortotrópicas possuem vigas dispostas longitudinalmente e transversalmente, chamadas de enrijecedores, com o objetivo de aumentar a resistência mecânica. Assim, é desejável obter uma geometria ótima de forma a maximizar sua carga última de flambagem. Nesse contexto, empregou-se o Método Design Construtal associado ao Método dos Elementos Finitos (software ANSYS), em um estudo de otimização geométrica de placas com enrijecedores submetidas à flambagem elasto-plástica. Inicialmente adotou-se uma placa fina simplesmente apoiada sem enrijecedores, usando como referência o valor da tensão última de flambagem da mesma. Após, parte deste volume foi transformado em enrijecedores, os quais foram incorporados à placa. Para isso, a variável fração de volume (?), que representa a relação entre o volume de enrijecedores e o volume total do elemento estrutural placa/enrijecedores, foi adotada, mantendo uma variação nula do volume final da placa. Foram analisadas quatro combinações diferentes de enrijecedores, onde quatro valores de fração volumétrica foram adotados ? = 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4 em cada situação. Cada análise dos painéis enrijecidos apresentou uma relação h_s/t_s, relacionando a altura do enrijecedor e sua espessura. A análise foi feita considerando dois valores de volume inicial V₁ = 0,040 m³ e V₂ = 0,028 m³. Os resultados obtidos foram comparados entre si e com as placas sem enrijecedores, indicando que a variação da configuração geométrica afeta significativamente o comportamento mecânico sob flambagem dos painéis enrijecidos, sendo possível determinar a geometria ótima que conduz a uma carga última maximizada, próxima à tensão de escoamento do material.