Analise elastoplastica de placas semi-espessas sujeitas a grandes deflexões utilizando o metodo dos elementos finitos

Abstract

O método dos elementos finitos é utilizado para a análise elasto-plástica de placas semi-espessas sujeitas a grandes deflexões. Na formulação do problema, é utilizado o princípio variacional de Hill na sua forma lagrangeana atualizada, uma vez que o mesmo tem se mostrado eficiente no modelamento de problemas com materiais elastoplásticos, com encruamento isotrópico. O comportamento elasto-plástico das placas estudadas é modelado utilizando-se o critério de escoamento de von Mises e a regra de fluxo associada a função de escoamento de von Mises. O tensor incremento co-rotacional de Kirchhoff é empregado na formulação, devido à sua característica de invariância com as rotações e deslocamentos de corpo rígido e ainda por garantir a simetria da matriz de rigidez. O elemento finito obtido a partir desta formulação é o lagrangeano quadrilateral de 9 nós. Objetivando evitar uma excessiva rigidez ou mesmo o travamento (locking) da estrutura, utilizou-se a técnica de integração reduzida seletiva de termos da matriz de rigidez do elemento, provenientes da consideração da deformação cisalhante transversal. A integração ao longo da espessura do elemento é calculada numericamente através da regra de quadratura de Gauss-Lobatto, a qual representa melhor o processo de plastificação. Este elemento finito de placa semi-espessa é utilizado na resolução de vários problemas não-lineares elastoplásticos de placas e os resultados obtidos são apresentados e comparados com soluções analíticas e numéricas disponíveis na literatura.