Análise não linear de treliças considerando modelos hiperelásticos pelo método dos elementos finitos posicional
Year: 2022
Type: article
Abstract: Nos últimos anos, houve um aumento na utilização de materiais hiperelásticos em estruturas, como por exemplo, polímeros vulcanizados ou naturais. Em virtude disso, torna-se relevante expandir o conhecimento quanto ao desempenho mecânico destes materiais por meio do desenvolvimento de modelos numéricos que simulem o seu comportamento e que sejam capazes de apresentar previsões mais realistas. Para materiais representados por modelos hiperelásticos, a consideração das não linearidades física e geométrica é mais adequada para representar o seu comportamento mecânico quando submetidos a grandes deformações. Desse modo, o presente trabalho objetiva a implementação de um código computacional, com o propósito de analisar e comparar o comportamento mecânico de treliças considerando a não linearidade física, descrita por modelos hiperelásticos, e a não linearidade geométrica utilizando a formulação posicional em elementos finitos. Foi utilizado o método do comprimento de arco de Riks-Wempner associado ao método iterativo de Newton-Rapshson para traçar caminhos de equilíbrio com fenômenos de snap-through e snap-back. Foram considerados os modelos hiperelásticos Neo-Hookean Nos últimos anos, houve um aumento na utilização de materiais hiperelásticos em estruturas, como por exemplo, polímeros vulcanizados ou naturais. Em virtude disso, torna-se relevante expandir o conhecimento quanto ao desempenho mecânico destes materiais por meio do desenvolvimento de modelos numéricos que simulem o seu comportamento e que sejam capazes de apresentar previsões mais realistas. Para materiais representados por modelos hiperelásticos, a consideração das não linearidades física e geométrica é mais adequada para representar o seu comportamento mecânico quando submetidos a grandes deformações. Desse modo, o presente trabalho objetiva a implementação de um código computacional, com o propósito de analisar e comparar o comportamento mecânico de treliças considerando a não linearidade física, descrita por modelos hiperelásticos, e a não linearidade geométrica utilizando a formulação posicional em elementos finitos. Foi utilizado o método do comprimento de arco de Riks-Wempner associado ao método iterativo de Newton-Rapshson para traçar caminhos de equilíbrio com fenômenos de snap-through e snap-back. Foram considerados os modelos hiperelásticos Neo-Hookean, de Mooney-Rivlin, Polinomial, de Yeoh, de Ogden e de Arruda-Boyce. A validação do programa implementado se deu por meio da comparação com soluções analíticas e resultados numéricos e experimentais de trabalhos científicos., de Mooney-Rivlin, Polinomial, de Yeoh, de Ogden e de Arruda-Boyce. A validação do programa implementado se deu por meio da comparação com soluções analíticas e resultados numéricos e experimentais de trabalhos científicos.
Source: Research Society and Development
Institution: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Language: Portuguese
Subfield: Biomedical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4290741985