Desenvolvimento de um elemento finito para vigas com seção transversal variável
Resumen
O método de elementos finitos (MEF) consiste em uma discretização de estruturas contínuas
em elementos conectados entre si através de nós. Tal método é muito utilizado
na indústria aeronáutica para análise de componentes estruturais, incluído aqueles que
possuem seção transversal não constante, como longarinas de asas, por exemplo. Entretanto,
o modelo utilizado para análise de tais estruturas não é exato e pode gerar erros
nas soluções de problemas. Por isso, neste trabalho é desenvolvido um elemento finito de
viga tridimensional com seção transversal variável, com o objetivo de realizar simulações
de estruturas de vigas afiladas. Quando comparado a elementos tradicionais, com seção
transversal constante, espera-se que a utilização do elemento finito desenvolvido reduza o
tamanho da malha, mantendo um erro adequado. A redução do tamanho da malha, com
um menor número de elementos e graus de liberdade, levará a uma redução no tempo de
simulação e no peso computacional do programa. Após a formulação e implementação
do elemento finito em questão, são realizadas comparações com soluções de referência
para verificar os resultados numéricos obtidos. Em seguida, a ferramenta é utilizada para
simular uma aplicação real envolvendo estruturas aeronáuticas, então os resultados numéricos
são comparados a dados experimentais e simulações feitas utilizando um programa
comercial.
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